較破碎順層巖質邊坡破壞機理及治理對策研究

蔣文洋

摘 要：以貴州某新區市政道路滑坡為研究對象，對該滑坡變形破壞機理及治理對策進行分析研究。研究結果表明：滑坡區地質構造復雜，受節理裂隙切割，巖體較為破碎，下伏軟弱結構面為滑坡的變形破壞奠定了物質基礎，受開挖切腳及降雨入滲等影響，邊坡產生后退式漸進拉裂滑動破壞;對于較破碎巖體，采用錨固措施進行加固則難以保證成孔及注漿等，本次通過采用抗滑樁結合擋土板反壓回填進行處治，經過為期一年的深層位移監測，該措施對邊坡的整體穩定具有良好的效果。

關鍵詞：滑坡;變形破壞機理;深層位移監測;治理對策

隨著我國國民經濟的快速增長及西部大開發建設的不斷發展，城市建設及土地開發利用，城市道路及建筑物周邊的環境邊坡—城市邊坡在山區城市建設中日益增多[1-3]。貴州省地處我國西南地區，主要以山地及丘陵地形為主，其地質構造復雜，巖土體結構多變。山區城市道路建設過程中對坡體進行大量的挖方，破壞了地質體原有的應力平衡，在強降雨等自然營力作用下極易誘發滑坡，不僅產生了巨額的滑坡治理費用，同時還給工程建設及人民生命財產構成了嚴重的威脅。因此，合理有效地治理滑坡對城鎮道路的建設而言具有十分重要的意義。

滑坡實質上是邊坡坡體漸進、動態破壞的過程[4]，同時滑坡治理工程是一項復雜的系統工程，其主要表現在：①滑坡影響因素的多樣性：滑坡受到地質構造、巖土體力學性質、地應力、降雨、工程擾動、時間等因素的綜合影響，滑坡體的變形破壞通常是一種極其復雜的現象;②治理措施的適用性：滑坡的治理措施有抗滑樁、擋墻、錨索、排水、清方等，各種措施針對具體的工程地質條件及處治要求具有不同的適用性;③被保護對象的重要性：針對被保護對象的重要性不同，對于滑坡處治要求也不同，滑坡的安全系數取值也不同。滑坡的變形破壞機理分析和研究是滑坡治理工程中的核心內容，準確地認識滑坡變形破壞機理是滑坡治理工程的關鍵工作。

本文以貴州某新區某市政道路滑坡為研究對象，根據滑坡區的巖土體特征，對該滑坡影響因素、滑坡變形演化過程進行分析，研究該滑坡變形破壞機理并根據邊坡區的工程地質條件采用合理可行的治理對策，結合深層位移監測，檢驗治理效果，對于類似滑坡的防范和治理具有一定的借鑒作用。

1 工程概況

滑坡區位于貴州高原中部，總體地形南部略高，北部略低，屬云貴高原溶蝕-侵蝕型低中山和高原溶丘洼地地貌，區內地勢起伏大，地表受剝蝕、溶蝕作用強烈，坡體植被較發育，多為林地。場區地質構造復雜，位于高峰斷層與馬場斷層之間，受構造影響，路段區巖體節理極發育，巖體較破碎。市政道路以挖方的形式通過滑坡區自然邊坡坡腳，其地表相對高差約80 m，滑坡區地形見圖1。

該段邊坡原設計最大高度約33 m，一級邊坡坡腳設置擋墻、墻高8.5 m，二級邊坡坡率按1：1.25放坡、三、四級邊坡坡率按1：1.5進行放坡，坡面采用錨桿結合掛網植草防護（見圖2）。

該邊坡于2014年12月初完成全坡面的開挖及坡面防護，2014年12月底，受項目區連續降雨影響，該段邊坡發生滑移破壞，坡體沿坡腳順層剪出，坡口形成最大深約13 m、寬約1.0 m張拉裂縫，危及下側行人及施工安全，急需對邊坡進行處治。

2 滑坡特征

2.1 滑坡變形破壞特征及滑坡規模

滑體沿坡腳泥巖夾層剪出，坡體表面形成多條張拉裂縫，原施工部分獨立錨桿彎折脫離坡面，坡頂截水溝錯斷、開裂，后緣最大裂縫深約13 m、最寬約1.0 m。

綜合鉆探、深層位移監測、現場實地測量等勘察成果，該段滑坡長105 m，橫向寬約50 m，面積約5 250 m2，平均滑體厚8 m，滑坡體積約42 000 m3，屬中型牽引式滑坡。

2.2 滑體物質及滑動面特征

滑體物質主要由散體狀白云巖及灰巖夾泥巖組成，白云巖受溶蝕裂隙切割呈塊狀，裂隙被粘土填充。滑動面位于坡腳（路基邊緣）灰巖夾泥巖中的泥巖夾層，泥巖層厚約10 cm，結合現場鉆探揭露滑動面深度處巖芯具有明顯的滑移鏡面和擦痕等微構，滑床為泥巖夾層底部灰巖及泥質灰巖，巖質較硬，厚度大。

2.3 滑坡地質結構特征

對相關勘察及監測資料進行分析，該滑坡屬順層巖質滑坡，坡體頂部基巖為白云巖，中下部為泥質灰巖夾泥巖，底部為泥質灰巖，巖層產狀50°∠25°，邊坡剖面方向31°，巖層走向與路線走向小角度斜交，整體呈順傾結構，受構造影響，主要發育三組節理J1：50°∠80°，J2：330°∠87°、J3：160°∠82°，平均節理間距0.5 m，張開度約0.2 m，節理間泥質充填，結構面結合很差，受節理裂隙切割，邊坡區巖體較破碎，見圖3。

