九華山五九公路三道橋滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治措施探討

葉小兵

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊(duì) 安徽池州巖土工程有限責(zé)任公司，安徽 池州 274000)

1 項(xiàng)目概況

安徽省池州市九華山三道橋位于池州市九華山，該地塊山體陡峭，溝深谷險(xiǎn)，在中段已發(fā)生滑坡體約7 200 m3(見圖1)。據(jù)初步調(diào)查分析，滑坡原因?yàn)楸韺佑休^厚的坡殘積松散堆積物，下覆鉀長花崗巖全風(fēng)化層之中存在多組節(jié)理面，降水沿松散層滲入節(jié)理裂隙中，與下部較完整巖之間形成一個(gè)浸潤面，減小了滑坡體與滑床之間的抗滑阻力。2009年8月9日20時(shí)至8月11日6時(shí)10分，該地區(qū)在連續(xù)降雨390余毫米的集中降水條件下，導(dǎo)致表層巖土順山體向下部滑移，形成滑坡。

三道橋一帶屬九華山體中上段，標(biāo)高約500 m。該區(qū)域下部村落密集，居住人口近萬人，地災(zāi)發(fā)生后將直接危及其中300余戶1 200余人生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)將阻斷河流和部分道路，直接經(jīng)濟(jì)損失超過1 200萬元。而該滑坡體兩側(cè)地質(zhì)環(huán)境條件在本區(qū)域十分典型，所以對(duì)該滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及防治措施的研究顯得尤為重要。此研究不僅能更好地為該滑坡防治提供參考和建議，防范災(zāi)害的發(fā)生，盡量減輕災(zāi)害損失，又能對(duì)該區(qū)域發(fā)生的其他地質(zhì)災(zāi)害的治理提供借鑒。

圖1 項(xiàng)目區(qū)全景圖

2 項(xiàng)目區(qū)地質(zhì)背景

2.1 地層巖性

根據(jù)項(xiàng)目區(qū)的巖土結(jié)構(gòu)特征、物理力學(xué)性質(zhì)及形成時(shí)代將項(xiàng)目區(qū)劃分為兩個(gè)巖組。

2.1.1 第四紀(jì)松散巖組

(1)全新世坡積層(Q4dl)：表層為植被層，灰褐-黃褐色，成分為砂質(zhì)黏土，含大量的植物根系及腐爛的植物莖葉，結(jié)構(gòu)較疏松。局部有山體崩塌形成的重力堆積大塊石，層厚度0.3～0.5 m，局部可達(dá)2～4 m。

(2)上更新世坡殘積層(Q3dl-el)：灰黃色，巖性為碎(塊)石土，成分有風(fēng)化砂礫質(zhì)黏土，強(qiáng)風(fēng)化花崗巖碎石及少量塊石組成，結(jié)構(gòu)緊密。據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)，該層位含水量w為24.7%，飽和重度δsat為19.28 kN/m3，黏聚力c為18.89 kN/m3，內(nèi)摩擦角φ為16.08°，土石比為1∶4～1∶6，滲透系數(shù)K為1.903×10-3～8.283×10-4cm/s，具中等透水性。層厚為0.5～12.5 m，項(xiàng)目區(qū)廣泛分布。

2.1.2 塊狀巖組

主要為中生代燕山晚期鉀長花崗巖(K1ξγ)，全項(xiàng)目區(qū)分布，是基底主要巖石。依據(jù)巖石風(fēng)化程度和巖體結(jié)構(gòu)、強(qiáng)度，可分為3個(gè)帶(層)。

(1)鉀長花崗巖全風(fēng)化帶：灰黃-灰白色雜灰褐色斑點(diǎn)，風(fēng)化強(qiáng)烈，節(jié)理裂隙發(fā)育；滲透系數(shù)K為5.363×10-4～1.683×10-6cm/s，具中等-弱透水性；層厚0.5～11.2 m。據(jù)測試，含水量w為27.6%，飽和重度δsat為18.88 kN/m3，黏聚力c為16.65 kN/m3,內(nèi)摩擦角φ為18.47°。

