淺談恩施地區(qū)順層巖質(zhì)滑坡與治理

劉洪林，李明龍，曹文勝，王明華，黃 強(qiáng)

(湖北省地質(zhì)局第二地質(zhì)大隊(duì)，湖北恩施 445000)

恩施州總體屬山地地貌之中、低山區(qū)，區(qū)內(nèi)地形切割強(qiáng)烈，地形相對(duì)高差一般在700～1 000 m，境內(nèi)河流縱橫，山體陡峻，是地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)地區(qū)。在山體崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂縫、地面沉降六個(gè)地質(zhì)災(zāi)害中，滑坡比例達(dá)到已發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害事件的60%。恩施地區(qū)滑坡事件多發(fā)，特別在恩施州巴東縣、恩施市、咸豐縣等區(qū)域順層巖質(zhì)滑坡尤為發(fā)育，極大地破壞了當(dāng)?shù)厝藗兊纳姝h(huán)境，危害了人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文結(jié)合筆者在恩施地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治的工作經(jīng)驗(yàn)，淺談該區(qū)順層巖質(zhì)滑坡相關(guān)治理方法。

1 滑坡分類簡述

《工程地質(zhì)手冊(cè)》［1］中根據(jù)滑體的物質(zhì)組成、形成原因及滑動(dòng)形式等，將滑坡類型分為七大類型二十類別。巖層滑坡屬于按滑坡物質(zhì)組成成分分類劃分的類別之一，順層滑坡屬于按滑動(dòng)通過各巖層情況分類而劃分的類別之一。順層滑坡可以細(xì)分為沿土體與基巖接觸面滑動(dòng)類別，巖體內(nèi)部沿軟弱面、節(jié)理面等滑動(dòng)類別;按滑動(dòng)面與斜坡巖層層面關(guān)系可分為同層(均質(zhì))、順層、切層三類滑坡［2］。

本文針對(duì)沿巖體內(nèi)部層面、軟弱面滑動(dòng)類型進(jìn)行論述，尤其對(duì)《工程地質(zhì)手冊(cè)》中巖層滑坡和順層滑坡進(jìn)行重點(diǎn)闡述。

2 順層巖質(zhì)滑坡成因、特征及實(shí)例

2．1 順層巖質(zhì)滑坡成因、特征

順層巖質(zhì)滑動(dòng)通常指的是滑坡滑動(dòng)面與傾斜巖層層面的傾向近似一致。

在實(shí)際工作中，發(fā)現(xiàn)只要斜坡前緣臨空，巖層傾向與地形坡向同向，發(fā)生順層巖質(zhì)滑坡的潛在可能性就大。而有些地段巖石滑動(dòng)若干年后，還會(huì)再次復(fù)活滑動(dòng)。一般認(rèn)為，順向斜(邊)坡坡角大于巖層傾角容易發(fā)生順層滑動(dòng)，斜(邊)坡坡角小于巖層傾角容易發(fā)生傾倒變形、崩塌落石。

層間軟弱結(jié)構(gòu)面是控制順層巖質(zhì)滑坡主要因子之一，巖石的堅(jiān)硬程度、抗風(fēng)化、抗軟化能力、抗剪強(qiáng)度等也是影響因子。人類工程開挖切坡，加上巖體內(nèi)的結(jié)構(gòu)面，尤其是層間軟弱結(jié)構(gòu)面的存在，常常是誘發(fā)順層滑坡的主要因素。軟弱夾層遇水浸泡后易軟化，強(qiáng)度大大地降低。順層巖質(zhì)滑坡就是巖體力學(xué)平衡被破壞而沿著層面產(chǎn)生的(圖1)。

圖1 順層滑坡示意圖Fig．1 Schematic bedding landslide

順層滑坡一般不易察覺。初期變形階段，地表第四系土體有拉張裂縫并逐漸加長和加寬，坡體上方房屋等建筑物墻體有細(xì)小裂隙，變形極不均勻。地表水體(水井等)等斷流、漏水，局部第四系覆蓋較厚地段出現(xiàn)土洞?；虑熬売袝r(shí)出現(xiàn)土體擠出、巖土體涌水、冒水等現(xiàn)象;之后巖體以極大的速度順層面、結(jié)構(gòu)面向下滑動(dòng)，此一階段往往造成極大的危害;最后是逐漸穩(wěn)定階段，斜(邊)坡逐漸穩(wěn)定，應(yīng)力繼續(xù)蓄積。如不支擋、治理，多年后有可能再次滑坡。

