牽引式滑坡成因機制分析及治理措施

黃義佳

（廣東省有色金屬地質局九三二隊，廣東韶關512000）

1 滑坡體基本特征

滑坡區位于韶關市曲江區蒼村水庫防汛公路，距離蒼村水庫管理處約500m路段的山坡上，該滑坡規模類型為淺層小型滑坡，滑坡體總高度約25m，寬約40~52m，長約72m，厚度約6~8m，滑坡體體積約26000m3，滑坡前緣坡腳地面及坡體局部已有隆起現象；中部山坡已建防汛公路受滑坡地質災害影響已經出現斷開、沉降、錯位；坡頂滑坡后緣出現明顯的后緣平臺及陷落斷壁。滑坡現暫處于欠穩定—基本穩定狀態，但在遇到連續性強降雨等極端天氣，易再次發生滑坡地質災害，對防汛公路、水庫管理處人員及坡腳村民造成較大的威脅。

2 滑坡工程地質條件

2.1 地形地貌

自然山體屬丘陵地貌，總的地勢為北東高南西低。滑坡區高差較大，局部地段地勢較陡，地形坡度多為10°~25°，山腳陡坎處可達40°~60°。場地范圍地面標高為95~120m，最大高差約為25m。山體現狀主要為防汛公路及林地果園等，總體植被較發育，山腳因當地農民開挖山體平整作為果園菜地。滑坡后緣出現明顯擦痕的滑坡壁，防汛公路外側已滑動下沉，滑坡現狀坡現暫處于欠穩定—基本穩定狀態。

2.2 滑坡巖土工程地質特征

滑坡勘察場地巖土層為上覆第四系坡積土和殘積土，下伏基巖為石炭系下統孟公坳組（C1ym）石灰巖。第四系坡積土（Qdl）和第四系（Qel）殘積土主要為粉質粘土，呈棕黃色、黃色，可塑，主要成分為粉粘粒，局部含大量風化角礫，土體均勻性較好，在埋深約6~8m處可見較為松散夾風化角礫的粉質粘土，推測為滑坡滑動面。坡積土該層分布于山坡表層中，全場分布，層厚4.10~14.60m。殘積土該層分布于山坡坡體中部，為主要土層，層厚3.60~17.10m。鉆孔揭露微中風化—微風化灰巖，呈灰色、灰白色，微晶結構，厚層構造，巖層產狀為90°∠25°，主要礦物成分為方解石、白云石，節理裂隙較發育，裂隙面充填白色方解石脈，巖芯較破碎—較完整，多呈短—長柱狀，巖質較硬，部分鉆孔揭露到有溶洞現象，充填軟塑狀粉質粘土。

2.3 滑坡水文地質特征

滑坡區內地下水主要有兩種賦存方式：一是第四系土層孔隙水；二是基巖巖溶裂隙水。孔隙水賦存于第四系坡殘積粉質粘土中，透水性較差，其中坡積土滲透性相對殘積土較好，地下水的補給來源主要為大氣降水，動態變化大，徑流途徑短；巖溶裂隙水賦存于基巖裂隙及巖溶帶中，富水性中等，由上覆土層中的孔隙水滲透直接補給和臨近區域基巖巖溶裂隙水側向補給，巖溶裂隙水具有微承壓性。水量的大小和徑流條件受地質構造、節理裂隙及巖溶發育程度控制。勘查場地鉆孔水位埋深5.60~8.40m，基本上和推測滑動面深度一致。場地地下水徑流和滑坡體滑動同一方向，對滑坡形成有一定的促進作用。

3 滑坡變形破壞特征及成因機制

3.1 滑坡變形破壞特征

山體邊坡為原始自然山坡，坡面植被較茂盛，由于受到持續強降雨影響，土體吸水飽和，在重力作用下發生滑坡地質災害。該滑坡規模類型為淺層小型滑坡，滑坡體總高度約25m，寬約40~52m，長約72m，厚度約6~8m，滑坡體體積約26000m3，滑坡前緣坡腳地面及坡體局部已有隆起滑動現象，形成滑坡鼓丘；中部山坡已建防汛公路受滑坡地質災害影響已經出現斷開、沉降、錯位，形成高約2.2~3.5m的垂直陡坎，原有防汛公路內側水溝出現0.05~0.2m寬的裂縫；坡頂滑坡后緣出現明顯的滑坡壁和滑坡臺階，滑坡壁高約1.2~2.0m，滑坡臺階拉張裂縫和剪切裂縫寬約0.1~0.3m。依據現有調查資料及滑坡現場出現滑坡特征現象，推測滑裂面方位約230°。組成滑坡體的土體主要為坡積粉質粘土，滑坡現暫處于欠穩定—基本穩定狀態，但在遇到連續性強降雨等極端天氣，易再次發生滑坡地質災害。

3.2 滑坡變形成因分析

防汛公路滑坡的成因與地形地貌、邊坡土體特征、大氣降雨及人類工程活動等密切相關。

（1）地形地貌：滑坡區為丘陵地貌，總體地形坡度為10°~25°，地形高差相對較大，坡腳因當地村民開挖后坡度可達40°~60°，山體前緣地形開闊，形成下陡中緩上陡易產生滑坡的有利地形。

（2）邊坡巖土體特征：滑坡所處地帶山坡上的巖土體表層為坡積土夾風化角礫的粉質粘土層，在6~8m深度揭露到土質較為松散的粉質粘土。坡積粉質粘土夾大量風化角礫，孔隙率相對較大，滲透性相對殘積土較好，有利于地表水入滲存留在坡積土導致土體飽和軟化。