3 滑坡變形破壞機理分析

3.1 滑坡影響因素分析

滑坡的影響因素主要分為自然因素和人為因素兩部分，具體如下：

（1）自然因素。①地質構造：滑坡區地質構造復雜，路段區巖體節理極發育，巖體較破碎。同時邊坡巖層走向與路線走向小角度斜交，整體呈順傾結構。②地層巖性：滑坡體上部為白云巖、中下部為灰巖夾泥巖，白云巖受節理裂隙切割，呈棋盤狀，結構面結合很差，為地表水的下滲提供了通道，中下部泥巖夾層為軟弱結構面且整體呈順傾結構，為外傾軟弱結構面，遇水極易軟化。③大氣降雨：滑坡區整體為單斜地貌，后緣山體為蓄水構造，匯水面積大，受連續降雨影響，大量地表水沿節理裂隙下滲，而泥巖夾層為相對隔水，進一步軟化結構面抗剪參數。

（2）人為因素。道路以挖方的形式從斜坡前緣通過，對自然斜坡形成開挖切腳，破壞了原有的坡體應力平衡。

3.2 滑坡機理分析

綜合上述影響因素，邊坡去下伏基巖含有泥巖夾層，為控制邊坡整體穩定性的軟弱結構面，為滑坡的形成奠定了物質基礎;受三組節理裂隙切割，邊坡區巖體較破碎，為地表水的下滲提供了運營通道，進一步促進邊坡的變形發展;邊坡的開挖切腳，破壞了原有的坡體應力平衡，削弱了坡腳抗力，進而導致坡體沿節理裂隙面及軟弱結構面產生后退漸進式牽引滑移破壞。

4 治理對策研究

根據滑坡規模及變形破壞機理分析，邊坡區整體呈順層滑移破壞，受節理裂隙切割，巖體呈棋盤狀，較破碎，結合勘察成果報告，選取典型斷面計算得滑坡下滑力水平分力E=1 100 kN/m。為保證下側道路的正常營運安全，對于順層滑坡的治理措施可從如下三個方面考慮：

（1）清方：根據勘察成果，邊坡滑移面位于路面標高位置，滑面傾角約25°，沿滑面順層清方后采用植草綠化防護。由于該邊坡自然坡高約60 m且坡面植被較好，順層清方后工程量極大（約50萬方），景觀破壞嚴重，故方案可行性較差。

（2）錨固：根據邊坡的現狀，對坡面作適當清方后采用框架錨索進行支護。由于邊坡區節理裂隙極發育，巖體破碎，錨索成孔較困難，且難以保證注漿質量，故該施工較困難。

（3）坡腳支擋：即在滑坡坡腳采用抗滑樁結合擋土板進行支擋，抗滑樁后側采用夯實碾壓回填作為反壓。該方案利用應急搶險的坡腳反壓回填后在施作抗滑樁，施工較安全，可行性較高（見圖4）。

治理措施實施結束后，為檢驗治理效果同時為了實時動態掌握坡體的安全穩定性、變形位移情況，為道路的后期營運提供安全預警，本次共布置三個深層位移監測點對坡體進行為期一年的監測，監測布置圖及監測曲線圖見圖5、圖6。

從圖6監測曲線可知：JCK9號監測孔2016年5月11日第一次監測，監測至2017年5月12日共監測68次;該孔曲線無明顯滑動面，變形量最大處在1 m處，最大變形值為3.05 mm。該孔在一年的降雨影響下也無異常變化，說明監測期間內該孔處坡體處于穩定狀態。

JCK10號監測孔2016年5月11日第一次監測，監測至2017年5月12日共監測68次;該孔曲線平穩運行，無明顯變形，變形量最大處在0.5 m處，最大變形值為1.37 mm。該孔在一年的降雨影響下也無異常變化，說明監測期間內該孔處坡體處于穩定狀態。

綜上所述，通過2016年5月至2017年5月共計13個月的深層位移監測，該邊坡經歷了強降雨的影響，各個監測孔數據目前都處于穩定狀態，地表巡視也未發現異常狀況，說明目前該邊坡是穩定的。

5 結論

本文以某市政道路滑坡為研究對象，分析了較破碎順層巖質邊坡的變形破壞機理并提出合理可行的治理對策，結合深層位移監測，得出如下結論：

（1）滑坡變形破壞是一個動態、漸進性破壞的過程，對于較破碎順層巖質滑坡其破壞模式為：后退漸進式滑移破壞。（2）滑坡的影響因素主要受地質構造、地層巖性、降雨及人工開挖切腳等，對于含泥巖夾層的外傾軟弱結構面順層邊坡，開挖后極易產生順層滑動破壞，勘察及設計時應加以重視。（3）對于滑坡的治理應結合坡體的工程地質條件、地形地貌、施工可行性及景觀綠化等綜合考慮，該滑坡采用圓形抗滑樁結合擋土板反壓回填的方式進行處治，經一年的深層位移監測，邊坡是穩定的，說明該方案合理可行，施工便捷，對類似工程的治理具有一定的參考意義。

參考文獻：

[1]張西林，等.城市危巖邊坡破壞和加固機理研究[J].城市建設理論研究，2013（1）：142-143.

[2]鄭穎人，陳祖煜，王恭先，等.邊坡與滑坡工程治理（第二版）[M].北京：人民交通出版社，2010.

[3]馬慧民，王恭先，周德培.山區高速公路高邊坡病害防治實例[M].北京：人民交通出版社，2006.

[4] 黃潤秋.20世紀以來中國的大型滑坡及其發生機制[J].巖石力學與工程學報，2007，26（3）：433-454.