支黨河山體黃土滑坡成因分析及防治

李 小 豹

(西安公路研究院，陜西 西安 710065)

1 概述

建設(shè)場地位于陜甘交界處湫坡頭鎮(zhèn)支黨河南岸的緩坡上,該黃土滑坡為一古滑坡，周界清晰，后緣滑壁陡立，滑坡體堆積于坡腳，坡腳易受河流沖刷，且坡面匯水面積較大，沖刷嚴重，該滑坡目前整體欠穩(wěn)定，在外界不利因素下，可能會造成滑坡局部失穩(wěn)，一待建高墩大跨特大型橋梁從滑坡體上通過，所以其穩(wěn)定性對橋梁的安全至關(guān)重要，通過地質(zhì)勘察詳細查明滑坡的范圍、規(guī)模，滑體結(jié)構(gòu)和滑動面深度，并評價了其穩(wěn)定性和危害性，為該建設(shè)工程項目的滑坡治理提供依據(jù)。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

項目區(qū)地貌單元為黃土溝壑區(qū)，高程1 000 m～1 200 m，高差150 m～200 m，地形較起伏，斜坡坡度一般在25°～30°左右。坡腳局部基巖裸露，斜坡上灌木覆蓋，緩坡處，坡殘積土覆蓋，多為耕地。人口較稀少，植被覆蓋率達42%～59%。

2.2 地層巖性

2.3 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域穩(wěn)定性

第三紀以來，本區(qū)新構(gòu)造運動受華北板塊構(gòu)造總體活動格局的制約，以地塊的振蕩性不均勻升降為主導(dǎo)。中生代屬陜甘寧盆地的組成部分，區(qū)內(nèi)地層平緩，斷裂構(gòu)造不發(fā)育，規(guī)模較小，一般對工程地質(zhì)影響較小。

2.4 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水含水層的巖性、賦存狀態(tài)和水動力學等特征，在建場地地下水可分為坡積粉質(zhì)粘土孔隙裂隙水和基巖裂隙水兩種。

3 滑坡工程地質(zhì)分析

3.1 滑坡體形態(tài)分析

該滑坡位于陜甘交界處湫坡頭鎮(zhèn)支當河南岸的緩坡上。整體上形態(tài)呈“圈椅”形，下寬上窄，通過現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查，確定了該滑坡的范圍，分別為主滑坡HP1及次級滑坡HP2，其中HP1為古滑坡，最早發(fā)生，長280 m，寬542 m，厚10 m～46 m，體積約4.55×106m3，坡面坡度25°左右，滑向355°，滑坡周界清晰，后緣呈椅子背形，陡壁高30 m，位于黃土塬邊，前緣位于溝底河道邊，坡體表面沖刷較為嚴重，植被茂密，地層以風積坡積粉質(zhì)粘土為主，表層含水量較大，呈可塑狀態(tài)，該滑坡為牽引式巨型滑坡。滑坡HP2為次級滑坡，在前緣受河流沖刷失穩(wěn)后形成，長140 m，寬207 m，厚20 m～26 m，體積約7.2×105m3，坡度25°左右，滑向35°，滑坡周界清晰，后緣呈椅子背形，有3 m高陡坎；坡面沖刷嚴重，橋梁緊沿HP2的后緣布設(shè)，其穩(wěn)定性對橋梁的墩臺安全影響較大。

3.2 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)工程地質(zhì)勘探揭露，組成滑坡體的巖土沿深度范圍可以分為兩大層。坡體上覆蓋堆積粉質(zhì)粘土，厚度變化較大(0.5 m～45.8 m)，大孔隙發(fā)育，呈可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)較松散，表層夾有大量植物根系及鈣質(zhì)結(jié)核，粘粒含量較少；下伏白堊系紫紅色泥巖，產(chǎn)狀平緩，層理發(fā)育，碎塊手可折斷或錘輕擊即碎，少量為堅硬碎塊，強度較差。古滑坡HP1后部滑面根據(jù)后緣位置，推測位于堆積的粉質(zhì)粘土底部(離石黃土的頂層)，中部及前緣處的滑面位于土石交界面上，在所有鉆孔中均有揭露，滑帶厚度0.2 m～0.5 m，滑帶顏色與上下地層區(qū)別明顯，結(jié)構(gòu)紊亂，稍濕～潮濕。次級滑坡HP2中后部滑面位于堆積的粉質(zhì)粘土中，深度25.8 m～26.1 m滑帶處土質(zhì)結(jié)構(gòu)紊亂，粘土中夾雜碎石，顏色不均勻，有擦痕,滑帶土特征明顯，中部及前緣滑面位于土石交界面上。

3.3 滑坡類型及成因分析

根據(jù)目前現(xiàn)場調(diào)繪及鉆探資料，結(jié)合滑體體積及滑坡的受力分析，該滑坡為一巨型牽引式黃土滑坡。

從總體上來看，造成滑坡的成因主要有以下幾點：1)斜坡地形是滑坡形成的空間條件。該斜坡原始地貌坡高較陡，中上部巖土體在雨水浸泡下自重增大，下部巖土體不斷受坡面匯水沖刷及河流對坡腳的不斷侵蝕，從而導(dǎo)致前緣失穩(wěn)，剪切下滑。2)坡體結(jié)構(gòu)是形成滑坡的物質(zhì)條件。上覆堆坡積粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)疏松，坡面上的水極易下滲；下伏白堊系泥巖，為較好的隔水層，大氣降水下滲至該層頂面，透水性較差，形成了含水量較高的軟化土體，抗剪強度降低，從而產(chǎn)生滑動。3)連續(xù)暴雨或連陰雨及河流沖刷坡腳并滲入坡體是滑坡產(chǎn)生的直接誘因。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

