某機電市場邊坡基本特征及防治對策研究

劉德兵

(四川省煤田地質局137隊，四川 達州 635006)

隨著經濟高速發展及自然因素的影響，地質災害呈逐年加重趨勢。人類工程經濟活動作為一種強大的外營力，破壞地表生態結構，越來越劇烈地激發了各種不同的地質災害[1]。某機電市場位于達縣楊柳工業配套園區，占地220畝，總投資8億元。工程建設時，在西北面進行削坡，形成了最高達42m的高切坡。2012年6月，達縣出現了18天降水天氣，6月24日至7月1日持續8天陣雨，7月3日開始陣雨轉大到暴雨，7月4日持續大到暴雨，導致該邊坡中段發生淺表性坍塌。7月12日晚再次于前緣產生大面積坍塌，在中后部天然氣管道走廊內側及滑坡前緣涌現地下水，并造成坡體天然氣管道被拉裂泄漏氣體。

該邊坡一旦整體失穩破壞，潛在經濟損失將超過10億元。因此，深入分析該邊坡的穩定性，研究防治對策，以防止該邊坡產生整體失穩破壞，對川東北地區存在的類似邊坡——工程滑坡的減災防災工作具有一定的借鑒意義。

1 地質環境特征

1.1 地形地貌

研究區原為構造剝蝕丘陵，地面起伏不平，前、后部陡，中部平緩的單斜坡地貌，相對高差約130m。前期的工程建設將原始地貌破壞殆盡，同時在斜坡中部緩坡前沿形成長約380m，高約5～42m的高切坡，坡度53°～84°不等，貫穿南北，并在中部地段形成寬約3～10m次級平臺（圖1）。

圖1 研究區地形地貌（向西北方向攝）

1.2 地層巖性

研究區出露地層主要為第四系全新統滑坡堆積層（Q4del）、坡殘積層（Q4el+dl）及侏羅系中統上沙溪廟組（J2s）地層。

滑坡堆積層分3種結構：粉質粘土夾塊碎石角礫、塊石土、角礫土。其中，角礫土主要分布于H3滑坡體內，多呈次棱角狀，部分可見擦痕，或泥化層，推測為滑帶土。

區內基巖風化界線隨地形起伏變化較大，強風化裂隙發育，巖體較破碎，巖質軟；中風化巖體較破碎～較完整，裂隙不發育。

1.3 地質構造與地震

研究區位于達縣向斜北端東翼，單斜構造，巖層產狀 308°～310°∠25°～31°，較平緩。無斷層及次級褶皺，僅淺部基巖節理裂隙較發育，主要發育有4組，其中，J1為主控節理（圖2）。

本區屬四川盆地弱活動斷裂構造區，斷裂活動性與地震活動性弱，地震基本烈度為Ⅵ度。

圖2 節理走向玫瑰花圖

2 災害體基本特征[2]

該邊坡主要不良地質現象為滑坡，共發育有 3處，由南向北為H1～H3；區內共有2處危巖（帶）崩塌體：W1、W2；根據邊坡特征及場地地形、坡向與邊坡巖土體結構的組合關系，由南至北將該邊坡劃分為A、B、C、D、E五段（圖3）。

2.1 滑坡特征

H1滑坡：為一老滑坡，2011年雨季復活，出現蠕滑變形，2012年前緣坡體開挖后滑動跡象加劇。滑帶位于巖土界面，滑帶土為粉質粘土夾碎石及角礫，滑動角后陡前緩，后部26.6°～38.8°，前部8.9°～15.4°，具易滑動結構特征。

H2滑坡：滑動面位于巖土界面，滑帶土為粉質粘土，夾碎石及角礫，滑動角后陡前緩，后部60.8°～31.1°，中部21.5°～17.5°，前部17.5°～12.4°，具易滑動結構特征。

H3滑坡：整體位于一上緩下陡的單斜坡體上，前緣位于 D段邊坡中下部的陡緩接替帶，局部段具有高約10m的直立陡崖，左側緣與H2滑坡右側緣同緣。滑帶為角礫土，滑體土、滑帶土原巖結構、構造保存較好，滑床為強風化砂質泥巖。