（3）人類工程活動是滑坡地質災害形成的主導因素，前期山坡坡腳因當地村民開挖造成坡腳失穩，破壞邊坡穩定性，使坡體下部失去支撐而發生牽引式下滑，為滑坡地質災害的形成提供了空間條件。

（4）降雨是滑坡地質災害形成的誘發因素，當地夏季暴雨頻繁，降雨易使坡體處于飽水狀態，增加了滑坡體自重，降低了土層抗剪強度，并且雨水沿裂縫滲入邊坡體，浸潤了滑動面，加快了滑坡體的變形滑動速度。

3.3 滑坡變形成因機制

本次滑坡為淺層土質滑坡，該滑坡形成過程經歷了4個階段：蠕動變形階段、急劇變形階段、滑動階段、逐漸穩定階段[4]。滑坡變形主要由于當地村民開挖坡腳，造成山體邊坡失穩，破壞了邊坡穩定性，使坡體下部失去支撐而發生帶動上部土體形成牽引式滑移，造成坡體后緣形成拉裂面，并不斷加深和展寬，兩側翼出現斷續剪切裂縫，表層坡積粉質粘土在連續降雨入滲吸水飽和軟化，土體自重不斷增加，抗剪強度不斷降低，拉張裂縫和剪切裂縫不斷加深和展寬，滑裂面不斷發展和相互貫通，造成土體下滑力顯著增大，抗滑力顯著降低，邊坡土體沿滑動面向前緣滑動破壞形成滑坡。滑坡形成主導因素是開挖坡腳，從屬因素是工程地質條件，誘發因素主要是連續的強降雨作用。

4 滑坡穩定性分析與評價

4.1 定性評價

根據現場工程地質調查和滑坡變形破壞跡象，滑坡已由滑動階段趨向逐漸穩定階段，判定坡體在天然狀態為基本穩定狀態，在暴雨狀態下處于不穩定狀態。

4.2 定量評價

滑坡采用GEO5軟件進行分析計算，采用Bishop法進行穩定性分析[5]，綜合分析滑坡的形成條件和誘發因素，確定采用兩種工況進行穩定性計算。工況Ⅰ：自重（天然狀態）；工況Ⅱ：自重+暴雨（飽和狀態）。邊坡穩定性計算主要物理力學參數見表1。

表1 主要物理力學參數

通過邊坡穩定性計算，根據《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T 32864-2016），在天然工況下穩定性系數為1.105，滑坡體基本穩定；暴雨工況下，邊坡穩定性系數Fs=0.962＜1，滑坡體不穩定。在連續強降雨影響下，滑坡坡體可能再次發生滑坡變形破壞。

5 滑坡地質災害治理措施

根據“科學有據，技術可行，經濟合理，安全可靠”的滑坡治理原則[6]，本工程擬采用“抗滑樁+擋土墻+截排水溝+填塞裂縫夯實地面+變形監測”綜合治理措施，滑坡治理剖面示意圖見圖1。

圖1 滑坡治理剖面示意圖（單位：mm）

（1）在滑坡中下部即防汛公路外側布置一排抗滑樁進行支擋加固，抗滑樁樁芯距1.80m，樁長為17.50m，樁徑1.20m，擬布置33根抗滑樁，抗滑樁樁頂設置一道冠梁，并加固回填抗滑樁施工平臺區域，有效提高滑坡抗滑力，保證了滑坡體整體穩定性。

（2）滑坡前緣設置鋼筋砼擋土墻，長52m，高2.5m，下底寬1.5m，上底寬0.8m，基礎埋深約1m，進一步提高滑坡抗滑力，保證了滑坡整體穩定性。

（3）在滑坡周界外圍修建斷面尺寸為0.6m×0.6m截水溝，同時恢復防汛公路內側被破壞的排水溝，并在滑坡體前緣設置滲溝疏干，保證山坡坡面地表水排泄，排出滑坡體外。

（4）在防汛公路至滑坡后緣段整平地表，填塞滑坡裂縫，夯實松動地面，避免地表水直接入滲滑裂面，以防遇上連續性暴雨天氣再次造成滑坡地質災害。

（5）在滑坡坡頂及中部道路設置沉降位移長期觀測點和抗滑樁樁身位移觀測點，觀測邊坡動態變化；并對滑坡周圍進行定期巡查，禁止所有影響滑坡土體穩定的工程開挖及施工等。

6 結語

（1）該滑坡為一典型的牽引式滑坡，發生滑坡的內因主要為地形地貌、地層巖性、邊坡巖土體特性等，外因主要有大氣降水以及人類工程活動等。防汛公路滑坡形成主導因素是開挖坡腳，從屬因素是工程地質條件，誘發因素主要是連續的強降雨作用。

（2）滑坡體前緣形成臨空面，破壞了坡體原有的應力狀態，在大氣降水等外界條件的影響下，雨水滲入土體，降低土體的抗剪強度，坡體不穩定，隨后滑坡后部在前緣的牽引下發生變形，即為常見的牽引式滑坡[7]。

（3）滑坡治理設計中，根據滑坡特點并結合地形條件，可在保護對象下方設置鋼筋砼抗滑樁，在滑坡體前緣設置鋼筋砼擋土墻，在滑坡體后緣沿著滑坡周界設置截排水溝導流地表水，有效提高滑坡體的整體穩定性。