某大型古滑坡變形破壞特征及穩(wěn)定性分析

■季文魁，張小偉 ■中交第一公路勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，陜西 西安 710075

我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型多，分布范圍廣，發(fā)生概率高。目前，我國(guó)每年因滑坡災(zāi)害造成的經(jīng)濟(jì)損失巨大，不但給國(guó)家和人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大威脅，而且還造成嚴(yán)重的社會(huì)影響［1-4］。古滑坡位于奉節(jié)縣，某高速公路主要以分離式路基的形式從古滑坡前部通過(guò)，該處路線總體走向?yàn)?8°，古滑坡主滑方向?yàn)?96°，兩者近于正交。因此查明該古滑坡的區(qū)域地質(zhì)環(huán)境特征，研究其基本特征尤其是變形情況，分析其穩(wěn)定性，并預(yù)測(cè)其發(fā)展趨勢(shì)，可為該滑坡的預(yù)防和治理提供可靠依據(jù)。

1 滑坡概況

研究區(qū)段處于四川盆地東部邊緣，大巴山前緣，鄂西山地的接壤地帶，為山前一面坡，地面標(biāo)高介于260～700m 之間，起伏大，整體趨勢(shì)為上中緩—下陡。該區(qū)中上部地形較緩，中部為錯(cuò)坎狀地形，下部整體地形較陡。滑坡平面圖見(jiàn)圖1。研究區(qū)屬于中亞熱帶溫濕氣候，四季分明，雨量充沛。多年平均氣溫16.4℃，降水具有明顯的季節(jié)性，降雨集中在6～8 月。研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造位處龍池坪背斜北西軸部，未發(fā)現(xiàn)斷層。滑坡后緣外巖體中可見(jiàn)兩組構(gòu)造裂隙，對(duì)坡體的影響不大。內(nèi)表層為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積()粉質(zhì)粘土及碎石、塊石，下伏基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組(T2b)粉砂質(zhì)泥巖，基巖產(chǎn)狀為346°∠26°，與坡體近于一致，不利于坡體穩(wěn)定。研究區(qū)河流屬于長(zhǎng)江支流水系，主要河流有小溪河，梅溪河等。該區(qū)右側(cè)一條季節(jié)性沖溝，沖溝切割深度一般，呈“V”字形，縱坡大，流量受降雨季節(jié)控制明顯，具有暴漲暴落的特點(diǎn)。

圖1 古滑坡平面圖

2 滑坡基本特征

2.1 古滑坡

圖2 古滑坡全貌

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘查結(jié)果，從地貌形態(tài)上將該古滑坡劃分為一號(hào)滑坡、二號(hào)滑坡、三號(hào)滑坡及四號(hào)滑坡。該古滑坡特征明顯，平面形態(tài)總體上呈“舌”型。滑坡體所在斜坡地形南東高、北西低，整體上呈上緩—下陡之勢(shì)。古滑坡后緣位于斜坡后部陡坎處，左側(cè)界位于左側(cè)基巖陡壁下方，右側(cè)界位于右側(cè)一沖溝處，古滑坡前部坡腳處為小溪河，為滑坡前緣，古滑坡特征明顯。

2.2 一號(hào)滑坡

以中間一條沖溝為界，其右側(cè)為一號(hào)滑坡，其左側(cè)為二號(hào)滑坡。

圖3 一號(hào)滑坡全貌

一號(hào)滑坡平面形態(tài)總體上呈“長(zhǎng)舌”型。滑坡體所在斜坡地形南東高、北西低，整體上呈上緩—下陡之勢(shì)。其后緣位于古滑坡后緣處，左側(cè)界位于其左側(cè)沖溝處，右側(cè)界位于右側(cè)一沖溝處，古滑坡前部坡腳處為小溪河。滑坡地表形態(tài)呈舒緩波狀，滑坡所在斜坡微地貌非常發(fā)育。滑坡地表溝壑縱橫，波狀起伏，陡緩相間，產(chǎn)生了大量的平臺(tái)以及小型沖溝區(qū)植被發(fā)育。根據(jù)鉆探情況結(jié)合地貌特征將該滑坡分為上、中、下三級(jí)滑塊。高速公路在該處主要以深挖方形式從滑坡中部通過(guò)。

2.3 二號(hào)滑坡

二號(hào)滑坡平面形態(tài)總體上呈“長(zhǎng)舌”型(見(jiàn)圖2)。滑坡體所在斜坡地形南東高、北西低，整體上呈上緩—下陡之勢(shì)。其后緣位于古滑坡后緣處，左側(cè)界位于其左側(cè)沖溝處，右側(cè)界位于右側(cè)錯(cuò)壁上方，滑坡前部坡腳處為小溪河。滑坡地表形態(tài)呈舒緩波狀，微地貌非常發(fā)育。民房依平坦地形而建，主要分布在古滑坡中后部。滑坡區(qū)植被發(fā)育，水田旱地兼有。高速公路在該處主要以深挖方形式從滑坡前部通過(guò)。

