土岩混合型高陡边坡滑坡勘查核心要素分析

韦 勇

韶关市国土空间生态修复中心（韶关市矿产资源与地质环境监测中心） 广东 韶关 512026

1 前言

广东省北部山区地质环境条件复杂，高陡边坡较为普遍，其中土岩混合型高陡边坡治理难度极大[1]，本文以广东省连南瑶族自治县某镇村山体滑坡地质灾害治理项目勘查为切入点，简要分析土岩混合型高陡边坡勘查的核心要素，以便在类似的治理工程勘查中参考应用。

2 边坡滑坡地质灾害概况

滑坡于2005年8月形成，次年汛期强降雨期间变形加剧，顶部裂缝由约30m扩大到230m，并有加速发展的趋势，滑体厚度3~10m，松散岩土约2500m3堆积于坡下X396县道，导致交通中断，未造成人员伤亡。早期应急调查报告测算潜在滑坡体为60~140万m3，潜在滑坡规模为大型[5]，直接威胁到下方道路过往车辆及行人、两个自然村及一座水电站共53户161人，潜在影响村民千人以上。

3 勘查工作思路

早期调查成果潜在滑坡体规模为大型，山高坡陡，受威胁人数多，迫切需要治理，需开展全面水工环地质调查，准确反映边坡的稳定性情况，为治理工程所需相关数据。

勘查工作方法和目的：采用工程测量、地质测绘、地质灾害详细调查、山地工程、槽探工程、钻探工程、室内土工试验等方法，为治理施工图设计提供翔实依据[3]。

在常规的勘查工作方法中重点结合排除法、类比法等方式开展工作，综合采用多种勘查手段，动态优化勘查手段，加强与设计单位联系，带着疑问反复求证，取得了较好的效果。

4 主要地质灾害勘查成果

早期的资料应急调查报告资料显示山体潜在大型滑坡可能，首先需要排查是否存在整体滑坡，再次对整个山体土层厚度进行详细查明，即进行验证排除，从地质构造地层产状边坡坡向等进行定性定量验证，通过类比住建项目边坡治理工程，结合地灾治理工程特点提出针对性强符合当代经济、环保、安全理念的工程治理建议。

4.1 滑坡区地质环境条件

4.1.1 地形地貌

总体属中低山地貌，地形走向SW84°，北、西面高，南、东面低，标高205.62～370.26m，高差165.36m，坡度30～56°，山体上种植杉树，树高约1.5m，坡面多为裸露状，坡度30～45°，坡脚为修建道路开挖山体形成的高陡边坡，走向80°，长度240m，坡高4～25m，坡度60～80°，未采取任何支护措施，坡脚X396县道宽度约6.5m；某村位于已发滑坡山体南侧，距离边坡坡脚最近处为120m。

4.1.2 地质构造

以北北东向构造为主，涡水断层：位于涡水林场、木斗坑、大坪，走向35°，倾向NW，倾角75°，长28km，宽9～24m，断层发育于震旦系、寒武系变质岩中，北段出露较差，沿断层局部见有破碎现象，为逆断层，勘查区位于断层西部，距离仅约100m，受其影响最大[4]。

排查验证：野外调查勘查区东侧8 0 m 疑似（也可能是较大裂隙）两处断层露头，其中F 1，断层产状325°∠80°呈陡倾状，断层宽0.5～1.5m，长度未知，断面擦痕明显，为强烈挤压而成，可见硅化岩及石英小晶柱，岩体为粉砂岩板岩互层；F2，断层产状335°∠65°呈陡倾状，断层宽0.3～0.5m，长度未知，断面擦痕明显，为强烈挤压而成，可见硅化岩及石英小晶柱，岩体为粉砂岩板岩互层；另外NE40°山脊硅化岩裸露清晰可辨。现场调查量得代表性岩层节理裂隙6组，代表性露头2个，结合边坡边坡极射赤平投影，岩层倾向与边坡倾向斜交为主，无顺向坡。

坡体中部东侧岩质边坡BP1、BP3、BP4的两个结构面投影弧（岩层J与裂隙F1）的交点位于挖方边坡投影弧（cs）的对侧，为逆向坡，整体上属于稳定结构。

坡体中部东侧岩质边坡BP2的两个结构面投影弧（岩层J与裂隙F1）的交点位于挖方边坡投影弧（cs）的同侧，结构面组合交线的倾角大于边坡倾角，边坡整体稳定，较易产生局部崩塌，属较不稳定结构。

坡脚岩质边坡BP5、BP6、BP7、BP8的两个结构面投影弧（岩层J与裂隙F1）的交点位于挖方边坡投影弧（cs）的对侧，为逆向坡，两个结构面组合交线的倾角小于挖方边坡倾角，属较不稳定结构。

