武义县大坪滑坡成因分析与防治措施研究

周正飞, 徐 磊, 安双个

(1.浙江省第三地质大队，浙江 金华 321001； 2.浙江省核工业二六九大队，浙江 金华 321017)

0 引言

在未建公路前武义县大坪山体的古滑坡堆积体为稳定岩土体，20世纪70年代中期开始在其前缘切坡修路，早期道路以浅路堑方式通过，在施工过程中边坡坍塌不断，建成通车后坡体表部又数次小规模滑塌。2005年初因道路升级改建施工，对K66+010—K66+407段边坡开挖，使原已基本稳定的边坡又处于不稳定状态，致使边坡失稳滑塌，顶部出现多组裂缝，改建工程暂停施工[1-2]。灾害发生后，通过地表调查与综合勘查，认为该滑坡为一古滑坡堆积体复活。

1 地质背景

1.1 地形地貌

滑坡区位于构造剥蚀低山丘陵区，海拔高程200～570 m。道路以北地势险峻，峭壁林立，峭壁高达38～49 m，延长100～250 m不等，地形坡度40°以上，最高山峰海拔767.0 m。道路以南呈倒三角缓坡地貌，微地貌为凸坡，呈上陡中缓下陡状，坡向320°，海拔高程360～574 m为陡坡，坡度25°～35°，基岩裸露一般，局部为陡崖；350～360 m为缓坡，坡度5°～10°，局部为台阶，该处原为大坪自然村所在地，现已整村搬迁，坡地上主要种植油茶、板栗等经济作物；200～350 m为陡崖和公路路堑边坡，坡度大于25°，植被以灌木为主。

1.2 地层岩性

滑坡区及周边主要出露白垩系下统西山头组(K1x)和第四系松散层(Q)。

(1)白垩系下统西山头组(K1x)：岩性为流纹质晶屑凝灰岩、凝灰质砂岩夹灰紫色流纹质晶屑熔结凝灰岩，地层产状339°∠23°。

(2)第四系松散层(Q)：①第四系冲洪积层(Q3al+pl)：由砂、砾、卵石组成，属古河床相沉积。②古滑坡堆积层(Q4del)：由碎块石组成，中密—密，棱角状，块石大者可达3 m以上，局部为小规模整体滑落。③残坡积层(Q4el+dl)：由灰黄色含碎石粉质黏土组成，结构松散，厚度一般0.8～2 m，局部可达3 m以上。

1.3 地质构造

滑坡区由于残坡积层及古滑坡堆积层覆盖面积大，未见断裂构造踪迹，节理裂隙以130°∠87°、230°∠85°两组最为发育。区内新构造运动强烈，主要表现为山体抬升和沟谷下切，在滑坡前缘见古河床相砂砾卵石层，与现代河床高差达45 m以上。

2 滑坡发育特征

2.1 滑坡体基本特征

滑坡区所在的大坪村东西两侧有多条弧形展布的沟谷，系沿滑坡拉张、剪切裂缝侵蚀、冲刷形成，主裂缝残存完好。村后坡脚的山塘水库地段为滑坡封闭洼地。古滑坡恰处于双沟同源、上下陡、中部缓的鼻形斜坡地形。钻探勘查区位于古滑坡剪出口外之滑坡舌地段，滑坡堆积物(碎块石)直接“超覆”在第四纪晚更新世河床相砂砾卵石层(坡下阶地)之上，迫使竹客溪改道、下切。

2.1.1 古滑坡形态、规模及类型

古滑坡平面形态呈“簸箕”形，主滑方向320°，轴线长400 m，前缘最大宽度530 m，面积约16×104m2，平均厚度以45 m计算，滑坡体土石量在600×104m3以上，为大型深层岩质滑坡。

2.1.2 古滑坡体结构

古滑坡体由黄褐色含角砾粉质黏土及碎块石组成，块石大小一般0.8～1.5 m，最大可达2.2 m以上，分布不均匀。碎块石成分主要为流纹质晶屑凝灰岩及少量凝灰质砂岩，层厚3.0～51.3 m不等，平均28.5 m。

2.1.3 古滑坡舌及基底特征

(1)古滑坡舌特征。古滑坡舌由于长期风化剥蚀及竹客溪的冲刷，现已成坡向北西的单面斜坡。斜坡自然坡度36°～42°，路堑边坡坡度为45°～55°，局部地段可达60°～65°。

(2)基底特征。各钻孔揭示的古滑坡舌堆积体厚度、基底标高统计见表1，并绘制基底等高线及堆积物厚度等值线图(图1)。①基底地形纵向变化较复杂，中部5-5′及6-6′剖面近于水平，两侧波状起伏，局部坡度可达32°。②滑坡堆积体横向厚度总体自南西向北东逐渐增大，局部可达51.3 m以上，厚度变化不稳定。③基底岩性为侏罗系上统西山头组强风化流纹质晶屑凝灰岩或第四系古河床相砂砾卵石层。④除局部基底在公路路面以上外，其余钻孔所揭基底标高均在其下。

表1 滑坡舌堆积体厚度及基底标高统计表

2.2 古滑坡局部复活形成的新滑坡及拉张裂缝

由于在滑坡体前缘修建公路，导致古滑坡局部地段复活，发生了小型土质滑坡及拉张裂缝。

(1)小型土质滑坡。见于ZK12南15 m，平面形态呈圈椅状，轴线长17.0 m，前缘宽27.0 m，主滑方向330°，面积320 m2，估计已滑土方700～1 000 m3，其特征主要表现为滑坡壁及滑坡台阶。后缘见二级台阶，台阶高1.5～2.2 m，倾角85°以上。

