高陡滑坡失穩(wěn)機(jī)制及防治研究

摘要：赫章縣七家灣氣象站滑坡屬于中型推移式滑坡，橫寬為200 m，縱長(zhǎng)為90 m，主滑向?yàn)?36°，滑坡平均厚度為10 m，體積為180 000 m3。本文結(jié)合滑坡區(qū)自然環(huán)境特征，分析滑坡發(fā)育特征和變形特征，明確滑坡失穩(wěn)機(jī)制，然后開(kāi)展滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，提出滑坡防治方案，最終消除地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)。

關(guān)鍵詞：滑坡；失穩(wěn)機(jī)制；發(fā)育特征；變形特征；防治；氣象站；赫章縣

中圖分類號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1008-9500（2024）03-0-03

DOI：10.3969/j.issn.1008-9500.2024.03.041

Abstract： The Qijiawan Meteorological Station landslide in Hezhang County belongs to a medium-sized translational landslide， with a horizontal width of 200 m， a vertical length of 90 m， a main sliding direction of 336°， an average thickness of 10 m， and a volume of 180 000 m3. Based on the natural environmental characteristics of the landslide area， this paper analyzes the development and deformation characteristics of landslides， clarifies the mechanism of landslide instability， and then conducts landslide stability evaluation， and proposes landslide prevention and control plans， thus ultimately eliminating geological disaster risks.

Keywords： landslide; instability mechanism; developmental characteristics; deformation characteristics; prevention and control; meteorological station; Hezhang County

受自然因素和人為因素影響，赫章縣七家灣氣象站發(fā)生滑坡?；聟^(qū)處于赫章縣西客運(yùn)站南側(cè)，東鄰?fù)萼l(xiāng)，西、南接水塘堡彝族苗族鄉(xiāng)，北靠興發(fā)苗族彝族回族鄉(xiāng)?；聟^(qū)距赫章縣政府5.2 km，與北側(cè)南環(huán)路相鄰?；聶M寬為200 m，縱長(zhǎng)為90 m，主滑向?yàn)?36°，滑坡平均厚度為10 m，土方量為180 000 m3，它屬于中型推移式滑坡，總體坡度為26°，高差為8～32 m。根據(jù)變形特征及形成時(shí)間[1-2]，滑坡可分為3個(gè)變形區(qū)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。Ⅰ區(qū)橫寬為36 m，縱長(zhǎng)為15 m，平均厚度為5 m，土方量為2 700 m3；Ⅱ區(qū)橫寬為60 m，縱長(zhǎng)為80 m，平均厚度為10 m，土方量為48 000 m3；Ⅲ區(qū)橫寬為95 m，縱長(zhǎng)為78 m，平均厚度為11 m，土方量為81 000 m3。本文結(jié)合滑坡區(qū)自然環(huán)境特征，分析滑坡發(fā)育特征和變形特征，明確滑坡失穩(wěn)機(jī)制，然后開(kāi)展滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，制定滑坡防治方案，以消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。

1 滑坡區(qū)概況

滑坡區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，地處云貴高原西北部，緯度低，海拔高，地形地貌復(fù)雜，四季不分明，氣溫日差較大，月差與年差小，干濕季分明，雨熱同期。經(jīng)地質(zhì)調(diào)查，滑坡區(qū)出露的地層有第四系（Q）、二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M（P3l）。第四系在滑坡區(qū)皆有分布，厚度為0.3～0.6 m，巖性為黃褐色耕植土，內(nèi)見(jiàn)植物根系及腐殖質(zhì)等，結(jié)構(gòu)松散。二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M的巖性為黃褐色、灰黃色、灰褐色、深灰色的粉砂巖和泥質(zhì)粉砂巖，夾炭質(zhì)泥巖層。從地質(zhì)構(gòu)造來(lái)看，滑坡區(qū)所處構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)-黔北臺(tái)隆-遵義斷拱-畢節(jié)北東構(gòu)造變形區(qū)，區(qū)域內(nèi)發(fā)育一近東西向向斜，向斜軸部位于南環(huán)路附近，區(qū)內(nèi)小型褶皺比較發(fā)育，巖體破碎。