(2)鉀長花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶：是裸露區(qū)的主要地層，在項(xiàng)目區(qū)內(nèi)大部分為殘坡積碎石土和全風(fēng)化層覆蓋，僅在局部和沖溝內(nèi)有少量露頭；巖層K為1.28×10-5～6.27×10-7m/s，弱微透水層；厚度1.8～7.5 m。

(3)鉀長花崗巖中風(fēng)化帶：青灰-肉紅色，致密堅(jiān)硬，錘擊聲脆，震手，較難擊碎，顯晶中細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分主要為鉀長石、斜長石、石英等；少見節(jié)理裂隙面，僅鉆孔內(nèi)揭露，揭露厚度1.5～24.1 m。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造

九華山區(qū)屬華南地層大區(qū)揚(yáng)子地層區(qū)，外圍分布一套古生代濱海相或淺海相沉積的石灰?guī)r、頁巖、泥巖及粉砂巖，組成低丘和谷地。組成山地的主要為中生代燕山期的巖漿巖。

3 滑坡體概況

3.1 滑坡形態(tài)及邊界范圍

根據(jù)研究，池州市九華山三道橋滑坡總長度約300 m，寬度為150 m。呈北東、南西走向，坡向北西300°，坡度大部分在30°～38°之間，地貌屬中山。現(xiàn)將滑坡整體分成以下4個(gè)區(qū)域，這4個(gè)區(qū)域彼此獨(dú)立。

1號(hào)滑坡：位于項(xiàng)目區(qū)北端，縱向長80 m、橫向?qū)?0 m，滑體平均厚度3.5 m；前緣寬后緣窄呈長舌狀；坡面順山勢向北西298°方向傾斜，地形坡度36°，右側(cè)為深谷，左側(cè)為沖溝，后緣與強(qiáng)風(fēng)化巖陡坎連接，前緣有約3 m的坡殘積物組成的臨空面。2號(hào)滑坡：位于項(xiàng)目區(qū)中部偏北，縱向長80 m，橫向?qū)?0 m，滑體平均厚度6.5 m；長寬接近，外觀呈寬舌狀；坡面順山勢向北西293°方向傾斜，地形坡度32°，局部60°；南北兩側(cè)均被沖溝切斷形成陡坎，后緣基巖裸露，地形中部微凹，前緣被新近滑移松散層堆積，形成一近5 m高的殘坡積陡坎，整體坡面起伏較大。3號(hào)滑坡：位于項(xiàng)目區(qū)中部偏南，縱向約65 m，橫向約105 m，滑體平均厚度4.0 m；偏北部約45 m×40 m地塊已形成滑坡，外觀總體呈不規(guī)則狀；坡面順山勢總體向北西308°方向傾斜，地形坡度36°，北側(cè)被2號(hào)沖溝切斷，南側(cè)與4號(hào)滑坡連接帶山體轉(zhuǎn)折，坡面除中部微凹，整體較平坦，中部已發(fā)生滑坡，產(chǎn)生了塌空區(qū)，形成了一個(gè)環(huán)形陡坎，滑床為花崗巖強(qiáng)風(fēng)化帶，滑面平整。4號(hào)滑坡：位于項(xiàng)目區(qū)南部，縱向長32 m，橫向約54 m，滑體平均厚度3.6 m；形態(tài)扁平，呈半圓狀；坡面順山勢總體向北面316°方向傾斜，地形坡度24°；北面為山體轉(zhuǎn)折處，南為山溪沖刷的陡坎。其中，1號(hào)滑坡方量約1.12×104m3，2號(hào)滑坡方量約3.64×104m3，3號(hào)滑坡方量約2.73×104m3，4號(hào)滑坡方量約0.67×104m3。