结论：边坡坡脚代表性岩质挖方边坡预测边坡发生整体滑坡的可能性小、发育程度弱，即整个山体发生滑坡的可能性较小，但局部存在沿切割面交汇线方向滑动可能性，即存在局部崩塌和小型滑移的可能。

4.1.3 工程地质条件

经采用勘察方法查明场地岩土体，自上而下为人工填土层、第四系坡残积土层、寒武系牛角河组（∈n），具体描述如下：

（1）人工填土层（层序号1）（Q4ml）：钻孔揭露率12.8%，主要位于路基，层位较稳定，分布不连续，为杂填土，层厚0.5～0.9m，平均0.57m，层顶标高227.45～228.65m，平均227.93m。

（2）含砾粉质粘土（层序号2）（Qdl+el）：均有揭露，分布连续，层厚0.5～7.1m，平均1.87m，层顶标高226.95～370.62m，平均299.62m。标准贯入试验实击数8～15击/15次、修正后平均值10.9击，标准值10.0击。

（3）基岩为寒武系牛角河组（∈n）：强风化粉砂质板岩（层序号3-1）：均有揭露，层厚0.2～15.7m，平均2.24m，层顶标高223.41～366.42m，平均296.24m。中风化粉砂质板岩（层序号3-2）：揭露率29.8%，厚度3.1～34.6m，平均14.09m，层顶标高217.95～359.52m，平均266.51m 。岩体基本质量等级为V级，属软岩。中风化粉砂岩（层序号3-3）：揭露率8.5%，揭度为3.3～9.8m，平均6.75m，层顶标高212.41～217.02m，平均215.22m 。岩体基本质量等级为IV级，属较硬岩。

重点排查验证：坡面土层坡残积土层厚度情况，明确潜在滑坡体总体积，为治理提供关键数据，绘制坡残积粉质粘土地层等厚线图。

4.2 不稳定斜坡滑坡稳定性评价及发展趋势分析

（1）计算模型与计算方法的确定

①计算模型的确定：根据不稳定斜坡形态结构特征、地层特征综合进行分析，该不稳定斜坡的地质灾害以滑坡破坏为主，总体的破坏模式是：浅层坡残积粉质粘土沿局部土岩接触软弱结构面向下滑移为主的型式，不稳定斜坡并未形成贯通性滑动面，整体处于基本稳定状态，但在不利工况下（饱和）处于不稳定状态，以局部滑坡式表现。

②计算方法的确定：不稳定斜坡的崩塌界面形态呈近似折线（直线）型，局部为圆弧形，本次采用基于折线滑动法、圆弧滑动法[5]等对该不稳定斜坡的滑坡稳定性进行近似定量分析计算。

（2）稳定系数计算成果见表1。

表1 不稳定斜坡稳定性计算结果

根据计算结果，不稳定斜坡现阶段在天然状况下除了已发滑坡区域（Z0主剖面）处于不稳定～基本稳定外，其余整体处于稳定状态；暴雨不利工况（饱和状态）下，已发滑坡区域（Z0主剖面）及附近区域（Z2、Z3、F2）多处于欠稳定～不稳定状态，其余均处于基本稳定状态。

4.3 崩塌形成机制及破坏模式分析

危岩破坏后的运动方式：危岩体发生破坏崩落时，块石的运动方式受下部斜坡的物质组成、坡度、植被等的影响，运动轨迹和运动距离各不相同。据 R.M.SPang(1978)的研究成果，崩落体只有在坡度小于一定的临界值（约12°）时，才停滞于崖脚，而随着坡度增大，其运动形式分别表现为滑动、滚动、跳跃及自由崩落等方式。

人工边坡坡角一般为45°～75°，局部坡角近直立，危岩体主要分布于坡脚人工开挖的高陡边坡坡面，以及山体中部已脱离母体的浮石（块石、碎石），坡上浮石原始山体下方的边坡坡度约为50°。因此区内危岩岩土体的运动主要为跳跃和自由落体的一个复合的运动模式[3]，最终停留于涡水河及坡脚一定范围内。