2 滑坡發(fā)育特征

2.1 滑坡規(guī)模與形態(tài)特征

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)勘查，滑坡發(fā)育在南環(huán)路東南側(cè)斜坡地帶，呈不規(guī)則狀。滑坡整體縱長(zhǎng)約為90 m，平均橫寬為200 m左右，總體呈半圓狀，主滑方向?yàn)?36°?？傮w坡向也為336°，滑坡區(qū)為順向巖土混合邊坡，坡腳為擬建項(xiàng)目區(qū)。目前，邊坡尚未進(jìn)行開(kāi)挖，表層含碎石粉質(zhì)黏土（厚0.2～1.5 m），強(qiáng)風(fēng)化層厚度為21.0～28.8 m。本研究主要以Ⅰ變形區(qū)為例進(jìn)行分析。

滑坡Ⅰ區(qū)橫寬為36 m，縱長(zhǎng)為15 m，平均厚度為5 m，土方量為2 700 m3，平面呈舌狀?；虑熬壷饕艿匦蔚孛部刂疲熬墳閿M建房屋開(kāi)挖形成的陡坎，該陡坎長(zhǎng)約為40 m，高為2～8 m，開(kāi)挖后未采取相應(yīng)措施進(jìn)行支護(hù)?；潞缶売闪芽pL1控制，在裂縫下部陡坎基巖出露，陡坎高約為6 m，該處發(fā)育一小型褶皺，如圖1所示。后緣中段由裂縫L2控制，左后緣以陡坎左邊部分為界，右以陡坎右邊部分為界，如圖2所示。

2.2 滑體特征

根據(jù)鉆孔記錄及現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡滑體主要為填土、黃褐色含碎石粉質(zhì)黏土及強(qiáng)風(fēng)化泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，受局部小構(gòu)造影響及節(jié)理裂隙切割，巖體非常破碎。

2.3 滑帶特征

本滑坡不同分區(qū)的穩(wěn)定性不同，滑面位置與性質(zhì)皆有差異。由于前緣開(kāi)挖臨空，Ⅰ區(qū)目前已經(jīng)發(fā)生整體滑移，剖面1-1′滑帶已經(jīng)全面貫通形成，側(cè)緣陡坎見(jiàn)滑面出露，為灰白色-黑色黏土層。邊坡區(qū)及剖面4-4′區(qū)域鉆探未揭露到明顯的滑帶土，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)情況，該區(qū)域受構(gòu)造影響，巖體較為破碎，鉆探取芯以黏土和砂粒為主，現(xiàn)場(chǎng)可見(jiàn)砂粒大小均勻，分選性較好，為泥質(zhì)粉砂巖強(qiáng)風(fēng)化產(chǎn)物，非機(jī)械破碎而成，該區(qū)域強(qiáng)風(fēng)化層較厚（21.0～28.8 m），滑面位于強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)。

2.4 滑床特征

不同分區(qū)的穩(wěn)定性不同，鉆探結(jié)果顯示，滑床有兩類。一是下伏基巖，主要位于剖面1-1′、剖面2-2′和剖面3-3′，存在軟弱層面，包括灰白色黏土層、炭質(zhì)泥巖層。二是強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖層，主要位于剖面4-4′和剖面5-5′，該區(qū)域風(fēng)化差異嚴(yán)重，含泥質(zhì)較多，滲透系數(shù)較小，它是相對(duì)隔水層，上層松散巖類孔隙水易軟化該部分風(fēng)化層形成滑帶。

