大关县某道路滑坡稳定性评价及治理方案

韩飞

关键词：大关县；某道路滑坡；稳定性评价；危害性；治理方案

1 地质环境条件

拟建场地地处大关县木杆乡向阳村，有公路直达，交通较为便利。项目区地处细沙溪冲洪积地貌边缘，细沙溪位于项目区东侧滑坡坡脚，流经方向为从场地边缘南东向到北西方向，细沙溪雨季水量较大，勘查期间水量较小，细沙溪及其支沟大部分河堤已进行支护[1]。分布地层主要有第四系人工填土、第四系冲洪积层、古生界二叠系下统茅口组。勘查区地质构造简单，属单斜构造，区内未发现有断层、褶皱构造发育，区域内活动断裂形迹表现为洒渔河断裂。依据结构和强度特征，将项目区内分布的地层划分为土体和岩体两大工程地质类型，结合各地层时代岩性差异、组合的不同、物理力学性质指标以及工程地质特征的差异，将项目区内出露地层划分为松散土体与岩体两大类。其中，土体根据成因及岩性组合分为两个工程地质岩组；岩体根据岩性、岩体结构及强度分为一个工程地质岩组。根据项目区含水介质的不同及地下水赋存形式和水动力条件的差异，将区内地下水划分为孔隙水和裂隙水两大类。项目区人类工程活动主要为工程建设、耕作及道路建设等，对地质环境的改变和影响较强烈。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡发育形态与结构特征

滑坡处地形现为自然缓坡，坡度在20°～40°。根据滑坡形态，滑坡表层主要由人工堆积填土形成，坡体形态整体呈上陡下缓的缓坡状，坡体上部后缘5.00～10.00 m坡度为30°～40°，出露岩性主要为人工堆积杂填土及冲洪积粘土；坡体中下部坡度为20°～30°，坡体中部较缓，出露岩性主要为人工堆积杂填土。坡体平面走向大致呈东—西向。坡宽60.00 m，坡向105°，滑坡长107.00 m。坡顶后缘为道路，最大标高1 194.85 m。坡脚前缘为细沙溪沟谷，当前该段未治理，标高1 163.67 m，滑坡最大高差31.18 m。受降雨入渗及坡顶人类工程振动影响，该段滑坡中易发生滑动破坏，对坡顶建筑、道路及来往车辆影响较大[2]。

滑坡整体平均坡度约35°，后缘高4.00～8.00 m，受滑坡拉裂作用，坡顶道路局部临空，岩性为填土及粘土，边坡为顺向坡，受坡体滑动作用，拉裂缝发育，坡面左右两侧拉裂缝宽10.0～15.0 cm，后缘呈多级拉裂缝，拉裂缝宽10.0～30.0 cm（该裂缝经初步回填处理，现状不明显），坡体被切割成条状结构，结构破碎，滑坡体厚4.00～8.00 m。滑坡体体积为107×55×6=35 310 m3，属小型滑坡。该滑坡现处于蠕动阶段后期，前缘滑动堵塞细沙溪河道，后缘拉裂道路及民房基础，随着雨季来临，随时会进入滑动期，发生灾害的可能性较大，威胁对象为坡顶道路、民房及过往工程车辆，阻碍工程进度，后果严重，危险性较大[2]。

据勘查资料，该滑坡坡体上部为第四系堆积填土及粘土，主要组分为碎石土及粘土，松散—稍密，稍湿，厚6.00～17.00 m；下部为中风化灰岩，风化较强烈，裂隙较发育。经现场调查，该滑坡现主要为浅层人工堆积填土滑坡，中下部由于工程弃土不合理堆载引发滑坡后，对上部坡体形成进一步牵引式滑动，现趋于较稳定，但在坡顶车辆动荷载及雨水作用下可能进一步发生滑坡。

2.2 坡体水文地质特征

组成坡体的主要物质为透水不含水的填土及粘土，在自然条件下，大气降水是滑坡区地下水的主要补给来源[3]。粘土具有较弱的渗透性，上层填土下渗的雨水极易在粘土表层形成上层滞水，并形成软弱结构面，往往成为滑坡、垮塌发生的主要动力作用之一。

2.3 岩土体物理力学性质及参数建议

滑坡岩土体物理力学参数建议值结合试验成果及反算结果，在经验类比的基础上综合确定，如表1所示。

3 形成条件及变形影响因素分析

该滑坡变形破坏的主要影响因素包括地形地貌、地层岩性、降雨、地震以及人类工程活动等。

3.1 地形地貌

区内滑坡发育区位于大关县北部，属构造剥蚀斜坡地貌，是地质灾害中易发区段。据调查，项目区滑坡坡高约32.00 m，前缘坡度在20°～30°，后缘坡度在30°～50°，具备不利于其稳定的临空条件，坡顶为居民房及国道，动静荷载加剧了坡体不稳定性，坡体断面呈上陡下缓的阶台状。适宜的坡度和一定的高差是导致滑坡失稳破坏的基本条件，为滑坡的变形破坏创造了有利的地形条件。

