土巖混合滑坡體勘察中多種手段的綜合應(yīng)用

楊進堂 賈迎澤

(1.山西省勘察設(shè)計研究院，山西 太原 030013； 2.山西省建筑科學(xué)研究院，山西 太原 030001)

0 引言

斜坡巖土體在重力等因素的作用下，依附滑動面(帶)產(chǎn)生的向坡外以水平運動為主的運動或現(xiàn)象，稱為滑坡?；碌陌l(fā)生可給國家和人民帶來非常重大的生命與財產(chǎn)損失，因此，對每一個滑坡，應(yīng)了解其產(chǎn)生的原因及發(fā)展的趨勢，并對其進行加固治理?，F(xiàn)實生活中，我們遇到的滑坡種類比較多，按物質(zhì)與結(jié)構(gòu)可分為兩大類：一類為土體滑坡，包括滑坡堆積體滑坡，崩滑堆積體滑坡，黃土滑坡，粘土滑坡，殘坡積層滑坡，人工滑坡；二類為巖石滑坡，包括近水平層狀滑坡，順層滑坡，切層滑坡，逆層滑坡，楔體滑坡。按滑動面劃分，可分為同一層中滑動與不同層中滑動(土、巖共存)。

1 滑坡勘察存在的問題

對于滑坡的勘察，我們常采用的手段有：遙感解譯，工程地質(zhì)測繪，鉆探、物探、平洞、探槽、探井，測試及監(jiān)測等。通過以上全部或部分手段來查明滑坡體的形態(tài)、展布及起因。滑坡的穩(wěn)定性評價在滑坡勘察中也是比較重要的，通常情況滑坡的穩(wěn)定性分析，采用定性與定量分析相結(jié)合的方法進行，滑坡穩(wěn)定分析的方法有：自然歷史分析法，力學(xué)計算法，模型模擬試驗法和工程地質(zhì)類比法。

滑坡勘察中經(jīng)常遇到以下幾個問題，怎樣確定滑動帶、滑坡床、滑坡體、滑坡周界、滑坡壁、滑坡舌、裂隙及主滑線等問題?；碌默F(xiàn)狀評價也是存在問題之一。采用的方法是否合理，建立的數(shù)學(xué)模型是否與滑坡體的實際形態(tài)相接近，對滑坡體的評價非常重要。對于遇到土巖混合滑坡體，要解決以上問題難度比較大。本文通過一工程實例中采用多種方法的運用來解決以上問題。

2 工程實例

2.1 現(xiàn)狀

在山西潞安集團蒲縣后堡煤業(yè)有限責(zé)任公司礦區(qū)內(nèi)，位于主副井所處的山坡上，坡體因煤礦基建坡腳開挖后誘發(fā)滑動。坡體上部數(shù)條南北向地裂縫，向下依次排列，下部沿強風(fēng)化泥巖層中擠出，擋土墻部分垮塌，部分明顯鼓起。為查明該滑坡體現(xiàn)狀特點，我們對該滑坡體進行巖土工程勘察工作，見圖1。

2.2 場地工程地質(zhì)條件

本次勘察，我們采用了鉆探、探井、物探及現(xiàn)場工程地質(zhì)測繪等手段綜合進行。

地層主要由第四系全新世的植被土，中、上更新統(tǒng)的粉土、粉質(zhì)粘土，二疊系下統(tǒng)下石盒子組泥巖、砂巖組成，各巖土層巖性特征分述如下：

⑤強風(fēng)化泥巖(P1x)：灰色～灰黃色，呈泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，局部層理發(fā)育，強風(fēng)化，較破碎，局部呈散粒狀，成分不均，含有砂質(zhì)成分?；媲刑幒枯^高，遇水表面有軟化、崩解現(xiàn)象，在空氣中脫水后易風(fēng)化成碎片，屬極軟巖，極破碎，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為20左右。巖層產(chǎn)狀N30°～40°E，傾角6°～10°。

⑥砂質(zhì)泥巖(P1x)：褐黃色，柱體呈破碎狀態(tài)，芯體呈短柱狀，最長5 cm，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，極軟巖，破碎，巖石基本質(zhì)量等級為Ⅴ級，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為50左右。厚度2.2 m～4.6 m，平均厚度3.13 m，層底高程1 266.51 m～1 268.53 m。

⑦砂巖(P1x)：褐黃色，礦物成分以石英、長石為主，細粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，較完整，巖石基本質(zhì)量等級為Ⅳ級，巖石質(zhì)量指標(biāo)RQD為70左右。局部有漏漿現(xiàn)象。柱體發(fā)育較完整，取芯率70%～85%，芯體呈長柱狀，5 cm～40 cm不等。厚度2.7 m～8.1 m，平均厚度5.62 m，層底高程1 258.42 m～1 261.33 m。場地工程地質(zhì)剖面圖見圖2。

