某滑坡群成因機(jī)制分析及防治方案

周旗俊

（湖南省勘查設(shè)計(jì)研究院，湖南 長沙 410000）

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

滑坡區(qū)一帶為侵蝕剝蝕低山地貌，地形起伏較大，植被發(fā)育。海拔標(biāo)高一般為696m~883m，相對(duì)高差約187m。地勢總體是西南與北東兩側(cè)山體高，西北與東南一帶低。H1、H2滑坡體及其周邊地形為一向北西傾斜的單面斜坡。H3滑坡體及周邊地形為一向南東傾斜的單向斜坡。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)內(nèi)出露的由新到老的地層主要為第四系及志留系中統(tǒng)羅惹坪群，詳述如下：

（1）第四系（Qel+dl）：含碎石粉質(zhì)黏土，黃褐色、灰褐色，硬塑狀，不均勻含5%~30%的碎石，粒徑20mm~50mm的碎石顆粒質(zhì)量占總質(zhì)量5%~20%，粒徑50mm~100mm占3%~5%，顆粒級(jí)配差，呈棱角狀，顆粒分選性差，顆粒成分為頁巖，呈強(qiáng)風(fēng)化狀，顆粒之間充填角礫和黏性土。

（2）志留系中統(tǒng)羅惹坪群（S2lr）全~中風(fēng)化砂質(zhì)頁巖：褐灰、灰色，砂巖、砂質(zhì)頁巖，薄層狀?yuàn)A有中厚層狀，泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙較發(fā)育，節(jié)理裂隙面上有褐色鐵錳質(zhì)浸染，巖體較破碎，碎裂狀結(jié)構(gòu)。

1.3 人類工程活動(dòng)

人類工程活動(dòng)自坡頂至坡腳，強(qiáng)度增大。坡中上部到坡頂為天然灌木林地，坡中下部階梯狀村落，坡腳局部切坡開挖建成道路，人類工程活動(dòng)改變了原始坡形態(tài)，大大增強(qiáng)了土體的降水入滲能力，坡腳切坡開挖破壞了原始邊坡的連續(xù)性，造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。

2 滑坡群基本特征及危害對(duì)象

2.1 滑坡邊界、形態(tài)特征

H1滑坡主滑方向?yàn)?30°，H2滑坡主滑方向?yàn)?80°，H3滑坡區(qū)地勢整體東北高西南低，主滑方向?yàn)?20°?；驴v向剖面形態(tài)為前緣陡、中部緩、后緣陡。均屬小型淺層推移式土質(zhì)滑坡。

滑坡邊界：滑坡周界以巖土體是否產(chǎn)生變形破壞界定，其沿滑坡體周邊分布。H1滑坡剪出口前緣陡坎為界，左緣以沖溝為界，右緣以山脊分水嶺為界，后緣以裂縫變形消失處及微地貌為界。H2滑坡剪出口前緣陡坎為界，左緣、右緣基本以山體棱角轉(zhuǎn)折線為界，后緣以裂縫變形消失處及陡坎為界。H3滑坡后緣以陡坎及裂縫變形消失處為界，左緣、右緣基本以山體棱角轉(zhuǎn)折線為界。

2.2 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

H1、H2、H3滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征：在鉆探、淺井和槽探確定滑坡體在自上向下分布的地層為：滑體土（含碎石粉質(zhì)黏土）、滑帶土、滑床主要為志留系中統(tǒng)羅惹坪群（S2lr）全~中風(fēng)化砂質(zhì)頁巖，巖層產(chǎn)狀與主滑方向?yàn)榉聪虻年P(guān)系。

圖1 滑帶土

2.3 滑坡變形歷史及特征

對(duì)研究區(qū)進(jìn)行地質(zhì)勘察發(fā)現(xiàn)，可依照H1、H2、H3三種滑坡體的地質(zhì)條件、變形特征、地形地貌等進(jìn)行判斷，滑坡形成的主要原因是人工活動(dòng)誘發(fā)和大氣降水共同作用。受暴雨影響，各個(gè)斜坡發(fā)生明顯變形，造成多棟房屋及地坪開裂變形，墻體裂縫多為穿墻裂縫。

圖2 裂縫照片

2.4 危害對(duì)象

滑坡群威脅人數(shù)30戶，117人，潛在經(jīng)濟(jì)損失1050萬元，按《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219—2006）滑坡防治工程分級(jí)表，確定H1、H2、H3滑坡防治工程等級(jí)為Ⅲ級(jí)。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡形成機(jī)制分析

