古滑坡復活成因機理分析及治理研究

王 云

(貴州省地質礦產勘查開發局101地質大隊，貴州 凱里 556000)

0 引 言

最新頒發的國家標準《滑坡防治工程勘查規范》(GB/T 32864—2016)中將全新世以前發生滑動、現今整體穩定的滑坡定義為古滑坡，而把全新世以來發生滑動、現今整體穩定的滑坡稱為老滑坡。無論是古滑坡還是老滑坡，只意味著它們相對暫時穩定，在一定自然因素或人為因素作用下，均可能復活。在實際工程地質勘察中，我們常把現階段以前，且目前處于基本穩定狀態的滑坡體均稱為古(老)滑坡。為了聚焦關鍵科學問題和闡述方便，文中所指的古滑坡包括上述“古滑坡”和“老滑坡”。隨著我國經濟的高速發展，人類工程活動也隨之加強，在降雨等各種因素的影響下，古滑坡復活誘發的地質災害在逐年遞增。為此加強對古滑坡復合誘發的地質災害治理研究分析對新時代地質工作者非常有必要。

1 古滑坡變形特征及規模

古滑坡位于黔東南州從江縣洛香鎮高速公路收費站北側約300 m處。2019年5月滑坡初始變形，6月變形加劇。后緣產生10 m長的拉裂縫、并形成3 m高的滑坡壁和2 m寬的滑坡臺階，兩側形成的滑坡側壁高0.5～2 m；前緣新修的擋土墻出現斷開和局部倒塌，消防通道及籃球場出現大規模的鼓丘和擠壓裂縫，見圖1。

圖1 滑坡現狀示意圖Fig.1 State of the slide

勘查單位對古滑坡進行勘查，結果顯示該古滑坡長90 m、寬60 m，滑體厚約8 m，造成直接經濟損失約為20萬元，潛在經濟損失約800萬元，屬于牽引式小型土質滑坡。滑坡災情等級屬于小型，險情屬于中型，勘查單位調查時，監測結果顯示強降雨期間滑坡變形加劇，存在明顯下滑跡象，需及時進行治理。

2 古滑坡復活的成因機理分析

2.1 特殊的地形地貌為古滑坡復活提供有利條件

古滑坡地貌形態呈長軸北東向展布的“簸箕”狀，或稱圈椅狀地形，滑坡北西、南東兩側為山脊(分水嶺)，形成1個完整的匯水流域，使土體易于飽水。斜坡剖面形態為多級臺階狀，該滑坡體中上部為古滑坡的崩積物，為滑坡提供了物質基礎，前緣開挖形成臨空面，為滑坡提供了足夠的卸荷空間，見圖2-3。

圖2 縱剖面圖Fig.2 Vertical profile of the slide

圖3 橫剖面圖Fig.3 Horizontal profile of the slide

2.2 氣象水文加快古滑坡復活的速率

氣候條件是引發滑坡的重要因素之一。黎平縣屬亞熱帶濕潤季風氣候區，根據黎平縣氣象站資料，2010—2020年最大日降雨量均值為76.2 mm，實測最大日降雨量達200.9 mm，實測小時最大降雨量81.3 mm(2014年6月31日)，降雨量年內分布不均，4—9月為豐水期。2019年6月，在強降雨長期作用下，雨水沿古滑坡裂縫下滲，地下水位快速提升，降雨在古滑坡體表層巖土體中具有滯后性，在古滑坡體內增加了水壓力及滑坡體自重，抗剪強度降低，形成滑動面，從而加快古滑坡的復活速率。

2.3 古滑坡區的巖土結構特征為古滑坡復活創造了良好的物質基礎

該古滑坡區域工程地質條件主要包括上部松散類工程地質巖組和下部的較硬巖類工程地質巖組，上部松散類工程地質巖組主要為古滑坡堆積的碎石黏土層和卵石層，碎石黏土厚3～10 m，整體結構松散，力學強度偏低，地質性質較差。卵石層厚0～8.3 m，卵石以灰白色石英砂巖為主，磨圓度較好、多呈次圓狀，充填物以粘性土為主，粗中砂次之，泥質膠結，下部富水。較硬質巖類工程地質巖組為二疊系合山組(P2h)頁巖，透水性差、為相對隔水層，力學性質較好。上部古滑坡堆積的碎石黏土層透水、中部古河床卵石層的富水、下部二疊系合山組(P2h)頁巖的相對隔水，為古滑坡復活創造了良好的物質基礎，提供內在控制因素，見圖2-3。

2.4 人類工程活動破壞了古滑坡的力學平衡

該古滑坡初始變形于2019年5月，因辦公樓修建，對古滑坡坡腳進行大規模的開挖。開挖后未及時對復活的古滑坡進行有效支護，僅僅采取簡單的擋土強護腳，破壞了原有的力學平衡，導致在2019年6月分強降雨作用下斜坡發生變形拉裂，在后緣形成滑坡壁、橫向拉張裂縫，滑坡側緣形成滑坡側壁、縱向張裂縫，滑坡前緣形成放射狀裂縫(擋土墻斷裂)，滑坡前緣形成滑坡鼓丘，見圖1。該工程活動是導致古滑坡復活的直接因素，也是決定性因素。

綜合以上自然因素和人為因素，該古滑坡復活的主要因素是坡腳工程切方活動(人為因素)，次要因素是古滑坡區的地形地貌、巖土結構特征(自然因素)，誘發因素是氣象水文(自然因素)。