5 不稳定斜坡防治方案建议

5.1 防治范围建议

某村后山山体已发崩塌和滑坡区域及潜在滑坡隐患的范围均为本次地质灾害治理为防治范围，预估已发滑坡上方约60m的范围为潜在滑坡体影响区域[3]。

建议滑坡防治范围及监测范围为某村山体北部第一斜坡带，东部以第一个山凹往北与山脊分水岭相交为界限，西侧以已发滑坡外扩10m为界，南部治理范围保护坡脚的挖方高陡边坡，其中建议工程措施治理范围为已发滑坡周界外扩约5～10m、坡脚挖方高陡边坡基岩裸露节理裂隙发育区域等，总面积约为5289m2；边坡中部东侧基岩裸露区域及已发滑坡北部约60m范围为重点监测范围，面积约为7669m2，监测措施范围面积为整个潜在滑坡体范围约为22928m2。

5.2 工程治理方案比选

根据勘查结果，在分析各灾害体基本特征的基础上，定性、定量评价结果，针对工程治理措施治理范围提出如下两种治理方案[2]建议：

治理方案比选见表2。

表2 工程治理方案比选

5.3 工程治理方案建议

经技术可靠性对比，两个方案的治理效果和防治技术都是可行的；经施工可行性对比，方案一优于方案二，为了灾害体治理工程安全经济有效，达到全面治理的目的，综合推荐方案一为工程治理方案[3]。

6 结论与思考

6.1 结论

通过工程一系列综合勘查手段，查明山体内各灾害体的类型、规模、形态、变形、地质条件等特征，分析评价了灾害体的形成机制、影响因素及稳定性，提出了“锚拉格构+挡土墙+清除危岩+坡脚被动防护网+藤本植物绿化+系统截排水”综合防治方案；早期资料结论滑坡规模为大型，经勘查后潜在滑坡规模为中型，提高了准确性，提升战胜灾害的信心，优化后的治理方案对比早期初步治理方案节省大量资金。

6.2 思考

高陡边坡滑坡地质灾害治理工程项目的现场勘查、报告编制等工作过程中，通过分析总结出了勘查工作重点、勘查工作难点及解决方案、成果编制思路等核心要素。

6.2.1 勘查工作重点

边坡治理勘查工作为有机整体，既要“知著”又要“见微”，即对边坡滑坡的历史应有所了解，对区域水工环条件清晰，并准确提供治理工程所需岩土参数。

（1）通过直接观察、走访群众等印证所收集资料的准确性，逐一进行核对、分析和判断；影响高陡边坡稳定性因素中，一是整体上地质构造影响最为严重，是否有断层经过是很关键的一点，二是边坡岩土体结构是否为顺层亦为核心因素，三是岩土体厚度、遇水是否会崩塌等特性，四是水文条件是一般滑坡的主控因数，以上均是重点调查和印证的要点。

（2）向资深治理工程设计人员动态反映勘查成果，提出治理方案设想，超前咨询大致的治理方案；高陡边坡中，土层厚度、土岩接触面的位置是设计最为敏感的因数，提供土层厚度等高线可以给出直观的反馈，对设计人员帮助较大，要敢于质疑早期的资料，并提供详实的依据，不夸大或缩小经验值或理论数据，提出治理方案意见。

（3）针对地质灾害危害程度、危险程度及拟采用的治理设计方案，灵活采用勘查工作方法；对拟初步的设计方案进行评估，严格按照设计设计意图开展勘查工作，但必须保证施工安全，没有安全保障的情况下，应灵活调整勘查工作方法，满足设计要求。

6.2.2 勘查工作难点及解决方案

由于拟治理山体坡度多大于40°，调查过程中徒手上坡面都非常困难，尝试过开路抬钻机上坡面，钩机开路土方会滑坡坡底堵塞道路，认为施工安全风险较大，排除了大范围工程钻机钻探的方案。

为详细查明整个山体地质情况，各布置了4条主、4条辅剖面，共47个孔，对整个坡面完成全覆盖，从钻孔工程重要性结合设计需求，必须对潜在滑坡的体积进行验证，查明土层厚度、土岩接触面位置等：（1）采用坡顶、坡脚Y-100型钻机（2）修路上坡顶，拆散抬机至坡顶，主控整个山体岩土层分布情况（3）在没有施工条件的坡面采用槽探洞锹，关键位置用QK-50C型轻型钻机重点查明。灵活采用多种钻探探查潜在滑坡土层厚度及分布情况，精准控制，即控制了勘察成本又提高钻探工作效率，取得了充分的野外资料，满足勘查深度要求[4-5]。

6.2.3 成果编制思路

编制勘查资料成果，引用早期基础成果资料要严谨，关键核心岩土参数不可只凭臆想和猜测，在没有可靠的数据作为支撑时，大胆假设小心求证实事求是，定性分析中应多斟酌，慎重下结论，定量的分析不容夸大或肆意忽略，不违反原则的情况下，应尽量听取各方意见，治理方案建议应做到安全合理、经济可行，充分发挥社会效益。