2.3 場地水文地質(zhì)條件

本次勘察中，在滑坡體的偏下部(前緣)揭露有地下水，屬上層滯水，系大氣降水沿滑坡裂縫、粉土層節(jié)理裂隙下滲補給，為非穩(wěn)定地下水。

2.4 滑坡體的基本特征

通過工程地質(zhì)測繪，我們初步確定了滑坡體分布形態(tài)。

2.4.1 規(guī)模及平面、空間形態(tài)特征

滑坡體處在礦區(qū)西側(cè)的山坡上，滑坡其平面形態(tài)呈扇形(圖)?；驴傮w都呈東西向展布，滑坡南北底部寬約76 m，東西平均長約98 m，平面面積約0.007 45 km2?；潞缶壟c坡腳天然最大高差達40 m，主滑方向為N79°E?；w地表坡度中部較緩，為一小型平臺，坡度約3°～5°，下部較陡，其中下部坡度達30°。滑體厚度1.5 m～9.5 m，新滑坡滑體體積約4.098×104m3，屬小型滑坡。

2.4.2 滑坡特征

本滑坡體周界平面形態(tài)呈扇形，滑坡后壁陡坡坡高約7 m，平均坡度約40°，見圖1，圖3，圖4。滑動過程中在滑體后緣形成張拉式裂縫，裂縫寬0.5 cm～25 cm不等，走向近南北，地表裂縫整體呈“圈椅狀”。剪出口前緣開挖出露地層主要為粉質(zhì)粘土和強風(fēng)化泥巖，滑坡剪出口位于強風(fēng)化泥巖內(nèi)，屬切層牽引式滑坡?；瑒訋?或滑動面)、滑床由土體(粉土、粉質(zhì)粘土)與巖體(強風(fēng)化泥巖)組成。

2.4.3 滑動帶(或滑動面)確定

現(xiàn)場調(diào)查，本滑坡上部明顯為土體與下覆泥巖產(chǎn)生滑移，下部(剪出口)則為強風(fēng)化泥巖錯動，該滑坡為土巖混合滑坡體的滑動，因此滑動面(或滑動帶)的確定是本次勘察的關(guān)鍵。從現(xiàn)場開挖探井中發(fā)現(xiàn)，滑坡中上部未發(fā)現(xiàn)地下水存在，下部有地下水存在，采用鉆探、探井揭露滑坡體的地層巖性，對軟弱層及厚度不明顯，對滑動面(或滑動帶)的確定帶來困難，本次勘察中采用了物探(瞬態(tài)瑞雷面波法)法的測試，成功解決了本滑坡滑動面(帶)問題。

采用北京市水電物探研究所研制的SWS-6型面波儀進行，以單點激發(fā)“最佳窗口”24道接收施測方法采集數(shù)據(jù)。偏移距2 m～3.5 m，道間距0.5 m，采樣間隔0.25 ms，記錄長度2 048 ms。面波的激發(fā)采用落重法，28磅大錘激發(fā)。此外，為了更可靠地采集到面波，每一測點重復(fù)激發(fā)2次～4次，選面波能量強、干擾小、信噪比高的一炮記錄作為該測點的面波數(shù)據(jù)。

采用SWS-6型面波儀專用瞬態(tài)瑞雷面波數(shù)據(jù)處理軟件地震面波測深數(shù)據(jù)處理軟件(CCSWS)進行，處理最終可得到各測點處橫波速度隨深度的變化曲線，即頻散曲線。頻散曲線及其特征反映了測點處面波速度隨深度的變化情況及地下地質(zhì)條件，是面波資料分析、解釋的主要資料，如圖5所示。圖5a)反映軟弱層在上部，圖5b)反映軟弱層在中間。

瞬變面波數(shù)據(jù)采用地震面波測深數(shù)據(jù)處理軟件(CCSWS)處理后得到基階面波頻散數(shù)據(jù)文件(*.sws)，在單個頻散曲線圖的基礎(chǔ)上，還可以利用軟件繪制測深映象圖，橫坐標(biāo)表示水平距離，縱坐標(biāo)代表深度，用不同的顏色代表不同的波速值，則得到該條測線隨深度及水平距離而變化的波速圖(見圖6)。通過面波影像反映，泥巖層內(nèi)存在軟弱面。

通過面波影像與鉆探剖面合成圖(見圖7)，該滑坡的滑動面中上部滑體沿土巖接觸面滑動，下部沿泥巖層內(nèi)軟弱層面滑動。

2.4.4 土巖混合滑坡體的穩(wěn)定性評價

根據(jù)已確定土巖混合滑坡體的滑動形態(tài)，其穩(wěn)定性評價采用規(guī)范法(折線法)計算，該滑坡呈不穩(wěn)定狀態(tài)，最終確定該滑坡的滑動趨勢。

3 結(jié)語

1)對于土巖混合滑坡勘察，需要多種勘察手段綜合進行，物探(面波)的應(yīng)用在勘察中是一種非常好的手段，不受場地限制。技術(shù)先進，效率高，成本低。

2)土巖混合滑坡的滑動面，并非存在于土體與巖層的接觸面，在巖層中由于裂隙的存在，受地下水作用，可沿巖層中的軟弱層產(chǎn)生滑動。

3)巖土混合滑坡的滑動面是一個不規(guī)則面，在穩(wěn)定性評價時要選擇與之相應(yīng)的計算模型進行。