3.2 滑坡體結(jié)構(gòu)分析

根據(jù)綜合地質(zhì)測繪及研究資料，將項(xiàng)目區(qū)組成滑坡體的地層巖性闡述如下：

(1)第四紀(jì)坡殘積層：分布于研區(qū)表層大部地段，厚度一般在2～5 m，最厚處8.1 m。層面標(biāo)高468～520 m，層底標(biāo)高差異很大。組成物為坡殘積含塊石、碎石土，成分為花崗巖風(fēng)化形成的砂礫質(zhì)土，夾風(fēng)化殘余的碎石，碎石直徑大小不等，以0.2～10.0 cm之間居多，并夾雜有少量直徑大于20 cm的花崗巖塊石，表層較疏松，下部密實(shí)度較好，與下部全風(fēng)化巖結(jié)合緊密，是組成滑坡體的物質(zhì)。

(2)鉀長花崗巖全風(fēng)化帶：隱伏在坡殘積碎石土以下，除部分切割較深的沖溝邊側(cè)有少量露頭外，少有出露。巖石風(fēng)化程度不均勻，往上部有堅(jiān)硬巖塊，而到底部變?yōu)樯暗[狀物。但該層底部往往有一飽和帶，強(qiáng)度較低。該層與上覆殘坡積層是滑坡體的主要物質(zhì)成分。

綜上所述，第四紀(jì)松散堆積物和鉀長花崗巖風(fēng)化帶的結(jié)合體組成了項(xiàng)目區(qū)的滑坡體。

4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

4.1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)前文及對(duì)野外研究成果資料的分析，認(rèn)為滑坡項(xiàng)目區(qū)內(nèi)出現(xiàn)了多處變形，根據(jù)研究期間的監(jiān)測成果，滑坡體在目前的天然狀況下是處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在未來的強(qiáng)降雨或連續(xù)降雨的作用下，滑坡體會(huì)加劇變形從而產(chǎn)生變形破壞，對(duì)坡體下方道路、電力、水利、市政、農(nóng)業(yè)及人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的威脅和危害。

4.2 工程地質(zhì)分析評(píng)價(jià)

通過對(duì)4個(gè)區(qū)域滑坡體調(diào)查測量的節(jié)理裂隙和自然邊坡進(jìn)行工程地質(zhì)分析，分析方法采用赤平極射投影法。一區(qū)三組裂隙發(fā)育300°∠46°，277°∠54°，50°∠72°，自然邊坡298°∠36°。通過赤平極射投影進(jìn)行分析，邊坡可能沿平面A組裂隙產(chǎn)生滑動(dòng)，整體節(jié)理裂隙組合交線與邊坡呈斜交關(guān)系，整體邊坡基本穩(wěn)定。三區(qū)三組裂隙發(fā)育305°∠35°，250°∠58°，76°∠59°，自然邊坡308°∠36°。通過赤平極射投影進(jìn)行分析，邊坡可能沿平面A組裂隙產(chǎn)生滑動(dòng)，整體節(jié)理裂隙組合交線與邊坡呈斜交關(guān)系，整體邊坡基本穩(wěn)定。

5 滑坡治理措施建議

根據(jù)調(diào)查資料，結(jié)合滑坡(滑塌)形成機(jī)制和破壞模式，對(duì)該滑坡治理提出以下防治建議：該滑坡為推移式滑坡，如只在滑坡前緣治理將無法支擋，宜先對(duì)滑坡體后緣潛在滑坡體削方減荷，將被削的后緣滑坡體及潛在滑坡體用來填筑沖溝，同時(shí)在上部修筑截排水溝。但由于坡殘積層及風(fēng)化層厚，臨空方向坡角陡，極易產(chǎn)生次級(jí)潛在滑體的滑坡，因此在對(duì)后緣進(jìn)行削方減荷時(shí)應(yīng)防止產(chǎn)生新的滑坡，采用分級(jí)進(jìn)行支擋措施治理該滑坡，設(shè)置抗滑樁、格構(gòu)錨桿、坡底擋土墻工程，減小滑坡的剩余下滑力。

具體布置，建議如下：1號(hào)滑坡：清坡+格構(gòu)錨桿+坡底擋土墻+地表排水；2號(hào)滑坡：清坡+抗滑樁+板墻+坡頂截水溝+地表排水；3號(hào)滑坡：格構(gòu)錨桿+坡底擋土墻+地表排水；4號(hào)滑坡：清坡+格構(gòu)錨桿+地表排水。