滑坡穩定性評價及防治方案

張志永

（山西通暢工程勘察設計咨詢有限公司,山西 太原 030000）

0 引言

滑坡是指在重力等多種影響因素作用下，斜坡巖土體的應力狀態發生變化，或斜坡體中軟弱帶的強度在一些物理化學作用下降低，導致斜坡巖土體失穩進而緩慢向下移動的現象[1]。滑坡易帶來嚴重的危害，應及時采取措施防治滑坡問題。該文以某庫區滑坡治理工程為例，就滑坡穩定性評價及防治方案展開了探討，以供同行業者參考。

1 工程背景

某一庫區滑坡治理工程，在正常蓄水時，庫區滑坡呈半淹沒狀態。根據當地政府要求，需在該庫區中建設綠地港口淹沒二期重建工程[2]。但根據相關調查資料，在近幾年中，該庫區滑坡的變形程度在不斷加重，位于滑體上部的建筑物與地面已產生大量的拉裂病害[3]。鑒于此，為保證滑體上部建筑物的安全，應詳細勘察該庫區滑坡的地質情況，掌握滑坡區的水文條件、滑坡規模與范圍、滑坡變形破壞與形態特征，并詳細評價滑坡的危害性與穩定性，科學預測滑坡的未來發展趨勢，提出具有針對性的滑坡防治方案。

2 地質環境條件

2.1 地層巖性

在勘察區域內，主要出露侏羅系中統上沙溪廟組及第四系松散堆積物。第四系松散堆積主要成因有坡積、崩坡積、滑坡堆積及人工堆積等，其厚度一般不大于20 m。人工堆積體發育，分布于滑坡體后部，其巖性一般為粉質黏土、碎塊石等。沙溪廟組巖性為紫紅色、紫灰色泥巖與紫灰色、灰色、灰白色中細粒長石石英砂巖互層。泥巖薄層～中層狀，砂巖呈厚層～巨厚層狀。

2.2 地形地貌

勘察區位于長江左岸斜坡中下部，分布高程150～200 m之間，地形南高北低，坡向北偏東。總體上呈兩級大的臺階，前緣臨長江構成一緩坡平臺，臺面高程120～140 m，寬50～70 m；第二級臺階位于滑坡的后緣一帶，高程一般185～200 m，寬60 m以上。兩級臺地之間為斜坡，地形坡度角一般為20°～25°，滑坡位于一級臺地之上，后緣位于二級臺地的內側。

3 滑坡的主要特征

3.1 滑坡形態、規模、邊界特征

該滑坡是在近幾年中新產生的滑坡體。滑坡的西側、東側均為自然邊界，南鄰某一條高速公路，北鄰160 m的等高線。滑體厚度約為 12.3 m，滑坡體積約為 1 160 000 m3。從整體角度來看，滑坡區地形為北低南高，地形高程在160～210 m之間，南北方向寬度為320 m，東西方向長度為350 m；滑坡主滑方向為18°。

滑坡形態呈圈椅狀，南偏東段被填為平地，西偏南段破壞嚴重。滑體縱向呈臺階狀。滑坡體總體地形呈槽溝狀，坡度角在16°～20°之間；在滑坡的后緣位置處堆有大量的人工堆積物，前緣位置為基巖斜坡，其表面存在少量的坡積物。

滑坡后緣：平面形態呈弧形狀，全部為人工填土，與某一公路工程相毗鄰。

滑坡前緣：剪出口特征顯著，現已出現明顯的推移，高程范圍在160～170 m之間。剪出面為粉質黏土、泥巖、砂的接觸面。

滑坡中部：高程范圍在180～210 m之間，地形坡度角范圍在15°～18°之間，在滑坡滑動影響作用下，現已形成拉裂平臺。因滑坡出現一定的下錯與前移，導致滑坡體不再是一個完整體，現已大面積破碎，產生與滑坡滑動方向大致相同的彎曲裂縫。

滑體中后部：因現階段正在持續填筑土體，所以會加劇滑坡前緣的變形。

滑坡東西側與東側：高程低于外圍，邊界明顯，滑坡側壁較清晰；在滑坡區域范圍中，出現明顯的鼓張變形。

綜上所述，根據滑坡形態、規模、邊界特征，可判定滑坡滑動推力的主要來源為滑坡后緣的土體。在后緣土自重產生的下滑推力作用下，滑坡前部土體發生變形，可判定該滑坡屬于推移式土層滑坡類型。