2．2 順層巖質(zhì)滑坡實(shí)例

在巴東縣中環(huán)路有一處斜坡，巖層傾向與地形坡向一致，構(gòu)成順向坡體結(jié)構(gòu)，基巖巖性為灰?guī)r夾泥質(zhì)灰?guī)r，其上覆0～7．0 m厚第四系土體。斜坡剖面形態(tài)呈上緩下陡凸形坡，前后緣地面高差15～25 m，地形坡角約12°～35°、平均坡角21°，斜坡坡腳前修建有一條寬14．8 m的城市水泥道路。

由于修建公路對(duì)斜坡前緣進(jìn)行了開挖，形成臨空面高度不到2 m、長度約20 m，起初斜坡地表土體向下蠕滑，但并未削坡處理，僅采用在斜坡前緣修建墻高約2 m重力式漿砌石擋土墻支擋，大約5年后，滑體將擋土墻推得向前傾倒，分析是土體沿土巖界面滑動(dòng)所致?，F(xiàn)場(chǎng)分析后，認(rèn)為巖體已發(fā)生順層滑動(dòng)，建議順巖層層面將斜坡墻趾以上巖土體全部清除，之后斜坡前緣再次修建墻高約2 m重力式漿砌石擋土墻支擋，目前未發(fā)生滑動(dòng)。這個(gè)案例說明一個(gè)問題，臨空面高低不是判斷是否會(huì)形成、誘發(fā)順層滑坡的絕對(duì)條件，同時(shí)說明造成順層滑坡的機(jī)理很復(fù)雜。

巴東縣白巖溝釉磚廠滑坡也是順層滑坡，其地貌為向斜構(gòu)成的槽谷，地形坡向與巖層傾向一致，其滑動(dòng)面是上覆碎屑巖與下伏白云質(zhì)灰?guī)r的接觸面，基本是沿著硬軟相間巖層中的軟質(zhì)巖層面而滑動(dòng)。

3 順層巖質(zhì)滑坡治理

3．1 防治措施與方法

滑坡屬于斜坡變形范圍，其防治應(yīng)以防為主，及時(shí)治理，并根據(jù)工程的重要性、防治的技術(shù)可能性和必要性等來制定具體的治理方案。治理方案的選擇應(yīng)圍繞或針對(duì)場(chǎng)區(qū)順向、斜交順向坡體結(jié)構(gòu)坡體可能存在的順層滑動(dòng)條件和問題，協(xié)調(diào)人類工程活動(dòng)，在避讓、維護(hù)、利用與治理中作比較選擇。

在實(shí)際治理應(yīng)用中，常采用如下方法。

3．1．1 繞避、躲避變形體

對(duì)于經(jīng)常發(fā)生變形，特別是易風(fēng)化軟質(zhì)巖石地區(qū)，可采用躲避、繞避方法，改治理為預(yù)防、改明挖為暗挖。如公路、鐵路建設(shè)等，可繞避變形體或在滑動(dòng)體下方修建隧道通過。3．1．2 加強(qiáng)、增加斜坡穩(wěn)定性

(1)清除巖石表面并抹面。巖體(石)內(nèi)外斷裂面往往是潛在變形滑動(dòng)控制面。施工時(shí)建議采用小爆破或機(jī)械挖掘作業(yè)，避免施工進(jìn)一步破壞巖體的完整性。易風(fēng)化巖石表面要水泥抹面、噴漿。

(2)削坡減載。對(duì)于較小規(guī)模順層滑坡，可采取全部清除滑體。削坡處理，先清除表層松動(dòng)巖土體，以降低邊坡高度、減少松動(dòng)土體蠕(下)滑。

(3)截排地表、地下水。治理時(shí)要保證邊坡不受地表水沖刷，截?cái)嗷蚺懦麦w內(nèi)的地下水，降低坡體內(nèi)水壓力。一般采取在邊坡后緣修建截水溝，坡體內(nèi)鉆孔排水等措施。

(4)多方式相結(jié)合支擋加固。對(duì)于大規(guī)模順層滑坡，采用一避讓二卸三擋四截水五錨等原則與方法。對(duì)于潛在的順層巖層滑坡，應(yīng)進(jìn)行前期調(diào)查評(píng)價(jià)或勘查，并設(shè)立監(jiān)測(cè)點(diǎn)不間斷觀測(cè)，確定其滑坡要素、形態(tài)特性，并進(jìn)行危險(xiǎn)性評(píng)估。