3.2 地层岩性

根据勘查，组成滑坡坡体的物质以人工堆积碎石土和粘土为主。其中，填土以碎石土为主，厚3.00～8.00 m，结构松散，自身稳定性较差，且利于水力入渗软化。粘土层稍密，湿，可塑，切面稍有光泽，干强度中等偏低，韧性中等，摇震反应中等，遇水软化膨胀，失水收缩干裂，属冲洪积成因。土体结构稍密，在雨水侵蚀作用下极易软化拉裂滑动。

上述组成坡体的土体易在水力侵蚀、软化作用下发生结构变化，出现松动、垮塌现象，在自身重力作用下發生变形破坏。坡体表层新近堆积填土层自身结构较为松散，组分多样，在自重及载荷作用下，极易变形破坏。

3.3 降水及地下水

水是滑坡变形破坏的主要诱发因素之一，其作用方式主要表现为降低土的抗剪强度，增加重度，使坡体变形失稳产生滑坡或垮塌。

年平均降雨量为995.8 mm，20年一遇最大日降雨量为145.8 mm，雨季（5—10月）降雨量占全年的80%，易形成洪涝灾害。滑坡发育区上部为居民房及国道，建筑和路面积水、生活用水、降水易汇流形成地表股状漫流，进而冲蚀、软化坡体，降低其稳定性。

滑坡内地下水位较高，位于填土及粘土界面以上，雨季坡体大量水体入渗进一步降低了软弱滑动面的结构稳定性，导致坡体失稳产生滑坡。

3.4 人类工程活动

本区地质环境条件较为脆弱，人类工程活动对地质环境的改造程度较高，大量填土在坡体无序堆积，在自身应力及外界因素的影响下极易失稳变形。

综上所述，项目区滑坡威胁对象分布集中，险情较大，需尽快治理。

4 滑坡稳定性评价

4.1 滑坡稳定性定性评价

依据滑坡稳定性野外判定特征，结合滑坡发育特征和坡体各部位变形迹象以及滑坡区地质环境条件，考虑灾情、险情、人类工程活动等因素，对其稳定性进行定性分析，得到坡体特征：滑坡后缘临空，坡度在30°～40°，坡高31.18 m，坡体物质组成为杂填土、冲洪积粘土，坡面表层土体结构较松散，坡面上局部有小的裂缝，其上建筑物、植被无新的变形迹象，裂隙较发育或存在软弱结构面，坡体中部局部存在积水地形，坡脚为细沙溪径流，整体欠稳定。

区内滑坡坡面受人为改造以至于起伏不一，变形破坏方式主要为垮塌、滑塌，发生原因主要有4个方面：一是坡度和坡高超过了岩土体所能保持的稳定角，即安息角；二是坡脚开挖后，临空面部位应力相对集中，变形破坏为自身应力释放；三是坡顶建筑物增加了坡体上部荷载，加大了下滑力；四是其变形破坏受自身软弱结构面控制。

受坡顶荷载及坡面填土加载影响，该滑坡坡体以陡坎—陡坡状产出；坡面堆载后土体松散，拉裂缝发育，起伏不定，易形成积水和渗水现象；坡脚径流侵蚀。综上所述，该滑坡组成坡体的土体自身稳定性较差，且存在构筑物坡顶载荷，在地震、地表水、强降雨等外力作用下，局部发生垮塌、滑坡的可能性较大，局部累进性破坏势必影响坡体整体的稳定性。

滑坡发生的可能性主要表现为：（1）滑坡中下部表地层为厚度较大的填土，结构松散且地下水位较高，位于下部粘土界面之上，填土与粘土之间的界面极易形成滑动面，引发滑坡的可能性较大，下部粘土层呈层状结构且埋深较大，与下部基岩呈不整合接触，形成滑坡的可能性小；（2）滑坡上部后缘现临空面较大且坡顶动荷载明显，在暴雨工况下易形成填土层及下部粘土层切层滑动。因此，综合分析认为其欠稳定。

4.2 滑坡稳定性定量计算

根据实地调查和勘探点资料，结合滑坡的分布发育特征，选取具代表性的断面进行稳定性计算。按照上述方法，对3种工况进行稳定性计算，结果如表2所示。

依据GB/T 32864—2016《滑坡防治工程勘查规范》中12.4.6条稳定性划分标准：稳定系数F＜1.00为不稳定，1.00≤F＜1.05为欠稳定，1.05≤F＜1.15为基本稳定，F≥1.15为稳定，对计算结果进行判定。

根据表2判定，该滑坡上部在自重、地震及暴雨工况下均处于不稳定状态。滑坡中下部在自重工况下处于稳定状态，地震工况下处于基本稳定状态，暴雨工况下处于不稳定状态。综合判断滑坡稳定性为不稳定。

4.3 稳定性综合评价

根据坡体形态和结构特征，对其进行定性评价和定量计算，并根据其结果进行稳定性综合评价。根据计算结果，项目区滑坡上部在天然、地震、暴雨工况下均处于不稳定状态，滑坡中下部在自重工况下处于稳定状态、地震工况下处于基本稳定状态、暴雨工况下处于不稳定状态。发生大规模滑坡的可能性较小，但滑坡上部形成小规模滑坡、垮塌等危害的可能性较大，进而诱发坡顶土体大规模垮塌、滑动。项目区滑坡总体处于不稳定状态，需采取措施进行支护。