3.2 滑體的特征

在滑體物質中，含有坡積粉質黏土、碎塊石、人工素填土；滑坡的中后部含有大量的人工填土，厚度變化不均勻。

3.2.1 人工素填土

在滑體中后部表層中，含有大量的人工素填土，主要成分為碎塊石、粉質黏土、泥巖團塊等。其中，粉質黏土厚度在2.9～18 m之間，含水量較高，呈可塑狀；泥巖團塊現已出現明顯的風化現象，浸水易崩解、碎裂；碎塊石是由泥巖團塊、長石石英砂巖構成的，粒徑大小在5～50 cm之間，個別粒徑達到160 cm。在人工素填土中，碎塊石的比重約為35%；整體結構尚未經過碾壓，較為松散，局部區域現已架空。

3.2.2 粉質黏土夾碎塊石

粉質黏土夾碎塊石層，分布面積較大，該層厚度變化較大，兩側與前部較薄、后部較厚；粉質黏土的液性指數在0.15～0.55之間，塑性指數在12.6～15.4之間，黏性較大。

在粉質黏土中，角礫、碎塊石的比重約為30%；角礫粒徑大小在0.5～2 cm之間，主要由砂質泥巖、砂巖構成；碎塊石粒徑大小在5～50 cm之間，個別粒徑達到100 cm，主要由細粒長石石英砂巖構成，呈棱角狀。

3.3 滑帶的特征

根據地質勘察報告，在最初時期，滑坡體為坡積堆積變形體，在后期中，隨著不斷演化，現已變為現在的滑坡體。

該滑坡沿著基巖、坡積物分界線不斷向下滑動。該滑坡的前部為基巖岸坡；滑坡體的滑帶土的主要成分為粉質黏土；滑帶埋深范圍為0.55～18 m，在下覆基巖面的起伏作用下，滑面坡度角在5°～ 26°之間。滑坡體的后緣較陡、前緣較緩；在滑面中存在磨光面、擦痕；在滑坡體的邊界部位，通過探槽后可知，滑坡上存在剪切滑動痕跡。

滑體中部為階梯狀斜坡，該部位現已出現多級拉裂縫；在坡積粉質黏土、泥巖、砂的接觸面一帶中，含有一層粉質黏土，該層滑面含有擦痕，滑面較新鮮，滑帶土處于可塑狀態，充分表明，目前該滑坡處于蠕滑變形階段。

綜上所述，目前，滑坡正處于蠕滑變形階段，滑面正在逐漸貫通。

3.4 滑床的特征

滑床主要是由泥巖、砂巖組成的；滑床在縱向上呈折線型，在橫向上呈波狀起伏；從整體角度來說，滑床前部平坦、中部緩平、后部陡峭；后緣的高程為200 m，前緣剪出口的高程為155～160 m。

3.5 滑坡變形的特征

通過深入調查后發現，滑坡變形較明顯，滑體上的裂隙發育，導致周邊建筑出現較嚴重的變形。其中，滑坡變形的特征具體包括：

（1）在滑體的中前緣部位出現大量橫向拉裂縫，裂縫寬度在3～15 cm之間，長度在4～16 m之間，裂縫走向約為18°；裂縫長度約為 3～15 m，裂縫寬度約為 30～150 mm。

（2）在滑體的后緣部位出現大量鋸齒狀的橫向拉裂縫，與滑坡的滑動方向相垂直，裂縫長度在5.5～35 m之間。

（3）毗鄰滑體后緣部位的建筑物出現較嚴重的變形，水泥地坪、房屋上出現大量的裂縫。

綜上所述，滑面正在不斷貫通中。

4 滑坡的形成條件與影響因素

4.1 滑坡的形成條件

滑坡的形成，究其原因，是由其地形地貌、地層巖性及水的共同作用的結果，具體如下：

（1）厚度較大的第四系松散堆積物的存在，為滑坡的形成提供了物質基礎。

勘探揭示，在滑坡區域內，第四系堆積物厚一般為0.6～17.9 m，其物質組成以填土、粉質黏土為主，屬易滑土層。

（2）地形上為滑坡形成與位移提供了臨空面。區內原始地形坡度角在8°～25°之間，基巖面坡度角一般在5°～22°之間，對滑坡形成有利。

（3）水是滑坡形成的誘發因素。區域內降雨量大且集中，多大雨，暴雨雨水的下滲，降低了土體的抗剪強度，特別是位于土巖接觸面的土體受地下水的浸泡時間長，其抗剪強度下降最大，形成軟弱面(帶)同時地下水還產生向坡外的動水壓力，為滑坡的形成創造了條件。