3 古滑坡穩定性分析

3.1 穩定性計算法

根據鉆探、探井工程揭露地質情況，古滑坡復活區土層較厚、地質條件簡單，本次穩定性評價，采用“Bishop法”(圓弧滑動)計算其滑坡穩定性和剩余下滑力(計算參數見表1)，計算軟件采用“地質測量計算機數據處理及輔助成圖系統”(王康年、王云，2021)作為成圖軟件，簡稱“地質測量成圖系統”。

3.2 計算過程

結合“地質測量計算機數據處理及輔助成圖系統”和表1的參數，根據《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330—2013)，應按附錄A的A.0.1公式對主剖面(2-2′)在暴雨工況下進行計穩定性計算，計算參數見表1，計算過程見圖4。

表1 潛在滑體力學參數采用值Tab.1 Mechanical factors of potential landslide

圖4 地質測量成圖系統(Bishop法)Fig.4 Graphing system of geological survey(Bishop method)

3.3 計算結果

主剖面(2-2′)的計算結果為：天然狀態下，穩定系數為1.106，屬于基本穩定；暴雨狀態下，穩定系數為1.048，屬于欠穩定，擬設工程處下滑推力為524.63 KN/m，與實際勘查一致，吻合古滑坡現狀調查的基本變形破壞特征。

4 治理原則及目標

4.1 治理原則

在充分認識古滑坡復活的機理后，要遵循以人為本的原則，突出重點、因害設防、施工簡便、經濟可行、結構安全，工程布置期間需選擇可靠的技術及可行的方案，并充分考慮工程的經濟效益。設計期間需將支護結構極限承載力作為相關計算標準，并類比其他治理工程，結合滑坡區域的施工條件、地質條件、應力監測信息等確定具體施工方案。

4.2 滑坡治理目標

工程治理必須徹底消除安全隱患，確保職工及行人的生命財產安全，同時確保工程效果與周邊環境相協調，做到施工方案科學、社會反響好。

5 治理工程設計

5.1 樁板式抗滑樁

抗滑樁為圓形斷面，樁經為1 500 mm，其中1#～12#樁中心距為3 500 mm，12#～17#樁中心距為3 800 mm。1#～7#樁長度為24.0 m，8#～12#樁長度為22.5 m，13#～17#樁長度為21.0 m，嵌固段長度為9.2～10.1 m，懸臂長度為11.0～14.8 m，嵌固段屬于中風頁巖。全部樁孔均通過旋挖設備成孔，并采用鋼護筒保護孔口。樁身為C30混凝土澆筑，保護層厚度為100 mm，樁間設置擋土板，板高為1.0 m，厚度為0.6 m，長度為3.5 m，采用C30混凝土澆筑，保護層厚度為50 mm。樁頂預留0.7 m鋼筋，以便于樁板連接。樁頂需設置冠梁，截面高度為1.0 m，寬度為1.5 m，長度總計59.0 m，并采用C30混凝土澆筑，保護層厚度為100 mm。完成抗滑樁、樁間板、冠梁施工后，需采用碎石鋪填并夯實樁間板與原有擋墻區間的間隙。

5.2 截排水溝

截排水溝均為人工開挖，并采用C20混凝土澆筑，間隔20 m設置寬度為0.02 m的伸縮縫，采用瀝青麻絲填充，澆筑后需及時回填溝槽并夯實。斷面形式為矩形，凈深×凈寬為0.6 m×0.5 m(安全超高0.3 m)，溝邦和溝底砼厚度0.20 m。

5.3 場地恢復及坡面綠化

該區域內籃球場混凝土已產生變形破壞，需拆除混凝土地面，采用特定機械設備平整滑坡破壞區域，完成平整施工后利用C20混凝土硬化相應區域，整體硬化面積為2 244.69 m2，硬化厚度為0.2 m。采用散生竹完成坡面綠化，栽種間距設定為10 m×10 m，完成栽種后需養護90天。

6 工程效益分析評估

工程采用樁板式抗滑樁、截排水溝、場地恢復及坡面綠化相結合的綜合治理的方案進行治理，結果顯示該區域古滑坡復活誘發的地質災害隱患得到徹底消除，職工及行人的生命財產安全得到保障，直接和間接地減少了經濟損失，滑坡治理后該區域生態環境得到有效修復，防災減災效益顯著，見圖5。

圖5 治理后效果圖Fig.5 Effect of the treatment

7 結論與建議

不同的古滑坡體，復活的機制不盡相同，文章從氣象水文、地形地貌、地質環境條件、人類工程活動等方面對該古滑坡進行分析和定量計算，得出以下結論：

(1)地形地貌為古滑坡復活提供有利條件；強降雨加快古滑坡的復活速率，是古滑坡復活的誘發因素；巖土結構特征為古滑坡復活創造了良好的物質基礎，是古滑坡復活的內在控制因素；坡腳切方工程活動打破了原有的力學平衡，是導致古滑坡復活的直接因素，也是決定性因素。

(2)通過定性分析和定量計算古滑坡在天然狀況下穩定系數為1.106，屬于基本穩定；暴雨狀態下，穩定系數為1.048，屬于欠穩定。

(3)針對滑坡變形特征，采用坡腳設置樁板式抗滑樁，后緣設置排水溝，前緣消防通道及籃球場進行修復，坡面進行綠化的綜合方案進行治理。

(4)建議日常生產生活中，應盡量避免在古滑坡體附近進行大規模的工程建設活動，以規避風險，減輕和避免由古滑坡復活帶來的損失。

(5)古滑坡是斜坡長期復雜演化過程的產物，古滑坡的復活機理與早期識別尤為重要，建議新時代地質工作者加強對內外因素耦合作用下古滑坡復活機理和演變過程研究，為重大工程規劃和防災減災提供新的理論基礎和技術支撐。