5 危害性与危险性分析

综合判定项目区滑坡稳定性为不稳定。由于影响滑坡稳定性的因素众多，在外界条件发生变化的触发下或随变形的发展累进，尤其是在坡顶一带存在降水汇流入渗作用，发生再次垮塌、滑塌的可能性大，潜在的险情较大。

滑坡在外在因素影响下再次垮塌或局部滑塌，其滑动破坏主要有两个方面，一是整体滑塌堆积于坡脚，阻断细沙溪河流，形成堰塞湖；二是坡顶拉裂，破坏坡顶房屋、道路。

根据对滑坡的稳定性判定结果和发展趋势分析，结合对其覆盖、拉裂坡坏范围建筑物、人员的摸底统计，滑坡威胁坡顶3栋居民房、213国道及过往车辆的安全，威胁坡脚细沙溪的安全。潜在威胁人数为居民15人左右，潜在资产损失大于500万元。

根据对区内滑坡变形机制的分析，认为其危害方式主要为拉裂坡顶道路、建筑和堵塞坡脚河流形成堰塞湖、侵占土地资源。依据地质灾害灾情与险情分级标准判断，其规模为中型。

6 治理方案建议

根据区内滑坡的分布发育特征、稳定性综合评价结果、可能的变形破坏方式、危害对象、危害方式以及场地工程地质条件，充分考虑治理工程的安全性与可行性、经济合理性等因素，并结合业主规划提出的治理方案建议，本次治理拟采用坡体防护与截排水相结合的方案，主要治理措施包括坡脚挡墙支护、坡面清理结合排水措施、坡体中上部采用抗滑桩及检测预警等。

6.1 擋墙支护

对区内滑坡的治理，首先可考虑采用本区类似地质灾害治理中常用的坡脚挡墙支护措施，稳固坡脚，防止坡脚水流侵蚀，同时，还可有效杜绝坡脚进一步滑动。挡墙布置依据坡脚邻水沿线对部分段河床轻微改道，使挡墙总体顺直、美观。该治理措施在本区类似地质灾害治理中已得到广泛应用，积累了许多成功的经验，采用浆砌石结构，施工用块石、砂石、水泥等建筑材料价格较为低廉，在技术、经济上均合理可行，且施工简单，效果明显。

6.2 坡面整理及截排水工程

滑坡区坡面地形起伏较复杂，拉裂缝发育，坡面集水面积较大，地形地貌条件利于降水的汇集。降水形成的水流沿坡面汇集漫流至滑坡，易弱化斜坡岩土体力学性质，诱发斜坡失稳变形。因此，建议对坡面中下部进行整理，使整体坡降小于20%，然后在坡面依地形条件修建截排水工程，减少坡面汇流渗入坡体的水量，减轻坡面汇流对滑坡的影响。

6.3 抗滑桩

根据整平方案，坡体中上部紧邻213国道及居民房，属滑坡后缘部位，当前滑坡后缘落差较大，坡体较陡，坡顶存在建房与车辆加载和地表汇水入渗现象。后缘陡坎高4.00～8.00 m，宽35.00 m，存在不利于坡体后缘稳定的临空面，整体稳定性差，存在进一步拉裂滑动的可能。治理工程设计可在临近道路的坡面设置抗滑桩工程进行支护，桩后夯填至路面标高，实现稳固坡顶的目的。

6.4 监测工程

区内滑坡稳定性为不稳定，险情、规模均为中型，威胁区人员、构筑物分布密集。本治理工程筹建期及建设期较长，为避免在工程运营期间滑坡对项目区人员、财产造成危害，需与当地气象部门密切配合，在滑坡威胁区视天气雨晴情况进行巡视，及时预报地质灾害，一旦出现险情，应立即撤离人员至安全地段。

6.5 管理和维护

加强滑坡区的管理和维护是保证其长期安全稳定的重要措施之一，主要内容有：（1）及时修补毁坏的工程物，及时清理排水沟和排水孔等设施中的堵塞物，保证防治工程正常发挥作用；（2）及时制止各种不利于滑坡稳定的乱挖乱建和乱排乱倒行为；（3）发现新的裂缝时要及时夯实回填；（4）通过宣传教育普及地质灾害防治知识，规范人类工程活动，防止不合理工程活动对滑坡稳定性的影响。

7 结语

滑坡区出露的地层主要有填土、粘土及灰岩。勘查区发育1处滑坡，滑坡总长107.00 m，坡高31.18 m，坡体物质组成为填土、粘土及灰岩。通过稳定性定性分析和定量计算，认为该滑坡稳定性为不稳定。针对滑坡的基本特征提出了坡面清理结合截排水渠、坡脚挡墙支挡、坡面中上部抗滑桩防护、监测预报、工程管理等相结合的方案建议。