4.1 定性評價

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)繪及勘察表明，古滑坡體HP1滑體已滑至斜坡中下部，后緣滑壁陡立，高30 m，滑坡勢能已部分釋放，目前后緣未發(fā)現(xiàn)拉張裂縫，滑坡堆積體部分已被沖刷流失，但考慮其前緣位于河道邊，河流不斷對其沖刷，容易造成整體失穩(wěn)，整體穩(wěn)定性目前較差。HP2其坡腳不斷的受溝底河流的沖刷，導(dǎo)致前緣失穩(wěn)，形成次級滑坡體，目前后緣有滑坡形成的陡坎，但無裂縫，前緣局部有淺表層滑塌，目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4.2 定量評價

根據(jù)滑動面的幾何特征，本工程穩(wěn)定性計算采用工程上常用的傳遞系數(shù)法，經(jīng)過對滑坡體進行鉆探取樣試驗、參數(shù)反演，并參照同類滑坡治理中選取相關(guān)參數(shù)確定滑體的c,φ值等指標，如表1所示。

表1 滑坡穩(wěn)定性計算參數(shù)選取

該地區(qū)地震烈度為6度區(qū)，故本次計算中不考慮地震的影響。本次計算共分2個工況進行計算，計算剖面分別為1—1′,2—2′,3—3′及4—4′斷面(見計算斷面圖1～圖4)，穩(wěn)定計算結(jié)果如表2所示(注1—1′，2—2′，3—3′斷面為主滑坡HP1的斷面；4—4′斷面為次級滑坡HP2的斷面)。

表2 滑坡穩(wěn)定系數(shù)表

計算斷面如圖1～圖4所示。

根據(jù)《建筑邊坡技術(shù)規(guī)范》，表6.3.3的計算結(jié)果表明：

對于滑坡HP1，通過計算表明，1—1′及2—2′斷面天然狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)分別為1.058和1.085，小于1.20，屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)，飽和狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)分別為0.968和0.971，小于1.00，屬于不穩(wěn)定狀態(tài)；3—3′斷面天然狀態(tài)下及飽和狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)均大于1.20，屬于穩(wěn)定狀態(tài)，可推斷古滑坡HP1的主滑方向為1—1′及2—2′斷面的方向，而橋梁布設(shè)的3—3′斷面穩(wěn)定性較好。

對于次級滑坡HP2，通過計算表明，4—4′斷面天然狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為1.126，小于1.20，屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)，飽和狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)為0.933，小于1.00，屬于不穩(wěn)定狀態(tài)。

5 邊坡治理措施及建議

通過上述分析，對于古滑坡HP1及次級滑坡HP2沿主滑方向目前穩(wěn)定性較差，在暴雨工況下可能失穩(wěn)，而沿橋梁布設(shè)的方向穩(wěn)定性較好，為了確保橋梁安全，結(jié)合現(xiàn)場地形地貌條件及穩(wěn)定性分析結(jié)果，建議采取以下措施對該滑坡進行工程治理：

1)后緣減載+前緣支擋。根據(jù)計算結(jié)果，對古滑坡HP1和次級滑坡HP2前緣采用抗滑樁進行支擋，樁與樁之間設(shè)置擋土板，樁后回填素土進行反壓，中后部采取削方減載。2)截排水措施。考慮滑坡體匯水面積大，建議在滑坡后緣及滑坡平臺處布設(shè)截水溝和排水溝等措施，防止大量雨水入滲至滑坡體中。3)建議在橋梁施工期間對滑坡進行人工觀測，及時了解施工對滑坡的影響和滑坡變形的發(fā)展趨勢，保證施工安全。

6 結(jié)語

滑坡是一種自然災(zāi)害，人力雖不可抗拒，但仍能做到有效地防范于未然，免于災(zāi)難的作用。滑坡的防范重點是加強監(jiān)測，在斜坡變形早期，觀察次數(shù)時段可以相對長點，至斜坡變形后期，觀察次數(shù)要加密，并要在專業(yè)人員指導(dǎo)下，進行精確監(jiān)測。倘若發(fā)現(xiàn)變形嚴重，變形速度加快，裂縫張開寬度增大，就要及時撤離當?shù)厝藛T，并采取相應(yīng)工程措施，確保人員及財產(chǎn)的安全。

[1] 王念秦，羅東海，姚 勇.滑坡綜治方案的模糊決策[J].西安科技大學學報，2009,29(6):731-736.

[2] 聶文波，張利潔，唐輝明，等.三峽工程區(qū)庫譚家坪滑坡系統(tǒng)工程地質(zhì)研究[J].三峽大學學報(自然科學版)，2002，24(5)：392-396.