3 滑坡變形特征

3.1 滑坡變形破壞

作為強(qiáng)風(fēng)化層順層滑坡，其在剖面上由階梯狀平臺(tái)與陡緩斜坡交替組成，初始變形時(shí)間為2019年，至今還在蠕滑變形。受近期持續(xù)強(qiáng)降雨影響，部分區(qū)域已發(fā)生滑塌。根據(jù)滑坡體形態(tài)特征、空間分布、變形破壞特征、裂縫性質(zhì)、巖性特征及其穩(wěn)定性[3-4]，將其分為3個(gè)變形區(qū)（Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ）。滑坡共發(fā)育17條裂縫。

3.2 滑坡影響因素

滑坡的主要影響因素有地質(zhì)構(gòu)造、巖土結(jié)構(gòu)、大氣降雨、地下水和人類工程等。軟弱的巖土結(jié)構(gòu)為滑坡提供物源條件，大氣降雨加大滑坡的下滑力，人類工程活動(dòng)使滑坡體的穩(wěn)定性遭受破壞，導(dǎo)致失穩(wěn)。在以上因素影響下，滑坡發(fā)生率增大，在進(jìn)行滑坡防治時(shí)，可根據(jù)影響因素，制定相應(yīng)的防治措施，消除地質(zhì)災(zāi)害隱患。

4 滑坡防治方案

4.1 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，剖面1-1′已經(jīng)發(fā)生整體滑移，剖面3-3′、剖面4-4′為參數(shù)反演剖面，整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，剖面2-2′、剖面5-5′未進(jìn)行開(kāi)挖。因此，分別對(duì)剖面2-2′、剖面5-5′進(jìn)行現(xiàn)狀穩(wěn)定性評(píng)價(jià)。剖面2-2′滑動(dòng)面為折線形，采用傳遞系數(shù)法（強(qiáng)度折減法）進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算；剖面5-5′邊坡區(qū)潛在破裂面處于強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖內(nèi)部，采用圓弧法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。計(jì)算模型主要是根據(jù)滑坡各勘探剖面，分析監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，結(jié)合地質(zhì)環(huán)境條件和滑坡變形破壞特征建立的[5-6]。滑坡選擇兩條典型縱剖面進(jìn)行計(jì)算，分析滑坡整體穩(wěn)定性，典型計(jì)算模型如圖3所示。其中，疏密不均的垂線表征滑坡測(cè)斜揭示的剪切面。

4.2 滑坡防治工程

根據(jù)規(guī)劃，滑坡治理開(kāi)挖后將形成永久性邊坡，邊坡區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，設(shè)計(jì)不考慮地震工況，設(shè)計(jì)工況為一般工況。根據(jù)穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，滑坡區(qū)可采用抗滑樁、擋土墻、排水工程和錨固工程進(jìn)行治理，最終消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保人民生命財(cái)產(chǎn)安全。

5 結(jié)論

赫章縣七家灣氣象站滑坡橫寬為200 m，縱長(zhǎng)為90 m，主滑向?yàn)?36°，滑坡平均厚度為10 m，土方量為180 000 m3，它屬于中型推移式滑坡，總體坡度為26°，高差為8～32 m。滑體滑帶土主要包括炭質(zhì)泥巖夾層、黏土夾層及強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖。經(jīng)力學(xué)驗(yàn)證，黏土夾層的天然狀態(tài)黏聚力為30.0 kPa，內(nèi)摩擦角為9°；飽和狀態(tài)黏聚力為28.0 kPa，內(nèi)摩擦角為8°。強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖的天然狀態(tài)黏聚力為40.0 kPa，內(nèi)摩擦角為18°；飽和狀態(tài)黏聚力為38.0 kPa，內(nèi)摩擦角為17°。

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收稿日期：2024-01-11

作者簡(jiǎn)介：林江（1996—），男，四川宣漢人，助理工程師。研究方向：水文地質(zhì)、工程地質(zhì)及環(huán)境地質(zhì)。

通信作者：徐旭（1993—），男，云南曲靖人，助理工程師。研究方向：采礦及地質(zhì)工程。