根據(jù)斜(邊)坡的穩(wěn)定狀況和斜(邊)坡穩(wěn)定性，結(jié)合邊坡放坡條件及對(duì)坡頂、底規(guī)劃建(構(gòu))筑物的影響等，往往采取綜合支護(hù)相結(jié)合方案，有針對(duì)性地對(duì)工程邊坡采取分級(jí)、分段治理方案。如采用坡率法、格構(gòu)式錨桿等方法進(jìn)行坡面防護(hù)。

上部斜坡往往采用較小高寬比，并用掛網(wǎng)、格構(gòu)+錨桿進(jìn)行坡面防護(hù);下部邊坡采用較大高寬比放坡，用重力式或排樁式混凝土擋土墻進(jìn)行支護(hù)，邊坡巖體表面噴漿等。

軟質(zhì)巖石宜按巖層傾角或巖體破裂角放坡，之后采取格構(gòu)+錨桿防護(hù)，坡腳可采用重力式或排樁式擋土墻支擋;軟質(zhì)巖石如采用格構(gòu)或錨桿加固往往不理想，故需考慮加以掛網(wǎng)或噴漿護(hù)面處理。

3．2 防治注意事項(xiàng)與建議

根據(jù)規(guī)范，對(duì)永久邊坡應(yīng)考慮巖體抗剪強(qiáng)度隨時(shí)間降低的時(shí)間效應(yīng)。在現(xiàn)有工況下，滑坡總體處于穩(wěn)定狀態(tài)，但不排除未來滑坡局部存在潛在滑移破壞的可能性。

斜(邊)坡支護(hù)、治理施工中應(yīng)注意斜(邊)坡變形觀測(cè)，包括斜(邊)坡坡頂水平和垂直位移、支護(hù)結(jié)構(gòu)的變形等，加強(qiáng)坡面檢查驗(yàn)收，以便及時(shí)發(fā)現(xiàn)和解決問題。

在對(duì)邊坡進(jìn)行開挖同時(shí)應(yīng)采用“邊施工邊支護(hù)”、“逆作法”等施工工藝。在邊坡形成過程中，巖體受到荷載及內(nèi)部應(yīng)力不斷改變，邊坡應(yīng)力重分布，故需要“邊施工邊支護(hù)”、“邊開挖邊監(jiān)測(cè)”;同時(shí)做到及時(shí)封閉，避免坡面長期裸露(特別是軟質(zhì)巖石)，以提高邊坡支擋效果。根據(jù)實(shí)際情況及需要對(duì)斜(邊)坡支護(hù)巖體做現(xiàn)場(chǎng)剪切試驗(yàn)工作。

傳統(tǒng)邊坡支護(hù)采用剛性支護(hù)技術(shù)，對(duì)于易風(fēng)化的軟質(zhì)巖體邊坡支護(hù)效果不好時(shí)，可輔以柔性護(hù)坡技術(shù)進(jìn)行治理、保護(hù)。

對(duì)于邊坡治理施工，要做好層面維護(hù)，不要隨意切坡，避免層面在坡面臨空出露。不宜進(jìn)行大規(guī)模爆破作業(yè)，以免加大破壞邊坡巖體的完整性。

4 小結(jié)

順層巖質(zhì)滑坡是一種常見的滑坡類別，滑動(dòng)前潛伏性強(qiáng)，往往不易被察覺而突然滑動(dòng)。在勘查過程中，要查明場(chǎng)區(qū)順向坡體結(jié)構(gòu)的工程地質(zhì)條件、問題及影

響坡體穩(wěn)定的因素，包括坡高、坡度、地層巖性組合特征及產(chǎn)狀、地質(zhì)構(gòu)造、坡體結(jié)構(gòu)、地震、加載及卸荷作用、降雨與地下水效應(yīng)、地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀等，其中主要是軟弱夾層的特點(diǎn)及計(jì)算參數(shù)。在此基礎(chǔ)上，根據(jù)工程切坡要求，提出控制產(chǎn)生順層滑動(dòng)的邊坡支護(hù)工程方案，確保治理效果。

［1］ 常士驃，張?zhí)K民，項(xiàng)勃，等．工程地質(zhì)手冊(cè)［M］．第三版．北京:中國建筑工業(yè)出版社，1993:558-601．

［2］ 褚桂棠．工程地質(zhì)學(xué)［M］．北京:地質(zhì)出版社，1988．