2.4 滑坡結(jié)構(gòu)特征

通過(guò)對(duì)工程地質(zhì)勘察資料進(jìn)行分析，一號(hào)及二號(hào)滑坡滑帶跟古滑坡滑帶基本重合，滑坡坡體結(jié)構(gòu)跟古滑坡基本類(lèi)似，因此下面對(duì)滑坡結(jié)構(gòu)特征作統(tǒng)一描述。根據(jù)工程地質(zhì)勘探揭露，該處滑體主要由第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層()組成，灰色、黃褐色，土體結(jié)構(gòu)較為松散，骨架主要為塊、碎石，由角礫及粉質(zhì)粘土充填，局部膠結(jié)較好，土體結(jié)構(gòu)較為致密，滑體平均厚度約27m。

一、二號(hào)滑坡滑帶主要位于土石接觸帶上，局部位于崩坡積層頂部，主要成分為粉質(zhì)粘土，稍濕，硬塑，含少量角礫，偶見(jiàn)碎石，角礫次磨圓，表面光滑，可見(jiàn)擠壓揉搓跡象，滑帶特征較為明顯。滑坡老滑動(dòng)面在平行主滑方向以及垂直主滑方向均呈舒緩波狀展布，后部較緩，前部較陡。滑坡下伏滑床主要為強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，局部為崩坡積塊碎石土。強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖巖質(zhì)較軟，塊、碎石由粉質(zhì)粘土及角礫充填，結(jié)構(gòu)較為松散，稍密～中密。綜上所述，根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》(JTJ 064-98)、《公路路基設(shè)計(jì)手冊(cè)》(第二版)，按照物質(zhì)組成和滑體體積，一號(hào)及二號(hào)滑坡為中～深層碎石土滑坡，規(guī)模為大型。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 計(jì)算方案選取

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查訪問(wèn)，該古滑坡及一號(hào)、二號(hào)滑坡近年來(lái)未出現(xiàn)整體變形跡象，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。因一號(hào)滑坡下級(jí)滑塊對(duì)路線影響較小，所以對(duì)一號(hào)滑坡的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)只針對(duì)其上級(jí)及中級(jí)滑塊。計(jì)算選取剖面1-1’，2-2’，3-3’，如圖1 所示。研究區(qū)為地震基本烈度Ⅵ度區(qū)，根據(jù)《公路工程抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTJ004-89)，可不考慮地震荷載作用。因此，按《公路路基設(shè)計(jì)規(guī)范》(JTG D30—2004)，穩(wěn)定性計(jì)算按照以下工況和荷載:正常工況:荷載僅考慮坡體自重，坡體自重按天然重度計(jì)算。非正常工況:荷載僅考慮坡體自重，強(qiáng)降雨條件下，坡體自重按飽和重度計(jì)算。

3.2 計(jì)算參數(shù)

表1 滑坡巖土主要物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)

3.3 計(jì)算結(jié)果及分析

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表2:

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ T0218-2006)可知，正常工況下，穩(wěn)定性系數(shù)Fs≤1.00，不穩(wěn)定;1.00 ＜Fs≤1.05，欠穩(wěn)定;1.05 ＜Fs≤1.20，基本穩(wěn)定;Fs ＞1.20，穩(wěn)定。非正常工況下，F(xiàn)s≤1.00，不穩(wěn)定;1.00 ＜Fs≤1.05，欠穩(wěn)定;1.05 ＜Fs≤1.15，基本穩(wěn)定;Fs ＞1.15，穩(wěn)定。故滑坡穩(wěn)定性判別如表3:

表3 滑坡穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)表

4 結(jié)論及防治建議

(1)一號(hào)滑坡及二號(hào)滑坡發(fā)育在古滑坡之上，路線從滑坡中前部通過(guò)。該處路線總體走向?yàn)?8°，古滑坡主滑方向?yàn)?75°，兩者呈大角度相交。

(2)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，一號(hào)滑坡上級(jí)處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，下級(jí)滑塊處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，二號(hào)滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡穩(wěn)定性較好，且規(guī)模巨大，出現(xiàn)整體失穩(wěn)的可能性較小。可在滑坡體上設(shè)置深孔位移監(jiān)測(cè)，對(duì)該處滑坡進(jìn)行長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)，而路基附近處于欠穩(wěn)定狀態(tài)的一號(hào)滑坡下級(jí)滑塊則需要治理。

(3)在工程地質(zhì)勘察期間發(fā)現(xiàn)該處地表水及地下水較為豐富，建議在治理設(shè)計(jì)時(shí)完善截排水措施。

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