過嶺滑坡形成原因分析及防治處理建議

林益州

（福建省交通規劃設計院有限公司，福建 福州350004）

1 概述

擬建寧上高速公路K20+535-K20+585 段在勘察期間發現一處滑坡，采用工程地質測繪、鉆探，結合物探及室內試驗等手段，查明滑坡的形態特征、成因及巖土體分布情況等，對其進行穩定性分析計算，為滑坡防治設計提供地質依據。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌及氣象資料

本滑坡位于山坡坡麓上，屬剝蝕丘陵地貌區，地形上陡下緩，滑坡體坡度為10～20°，后緣山坡坡度達40°以上；淺表層土體夾雜大量碎塊石、滾石，結構松散。坡體植被發育，樹木見有傾倒現象，后緣見有小錯坎，滑體沿主滑方向形成的多級臺坎。本項目區屬亞熱帶季風性濕潤性氣候，年平均氣溫19 攝氏度，多年平均年降雨量1583mm，年最大降雨量1945mm（2006年），臺風為當地最主要的災害性天氣，臺風來臨或發生短歷時強降雨、暴漲陡落，時常伴隨山洪、山地災害等，年平均氣溫在19.0℃，由于臺風暴雨集中，地表逕流強，對新開挖地表最易造成沖刷水毀等病害。

2.2 地層巖性及巖土體類型

根據現場地質調繪和勘察鉆孔揭露，坡體表層為松散的坡積層（Qel-dl），下伏侏羅系南園組凝灰熔巖（J3n）及其風化層：

坡積含碎石粘性土（Qdl）：褐黃色、褐紅色等雜色，硬塑，濕。以粘性土為主，夾30-40%碎石，碎石塊徑以2-5cm 為主，磨圓度差，呈次棱角- 棱角狀，膠結程度差。原巖為凝灰熔巖，粘性一般。該層揭露厚度4.8-12.5m，也引起滑坡的滑動土層，各個鉆孔均有揭示，外業勘探期間多個鉆孔在該層漏水嚴重。

凝灰熔巖（J3n）及其風化層：該層主要為下伏侏羅系南園組風化土層，呈褐黃色，以全風化～強風化巖為主。該層穩定性良好，屬中等- 低壓縮性土層。

2.3 水文地質條件

2.3.1 地表水

經調查，滑坡體后緣與破裂壁壁交接處有一小泉水發育，系滑坡體下錯后切割含水層所致，泉水流量約0.08-0.15/s，另外，因坡面排水和農耕引水，滑坡體表面可見面流淌水。

2.3.2 地下水

場址區發育地下水主要為基巖風化層孔隙裂隙水: 分布于沿線坡地，順溝谷向地勢低的方向排泄，從橫斷面上看，地下水穩定水位埋藏變化較大，滑坡體穩定水位一般約10-15m。根據附近地段水質分析結果，場址區地下水對混凝土具微腐蝕性。

3 滑坡體工程地質特征

3.1 滑坡形態及巖土特征

該滑坡在平面形態上總體呈圈椅形，長度約80m，寬度50m，厚度5-10m，滑坡在平面形態上總體呈圈椅形，坡底高程約30m，最大高差約25m，滑向253°，滑坡總體方量約為3.8×104m3，屬中型滑坡。坡體匯水面積約1.25 萬m2，現狀地表因坡體拉裂下錯形成多級臺坎，臺坎寬1-3 米不等，臺坎上局部可見地下水滲出，流量小，但雨季變化大，該滲出點為潛在滑動面。坡腳前緣為松散的堆積體，現植被茂密，樹木見有傾倒現象。

圖1 滑坡現場形態特征圖

3.2 滑坡體的變形破壞特征與成因分析

根據野外調查和勘探，該滑坡形成于約100 年前，據訪問該滑坡自下滑后形成新的穩定平衡狀，未見新的變形發展跡象。該滑坡在滑動前位于山坳高處，自然邊坡坡度較陡，在長時間干旱后，巖土體中裂隙發育，土質疏松，結構破壞，強降雨發生后，地表降水迅速滲入巖土體裂隙中，土體飽和度陡增，抗剪強度減低，滲透壓力增大，從而使山坳斜坡上高處巖土體向山坳地處臨空方向發生剪切變形，發生推覆式破壞，形成倒燈泡狀后緣破裂壁（見圖1）。現狀下可觀測到的坡體變形特征：

（1）后緣：因坡體下滑，形成一個圈椅狀破裂壁，破裂壁上部與坡體后緣高差最大達30m，后緣裂縫均已充填，未見明裂縫；后緣與破裂壁下部交叉部位形成一個小平臺洼地，平臺與后緣破裂壁坡度上存在突變，平臺上可見泉水滲出，并可見喜水植物生長。

（2）坡體：坡體在較長期干旱后，巖土體中裂隙發育，在強降雨后，坡體土體的飽水作用后，自重增加，有效應力及抗剪強度降低，且由于突降強降雨可引起滲透應力，由于臨空面的存在，產生不穩定的變形，四周巖土體向山坳內發生推覆式破壞。之后在長期水流和風化營力作用下，坡體上裂縫逐漸封閉或充填，地表突變地貌逐漸緩和