內(nèi)因和外因共同構(gòu)成了滑坡體，同時(shí)這兩個(gè)方面存在一定的聯(lián)系，其中地質(zhì)構(gòu)造因素、地貌因素、巖性因素為形成滑坡體的內(nèi)因，人類的工程活動(dòng)和自然環(huán)境因素為滑坡形成的外因。

（1）地形地貌。出現(xiàn)滑坡群的周圍地形地貌通常是侵蝕剝蝕低山地貌，起伏較大，整體地形坡度較陡，前緣建房切坡，忽略了支護(hù)的作用，因易出現(xiàn)滑坡區(qū)域多為山坡凹形區(qū)域，地下水、地表水會(huì)長期集聚在一起，導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡體。

（2）巖性?；麦w上覆土層為第四系殘坡積含碎石粉質(zhì)黏土，結(jié)構(gòu)松散，透水性強(qiáng)，易于雨水入滲。地下水主要沿基巖面向下流動(dòng)，在地下水作用下，易使滑坡體飽和，滑體重度增加，易在土巖接觸面上形成的軟弱滑帶，為滑坡形成奠定了基礎(chǔ)，進(jìn)而引發(fā)災(zāi)害。

（3）降雨。大范圍集中降雨會(huì)誘發(fā)坡體變形。持續(xù)的降雨過程導(dǎo)致巖土體的自重增加，當(dāng)孔隙水的壓力增加到無法承受的極限時(shí)，基巖就會(huì)發(fā)生滑動(dòng)，當(dāng)滑坡體受到地下水滲透影響，巖土層被軟化，抗剪強(qiáng)度變?nèi)酰瑤r土體失穩(wěn)，最終導(dǎo)致滑坡形成。

（4）人類工程活動(dòng)。不合理的人類活動(dòng)是形成滑坡的外在因素。坡腳切坡開挖建成道路，人類工程活動(dòng)改變了原始坡形態(tài)，造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。另外坡體上大量修建房屋，增加了滑坡體的荷載，同時(shí)坡體居民生活用水的無序排放，也加劇了滑坡的變形。綜上所述，地形地貌、巖性、降雨和人類工程活動(dòng)是形成該滑坡主要因素。其中造成滑坡滑動(dòng)的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動(dòng)。

3.2 滑坡穩(wěn)定性影響因素

根據(jù)踏勘及現(xiàn)場勘探分析，地形地貌、巖土性質(zhì)、水文地質(zhì)條件和人類工程活動(dòng)是影響該滑坡穩(wěn)定性的因素，其中造成滑坡滑動(dòng)的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動(dòng)。在暴雨條件下，地表水容易下滲，致使土體飽和，自重加大，潛在滑動(dòng)面處的土體抗剪強(qiáng)度降低，有利于潛在滑動(dòng)面的進(jìn)一步發(fā)展及貫通，最終導(dǎo)致滑坡失穩(wěn)。

3.3 破壞模式分析

結(jié)合H1、H2、H3滑坡的發(fā)展過程和現(xiàn)場調(diào)查資料，主要是由于人類工程活動(dòng)及降雨造成，滑坡變形主要從中后緣開始，且剪切面為軟弱結(jié)構(gòu)面控制，因此判斷該滑坡群屬于小型推移式滑坡。

4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

4.1 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

此次研究中，主要針對(duì)H1、H2、H3這三種滑坡形式的穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確計(jì)算，滑坡體的抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C、φ值可通過反演試驗(yàn)、實(shí)驗(yàn)室內(nèi)的評(píng)價(jià)結(jié)果綜合評(píng)定后得出。H1、H2、H3滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果見下表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果表

4.2 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

H1滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡：在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。其沿滑動(dòng)面滑動(dòng)的可能性存在，需采取適當(dāng)工程治理措施。

4.3 變形發(fā)展趨勢分析

H1滑坡目前處于蠕動(dòng)變形階段?；虑熬壢祟惢顒?dòng)改造強(qiáng)烈，切坡建房形成臨空面大大降低了坡腳阻抗，增大了下滑力，滑坡中后部人類活動(dòng)也較強(qiáng)烈，生活飲水亂排亂放，在基覆面附近富水，造成滑體自重增加，滑面抗剪強(qiáng)度降低，如果滑坡地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)后不能及時(shí)進(jìn)行治理，巖土體的變形程度會(huì)進(jìn)一步加劇，滑坡體變形范圍向外部擴(kuò)散，淺層松散的滑體有崩塌的風(fēng)險(xiǎn)，巖土體的整體穩(wěn)定性變?nèi)?，周邊建筑也有變形的風(fēng)險(xiǎn)，會(huì)導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