圖3 研究區平面圖

2.2 危巖特征

W1危巖（帶）：為高位危巖，后部拉裂縫明顯，寬0.15～0.3m，外部已發生座落滑移式崩塌。該危巖（帶）主要發育1塊單體危巖，其周圍伴隨較多風化碎落巖體。W1于2012年7月3日發生單體滑移座落，并伴生大量碎裂巖體產生崩落。

W2危巖（帶）：為高位危巖，危巖體下部出現倒坡地形。后部裂縫不明顯，結構面尚未破裂，但前緣巖體已發生崩落，處于懸掛狀態。W2于2012年6月底發生變形，邊坡被開挖切除，下部巖體在節理裂隙的切割下沿外傾結構面發生崩塌。

表1 滑坡基本特征統計表

2.3 邊坡特征

A段邊坡：為巖土質混合邊坡，左部為土質邊坡，右部為巖質高邊坡。邊坡后部發育有H1滑坡，坡腳為寬坦平臺。

B段邊坡：為巖質高邊坡，從南向北逐漸增高。邊坡后部為緩坡平臺地貌，坡腳為寬坦平臺。

C段邊坡：分上下兩級，上級橫坡走向呈弧形展布，從南向北逐漸增高，其上部為H2滑坡；下級為一順直巖質邊坡，頂部發育有W1危巖（帶），坡腳為寬坦平臺。

D段邊坡：總體上較為順直，其下部在平面上呈寬緩的“M”形展布。開挖形態為上陡下緩，右陡左緩，中部有1條寬約3～4m的簡易道路，從右段底部呈“Z”字形繞至邊坡中段頂部。邊坡后部為H3滑坡，坡腳為寬坦平臺。

E段邊坡：該段邊坡順直，呈梯級。上邊坡兩端高，中部低，上緩下陡，局部出現倒坡地形，右側頂部發育1危巖體（W2）；下邊坡左陡右緩，左側直立，右側減小至26°。該邊坡后部為斜坡地貌，坡角0～30°，左側較右側陡。

表2 危巖（帶）基本特征統計表

表3 邊坡基本特征統計表

3 穩定性分析

3.1 滑坡穩定性

以2#、6#、10#剖面為例，采用極限平衡法[3]計算穩定性（表4）。各剖面在天然工況下均處于穩定狀態，在暴雨狀態下處于欠穩定狀態，存在蠕滑變形，并伴有局部淺層土體滑塌現象，持續強降雨易發生整體速滑，與定性分析基本一致。

圖4 H1滑坡2#剖面計算簡圖

圖5 H2滑坡6#剖面計算簡圖

圖6 H3滑坡10#剖面計算簡圖

圖7 ABC段邊坡赤平投影圖

表4 滑坡穩定系數計算結果

3.2 巖質邊坡穩定性

根據已開挖邊坡形態、結構面（節理裂隙、層面）產狀與邊坡坡度、坡向組合關系，作赤平極射投影圖，分析評價邊坡的穩定性。

1）ABC段巖質高邊坡（圖7）：J1可影響邊坡的穩定性，J4對其影響不大，但J1、J4結構面交棱線呈陡傾角產狀，故J1、J4裂隙影響高邊坡的穩定性。邊坡為不穩定結構，將沿J1、J4組裂隙交棱線發生滑移型崩塌。

圖8 D段邊坡赤平投影圖

圖9 E 段邊坡赤平投影圖

2）D段巖質高邊坡（圖8）：J1、J4對邊坡影響不大，J2屬影響邊坡穩定的主要結構面。J4與J1、J4與J2組交棱線均位于坡外且與坡面呈小角度斜交，對坡體穩定性影響大。該段坡體穩定性差，易產生滑移型崩塌及碎落。

3）E段巖質高邊坡（圖9）：J1是影響邊坡穩定的主要結構面，J4對切坡影響不大，但J4、J1結構面相交后，將巖體切割成巖塊，將加速J1結構面的卸荷作用，是影響坡體穩定的次要結構面。J1、J4結構面的交棱線產狀呈陡傾角，影響高邊坡的穩定性，邊坡為不穩定結構，將沿J1或J1、J4組裂隙交棱線發生滑移型崩塌。