4.2 滑坡的影響因素

（1）因受滑坡中前部、前緣部土體開挖和消土的影響，前緣土體阻滑力下降，降低了滑坡的穩定性[4]。

（2）在修建與滑坡后緣部位相鄰的公路工程過程中產生了大量棄渣，加大了滑坡后緣部位滑體的坡度與厚度，降低坡體的穩定性，導致斜坡發生蠕動變形[5]。

（3）在滑坡區中常下雨，降雨量大，大量雨水滲入滑坡土體內部，降低了滑帶土體的抗剪強度，致使滑坡抗滑力下降，加大下滑力。

5 滑坡的穩定性評價

通過計算滑坡的穩定性后可知：

（1）在一般情況下，滑坡的穩定系數在1.281～1.587之間，整體呈穩定狀態。

（2）在暴雨作用下，滑坡的穩定系數在1.003～1.264之間，少部分地段呈欠穩定狀態，大部分地段呈穩定～基本穩定狀態。

（3）當庫水位在145～174之間時，滑坡的穩定系數在0.975～1.315之間，大部分地段呈不穩定狀態，局部地段呈欠穩定狀態，個別地段呈穩定～基本穩定狀態。

（4）當庫水位在175 m時，滑坡的穩定系數在0.985～1.391之間，個別地段呈不穩定狀態，局部地段呈欠穩定狀態，大部分地段呈穩定～基本穩定狀態。

6 滑坡的防治方案

6.1 滑坡防治的必要性和緊迫性

該庫區滑坡處于城市邊緣地帶，滑坡區現已發展成為城市港口的一個重建區，重建工程正在建設中[6]。在近幾年中，該滑坡的蠕滑變形變得愈加嚴重，導致建筑物出現大量嚴重的開裂現象。

在2015—2020年這段時間中出現大量降雨，加劇了滑坡的變形，不但影響港口重建工程，而且還引起附近居民的擔心，一旦滑坡失穩，將會出現嚴重的經濟損失。綜上所述，對滑坡進行防治是十分必要和緊迫的。

6.2 滑坡防治工程巖土設計參數

滑坡防治工程巖土設計參數，如表1所示。

表1 滑坡防治工程巖土設計參數

6.3 滑坡的防治方案

6.3.1 防治的基本原則

（1）有效結合長期監測和綜合治理。為避免滑坡導致的經濟損失，在對滑坡進行防治之前與防治過程中，應長期監測滑坡活動的變形情況[7]，制定具有針對性的應急措施。除了要采用建設單位要求的監測方法以外，還應鼓勵廣大群眾參與滑坡變形的監測活動中，不斷加強人們減災防災的意識，充分發揮人們的力量，發現滑坡出現異常現象時，應向有關部門進行及時匯報。

（2）有效結合排水工程與支擋工程。水是影響滑坡穩定性的一個重要影響因素。為做好滑坡防治工作，需要先治水[8]，故在治水前，需修復改建滑坡區的排水設施，降低雨水、地表水的入滲量，并設置適當的支擋設備。

6.3.2 防治方案

（1）根據滑坡剩余下滑力的分布特點，在剩余下滑力較小位置或抗滑段設置支擋，并進行剝土反壓[9]。通過計算后可知，在與滑坡相距約180 m位置處，滑坡推力較小，故可在該處設置支擋。

（2）為截阻與引導滑坡上的地表水，避免地表水、雨水滲入滑坡內部，應在滑坡全段均設置排水系統[10]。根據港口構筑物的特點，構建完善的縱向排水設施與環狀排水設施，以匯集與排出降雨，保證滑坡的穩定性。

7 結語

綜上所述，滑坡區港口工程的重建，可推動該城市地區經濟的進一步快速發展。若滑坡穩定性不斷降低，一旦發生嚴重變形與下滑，易對港口工程的重建造成嚴重影響，故通過防治該庫區滑坡，可獲得較大的經濟效益、社會效益和環境效益。該文通過詳細進行綜合勘察，對某庫區滑坡的地質情況進行了測繪、現場試驗等，采用了調查訪問、收集資料等方法，深入了解與掌握了該庫區滑坡工程的規模、特征、地質條件、穩定性情況等，分析了滑坡的主要影響因素，并以此為依據，提出了具有針對性的滑坡防治方案。該文研究內容，能夠對相關人員的工作起到一定的借鑒作用。