（3）坡腳前緣：坡腳前緣為松散的堆積體，現植被茂密，部分樹木見有傾倒現象。因坡腳下方地勢更低，滑坡坡腳前緣未見地下水上冒。從總體上來看，該滑坡體形態明顯，地貌顯著，特征清晰。分析成因主要有以下幾點：

（1）內因：滑坡前自然坡度陡，上覆厚薄不均的坡積粉質粘土、坡積碎石土，邊坡高處為全- 強風化層凝灰熔巖，坡體巖土均勻性差，在干旱時巖土體易產生不連續面，滑坡發生前地下水較活躍，地下水運動使巖土體中土體飽和強度降低，有利于滑裂面的形成。

（2）外因:植被被砍伐，地表土層裸露，且長期干旱后突降強暴雨。

（3）誘因：長期干旱后突降強暴雨，大量降水沿裂隙面迅速下滲，使土體迅速飽和加重，地下水來不及排放，形成滲透體力，同時土層中有效應力降低，抗剪強度降低，山坳處存在臨空面，促使坡體產生變形。

（4）多種勘察手段相互結合

在工程地質調繪的基礎上，投入鉆探、物探工作。本次物探采用根據瞬態面波法，初步推斷出滑動面呈現弧狀分布，位于上部的第四系松散堆積層中，其在面波速度影像剖面上，表現為波速大約在200～350m/s 的弧形面；結合外業鉆探在過程中，多處存在漏水，局部存在軟塑狀夾層等，查明組成坡體的巖土沿深度范圍內地層為：坡積含碎石粘性土，呈灰黃色、褐紅色，硬塑狀，含碎石；底部為凝灰熔巖及其風化層，滑坡體厚度約4.2-12.7m。

圖2 坡面巖土裂縫，降雨坡體滲水瞬態面波法

（5）滑面確定：根據現場的測繪成果，標定后緣邊界及破裂壁上緣，結合鉆探鉆孔資料、物探資料等進一步確定滑裂面深度，并結合地貌地形推斷出滑動面，具體滑面位置及形態詳見剖面圖。

圖3 滑坡體代表性工程地質剖面

4 滑坡體的穩定性評價

4.1 定性評價

現場調查和測繪表明，滑坡體所反應的宏觀變形跡象已明顯，坡體后緣位置確定，輪廓清晰，滑坡體左右滑動邊界地貌上均有突變，清晰明顯。剪出口和滑動面根據鉆探測繪也已確定。由于該滑坡發生已有約100 年時間，之后未有滑動，該滑坡總體暫時處于穩定狀態。由于擬建高速公路路基從坡體中間位置穿過，屬挖方路段，開挖后滑動面位于路基中，且公路施工對上邊坡存在坡腳開挖問題，對下邊坡存在坡頂堆載問題，可能會導致該坡體重新下滑，對公路建設會造成直接威脅。

4.2 滑坡穩定性計算

采用Morgenstern-Price 法利用Geo-Slope/W 軟件對滑坡體區選取典型剖面進行不同工況下的穩定性計算，對于滑面強度參數取值根據土體室內試驗值及反算綜合考慮。由于該滑坡目前處于暫時穩定狀態，天然狀態下穩定系數應在1.2-1.3 之間，滑動面切過坡積含碎石粘性土層，根據臨近場區同一地層土樣室內反復剪試驗成果，并考慮具體坡體的地層分布，取可能產生滑面的強度參數：c=20.5kPa，φ=10.6 ，滑動依附面為248°∠17°，另抗剪強度指標根據反分析計算求得的結果進行調整。

表1 穩定性計算表

5 防治方案建議

根據坡體變形的原因、現狀特征及開挖后可能的斷面形態，并根據具體不穩定體的分布，計算采用相應的加固治理措施。

5.1 對現有的滑坡體進行清理，但在清理過程中應加強對后緣坡體變形的觀測，防止后緣產生新的變形，并根據開挖的坡面情況適時加固后緣坡體?？刹捎缅^桿進行加固坡體，以碎塊狀強風化層為錨固段。同時應對整個坡體進行長期人工觀測。

5.2 該場區匯水面積較大，暴雨季節水流較大，建議滑坡體兩側排水溝谷進行適當加深、加寬，以滿足排水要求，在施工及后期運營過程中嚴禁對該坡體進行大的挖方作業及對山坡植被進行大面積破壞。

6 結論

6.1 滑坡區屬剝蝕丘陵地貌，地形波狀起伏，根據外業鉆探及測繪揭露情況，坡體表層分布第四系松散坡積體，以碎石、粘性土為主，松散- 稍密狀，厚度5.3-13.4m，開挖易導致該堆積失穩，下伏為凝灰熔巖及其風化層。需對該滑坡體進行加固處理。

6.2 對現有的滑坡體進行清理，并根據開挖的坡面情況適時加固后緣坡體。可采用錨桿進行加固坡體，并迅速完善坡面上及坡頂的截排水系統。