根據赤平投影定性分析和運用極限平衡法[3]定量計算結果（表5）可知，高邊坡穩定性均較差，在多種因素作用下易出現小型崩塌、落石現象，尤其高度大、坡度陡的邊坡段可能出現沿J1外傾結構面的剪切破壞，產生滑移型崩塌。

表5 邊坡穩定性計算成果

4 防治措施

根據治理對象的具體特征、穩定性、危害性等，因地制宜，采取“抗滑樁+抗滑擋墻+錨桿掛網噴漿+分級削坡+截排水溝”的綜合防治措施，具有較強的針對性[4]。

4.1 H1滑坡區

沿機電市場征地范圍邊界，并結合回車場規劃布置抗滑樁。抗滑樁分兩種樁型共13根，設計荷載分別取為124.65kN/m和462.10kN/m，采用矩形截面，尺寸1.2m×1.5m和1.5m×1.8m。

4.2 H2滑坡區

沿機電市場后山平臺公路上方坡頂、H2滑坡前緣布置抗滑樁工程，根據不同的部位分五種樁型共6根。設計荷載取370.62kN/m～237.28kN/m，采用矩形截面，尺寸為1.5m×1.8m～2.0m。

4.3 H3滑坡區

結合平臺公路規劃布置抗滑樁工程，根據不同的部位和設計荷載，將抗滑樁分為六種樁型共19根。設計荷載取 124.86kN/m～922.45kN/m，采用矩形截面，尺寸為 1.5m×2.0m～1.8m×2.5m，因樁前規劃有行車道，抗滑樁露出路面的懸臂段較高，其錨固段需充分考慮場平削坡后的有效襟邊，故樁長達22～28m。

4.4 坡面防護措施

B、C段邊坡尚未開挖至規劃平臺公路標高，繼續開挖將形成高陡邊坡，必須先行治理。采用“削坡+錨桿掛網噴漿”進行邊坡支護，采用逆作法進行。

D段邊坡采用“分級削坡+錨桿掛網噴漿”進行邊坡支護，分級高度為 12m，坡比為 1∶0.75，平臺寬度為3m。

E區邊坡基本開挖至規劃平臺公路標高，但因坡面巖石風化嚴重，局部坡段已經形成危巖，必須開展工程治理。采用“削坡+錨桿掛網噴漿”進行邊坡支護，采用逆作法進行。

4.5 公路擋土墻

根據建設規劃，邊坡中下部將有1條寬10m的平臺行車道，起點位于E段右側坡腳，設計標高349.80m，止點位于A段中部，設計標高371.80m。已開挖的B～E段坡腳行車道仍高于設計面1～3m，需繼續切坡，而A段低于設計標高，需進行填方處理。規劃平臺公路下部邊坡總體穩定性較好，但因邊坡高陡，且存在多組外傾結構面，加上坡面砂質泥巖風化嚴重，局部坡段已經形成危巖。

根據各段邊坡的特點，對坡體中下部的行車道外側邊坡采用不同的擋土墻型式。具體為需大量填方段采用衡重式，有放坡條件的采用仰斜式，其余采用墻背直立的梯形截面型式。

5 結語

人類工程活動已成為導致地質災害高發的不可忽視的影響因素之一，該項目即是生態環境破壞和地質因素、人類工程活動等綜合作用的結果。

本文根據勘查結果，結合現場進一步調研，有針對性地提出了“抗滑樁+抗滑擋墻+錨桿掛網噴漿+分級削坡+截排水溝”的綜合防治措施。

該邊坡的綜合治理工程竣工后，經歷了兩個水文年的運行檢驗，從最新監測資料來看，治理工程已經起到了明顯的效果，防治方案的可行性已得到了初步的驗證。

[1] 李樹德.中國滑坡泥石流災害的時空分布特點[J].水土保持研究,1999, 6(4)：33-37.

[2] 劉德兵.達州市好一新五金機電市場邊坡治理工程施工圖設計[R].達州：四川蜀東地質勘察設計研究院,2012：8-13.

[3] 張倬元,王士天,王蘭生.工程地質分析原理[M].北京：地質出版社,1994.

[4] 王恭先,徐峻齡,劉光代,等.滑坡學與滑坡防治技術[M].北京：中國鐵道出版社,2004：355-375.