H2滑坡尚且處于向變形發(fā)展的一個(gè)階段。巖土體的結(jié)構(gòu)松散，具有良好的透水性，因未安裝排水設(shè)施，遇到降雨天氣，雨水逐漸滲入巖土體，當(dāng)?shù)乇硗翆雍窟_(dá)到極限時(shí)，滑面自重增加，巖土體失穩(wěn)。另外后緣切坡建房形成3m~6m的陡坡，且未進(jìn)行任何形式的支護(hù)，人為地加快了滑坡的變形，從而引發(fā)更大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

H3滑坡目前處于蠕動(dòng)變形階段?；麦w結(jié)構(gòu)松散，透水性較好，加上地表缺乏必要的排水設(shè)施，降雨期間，隨著地表水不斷入滲，表層滑體土飽和，自重加大，下滑力增加，從而導(dǎo)致滑坡體穩(wěn)定性降低，居民房屋變形進(jìn)一步加劇，從而引發(fā)更大地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。

綜上所述，三處滑坡在暴雨工況下穩(wěn)定性均較差，潛在危險(xiǎn)性大，治理非常必要。

5 防治方案建議

5.1 搬遷避讓方案

本方案為在不對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效治理恢復(fù)的前提下，為確?；掠绊懛秶鷥?nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全而采用的被動(dòng)避讓方案。即對(duì)30戶117人村民進(jìn)行整體搬遷，另選安全地段重建安置。搬遷避讓主要工作內(nèi)容如下：①安置點(diǎn)選擇；②宅基地劃撥；③現(xiàn)有建筑物拆除、清運(yùn)；④房屋重建；⑤安置點(diǎn)生產(chǎn)、生活設(shè)施。

按綜合單價(jià)1600元/m2的建筑成本估算，搬遷避讓需資金720萬元。該村地處侵蝕剝蝕低山地貌，山地多平地少，搬遷用地選址較難實(shí)現(xiàn)，且搬遷時(shí)仍需切坡建房，不可避免造成人工邊坡，切坡建房造成的邊坡仍然需要治理。據(jù)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查，災(zāi)害點(diǎn)距離某國家森林公園最近距離約1.5km，大部分村民的經(jīng)濟(jì)收入主要靠旅游業(yè)支持，多數(shù)村民對(duì)搬遷抵觸。綜上所述，搬遷避讓方案難度較大，因此不建議采用此方案。

5.2 治理方案

滑坡群為小型淺層推移式土質(zhì)滑坡，主要由3個(gè)滑坡H1、H2、H3組成，根據(jù)滑坡變形跡象及變形特征，建議防治方案如下：

（1）推薦對(duì)H1滑坡防治設(shè)計(jì)：滑坡前緣布置一排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對(duì)裂縫回填壓實(shí)。

（2）推薦對(duì)H2滑坡防治設(shè)計(jì)：滑坡前緣布置一排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對(duì)裂縫回填壓實(shí)。后緣較陡部位（張業(yè)龍屋后）設(shè)置錨桿格構(gòu)，并對(duì)邊坡坡面進(jìn)行修坡植草，張功福房屋后設(shè)置擋土墻。

（3）推薦對(duì)H3滑坡防治設(shè)計(jì)：滑坡前緣布置兩排抗滑樁，坡頂修建截水溝+對(duì)裂縫回填壓實(shí)?；虑熬壖爸胁慷缚膊课辉O(shè)置擋土墻。

6 結(jié)語

（1）通過地形數(shù)字化測量成圖，工程地質(zhì)測繪，工程鉆探、井探、槽探，原位測試，室內(nèi)試驗(yàn)等綜合手段，查明了滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件、規(guī)模、地貌形態(tài)、氣象水文、地震效應(yīng)、構(gòu)造及新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，在此基礎(chǔ)上，進(jìn)行了滑坡、崩塌成因機(jī)制分析、預(yù)測及穩(wěn)定性計(jì)算評(píng)價(jià)。

（2）計(jì)算表明：H1滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡：在自重工況下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡：在自重工況下，滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。沿滑動(dòng)面滑動(dòng)的可能性存在，需采取適當(dāng)工程治理措施。

（3）根據(jù)滑坡群威脅對(duì)象情況和穩(wěn)定性分析，為確?；氯河绊懛秶鷥?nèi)居民生命財(cái)產(chǎn)安全采取科學(xué)的防治方案。