图1 古滑坡前缘滑坡舌基底地形及滑坡堆积体厚度等值线图

(2)拉张裂缝。见于2-2′剖面左、右，长40 m，走向235°，裂缝宽15～20 cm，深50～60 cm，台阶高25～35 cm，北侧下降。其北东端与新近坍塌边界相连。该滑坡体于2017年进行了地表排水系统工程施工，现状调查坡体排水沟多处可见拉张裂缝，据监测资料显示，裂缝正在缓慢扩大变形中，由此可判断此滑坡表层尚处于蠕滑变形阶段。

3 滑坡成因及形成时代分析

3.1 滑坡成因分析

研究区中生代以后地壳长期处于抬升阶段，风化剥蚀作用强烈。勘查区处于隘谷地段，两侧谷坡陡峭。竹客溪北岸峭壁林立，岩层倾向与地形坡向相反；南岸地形坡度较缓，地层倾向(310°～5°)与坡向一致，且倾角(20°～26°)与坡角相似。基岩中的凝灰质砂岩夹流纹质晶屑熔结凝灰岩，抗风化强度弱，易失稳变形。岩体中300°∠63°、350°∠84°两组陡倾结构面发育。前缘竹客溪强烈的侧向侵蚀作用使南岸山体坡脚不断掏空后退，形成高陡临空面。地表基岩风化强烈，风化裂隙和构造裂隙发育，岩体破碎，为大气降水提供了良好的入渗通道。大量水体的渗入不仅增加了岩体的自重，而且也使抗风化强度弱的岩层软化，抗剪强度降低，逐渐形成一连续的软弱结构面，由此山体自南东向北西滑移，形成大规模深层岩质滑坡。

3.2 滑坡形成时代

从图1可知，古滑坡体堆积物直接“超覆”在前缘第四纪晚更新世河床相砂砾卵石层之上。根据地质体相互关系分析，该古滑坡形成的时代可能是距今(5～10)万年的全新世早期。

4 滑坡稳定性评价

4.1 古滑坡稳定性现状调查

根据1∶1万工程地质测绘资料，在古滑坡区内未发现新近的拉张、剪切裂缝和滑坡台阶。地表种植的板栗树、油茶树、毛竹及古枫树等挺直，生长正常，未发现呈马刀树、醉汉林状态。据调查访问，原大坪村的房屋、道路从未出现过拉张、倾斜。因此，古滑坡体从在其上建村居住以后，整体是稳定的。

滑坡体前缘滑坡舌斜坡地段，古地形较复杂，其上的滑坡堆积体经长期风化剥蚀及竹客溪的冲刷，破坏了山体极限平衡，因此经常发生边坡坍塌，并出现小型土质滑坡及拉张裂缝。前缘坡脚平基修路开挖坡率选择不当，再次破坏了山体平衡，导致较大规模的边坡滑塌。

4.2 稳定性计算

根据野外勘查和钻孔资料分析，滑坡体以碎块石为主，综合分析确定重度值为21 kN/m3。根据以往经验，滑动面上的滑面黏聚力、内摩擦角分别取值为0 kPa、27°，滑坡体中的碎块石黏聚力、内摩擦角分别取值为0 kPa、41°。

古滑坡整体的稳定性系数计算利用I-I′剖面采用传递系数法进行。根据滑坡周界、覆盖层厚度、滑移带产状等，将I-I′剖面划分为E1、E2、E3、E4、E5五块，公式选用《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)条文说明5.2.8中推荐的(5.1)式。稳定性系数计算结果为5.7。

为了分析古滑坡舌地段的稳定性，选择2-2′、6-6′、7-7′剖面采用瑞典条分法对斜坡的稳定性系数进行估算[3-4]。2-2′、6-6′、7-7′剖面的稳定性系数计算结果分别为0.936、0.808、0.714。

稳定性计算结果表明，该古滑坡整体稳定性系数达5.7，结合现状调查资料分析，大坪古滑坡整体是稳定的。

古滑坡舌地段稳定性系数计算结果为0.714～0.936。结合公路边坡护坡挡墙及坡体排水沟变形迹象表明，滑坡舌地段的斜坡目前仍处于不稳定状态，在地质环境条件发生变化时，斜坡随时可能会发生滑塌，破坏前缘G235国道，堵塞交通，直接威胁来往车辆和行人的生命财产安全，需采取防治措施。

5 防治措施

5.1 排水工程

该古滑坡体自2005年初因切坡修路，造成前缘局部失稳滑坡后，在2006年梅雨期受持续降雨影响，出现了裂缝增大变长等失稳变形迹象，后续几年，公路边坡挡墙及路面数次变形，现已修缮。在2017年，对该古滑坡体表部修建了综合截排水系统，有效减少了地表水的下渗，减缓了古滑坡体表部的变形速率。

5.2 监测工程

在2018年，对该滑坡地表变形进行了自动化监测，在该滑坡体上安装了GNSS基站。通过对近3年来监测数据分析发现，总体位移变化小于2 cm。

5.3 风险管控

2020年随着浙江省地质灾害风险隐患双控管理的持续推进，该点已纳入风险防范区管理。按照日常每周一次，雨天每日1次，强降雨天气每日不少于2次的要求进行巡查监测。同时对GNSS监测仪异常报警快速查证。

6 结论

(1)国道(G235)武义县柳城镇大坪滑坡为一古滑坡，古滑坡体土石方量在600×104m3以上，属大型深层岩质滑坡。

(2)通过宏观观察、调查访问和计算表明，古滑坡体整体是稳定的。其前缘滑坡舌处斜坡目前仍处于不稳定状态，需采取防治措施。

(3)通过地表排水工程、监测工程及风险管控等防治措施的应用，减缓了滑坡的变形速率，对滑坡变形情况进行了实时掌握，为该滑坡点风险管控提供了有力的保障，为前缘国道的正常运营提供了科学的依据。