潘琦,祝兵,陳微,周倩,劉韌

湖南省核工業(yè)地質局三○六大隊，衡陽 421008)

滑坡是常見的地質災害類型，目前國內外學者針對不同滑坡的成因機制、穩(wěn)定性評價以及防治措施等進行了大量研究[1-15]。

衡東縣蓬源鎮(zhèn)云集村 22 組西側斜坡，于2019年7月8日發(fā)生明顯滑動，滑坡導致斜坡后緣出現多條貫通性裂縫，滑坡前緣右側擋土墻損毀，前緣中部擋土墻前移擠壓房屋導致房屋開裂，損毀坡腳擋土墻70 m，直接經濟損失10萬元，滑坡威脅12戶47人、房屋66間，潛在經濟損失380萬元。山體連續(xù)滑坡給當地村民們的生命財產安全生活帶來了極大的威脅。本文利用極限平衡方法對云集村滑坡，分2種工況進行了穩(wěn)定性研究，最后結合相關理論提出滑坡防治措施。

1 地形與地質條件

滑坡位于衡東縣蓬源鎮(zhèn)云集村，屬侵蝕、剝蝕丘陵地貌，滑坡所在山體大致呈階梯狀，西高東低，滑坡位于山體東側，山體最高點海拔141.50 m，最低點海拔103.06 m，相對高差38.44 m。植被較發(fā)育，以杉樹、竹林為主夾少量灌木，坡體、坡腳多為第四系殘坡積層覆蓋，坡體左側坡腳開挖陡坎處見全風化頁巖出露?；聟^(qū)地勢由西向東逐步下降，一般坡度為25°～35°，局部形成陡坎，坡頂及坡腳地勢相對平坦?；聟^(qū)主要出露地層為第四系全新統(Q4)紫紅色粘土、二疊系下統棲霞組(P1q)紫紅-灰白色頁巖及石炭系下統大塘階梓門橋段(C1d3)青灰色灰?guī)r等。

場區(qū)內地質構造條件簡單，勘察場地及周邊無活動性斷裂通過，地質構造相對穩(wěn)定。根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》(GB18306-2015)可知，本區(qū)地震動峰值加速度為a=0.05 g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，相應于《中國地震烈度區(qū)劃圖(1990年版)》(1∶400萬)地震基本烈度為Ⅵ度。據《湖南省地殼穩(wěn)定性分區(qū)圖》，衡東縣位于湘東南較穩(wěn)定-穩(wěn)定區(qū)。

滑坡區(qū)及其附近地下水類型為松散巖類孔隙水、基巖裂隙水和巖溶裂隙水3種。據訪問組勘察到該地段建筑周邊地下水為天然無化學污染源，按《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021-2001)(2009版)的規(guī)定有關周邊地質調查資料作為評價質量指標，結合實際科學試驗研究成果、區(qū)位調查資料及當地治理實踐經驗，該項施工目的周邊地下水污染可以對鋼筋砼結構建筑主體結構及其他鋼筋混凝土結構中的硬質鋼筋基體產生輕微化學腐蝕。

滑坡區(qū)人類工程活動主要為削坡建房。對于原有的山坡腳體進行土石方開挖,人為造成了陡峭的山坡面,破壞了山體本身原有的平整性和穩(wěn)定。在暴雨等因素的影響下容易失穩(wěn)發(fā)生地質災害?；聟^(qū)人類工程活動較強烈，特別是削坡建房活動對滑坡的影響較大。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡地貌形態(tài)及邊界特征

滑坡所在山體大致呈南北走向，覆蓋層厚度較厚，多為殘坡積層，其下主要為全風化頁巖，斜坡左側坡腳開挖處見全風化頁巖出露，未見灰?guī)r出露?；麦w植被較發(fā)育，主要為杉樹、竹林夾少量灌木。該滑坡由2個主滑坡體(H1、H2)及2個副滑坡體(H3、H4)組成(見圖1)。

Q4el+del.第四系殘坡積層;Q4del.第四系滑坡堆積體；H2.滑坡體編號;1.孔號滑坡周界；3.推測周界；4.裂縫及編號；5.剖面線及編號；6.取土、取水標貫鉆孔；7.取土標貫鉆孔圖1 滑坡區(qū)工程地質平面圖(比例尺1∶500)

H1：位于斜坡東北部，滑坡平面形態(tài)上呈圈椅狀。前緣高程103.13 m，后緣高程122.00 m，最大相對高差約18.87 m左右，坡度25°～35°，滑坡隱患體寬約60 m，縱長約40 m，滑體平均厚度約6.0 m,滑坡體體積約1.44×104m3，滑坡主滑方向71°?；瑒用嫖挥谌L化頁巖內，滑坡屬于小型淺層牽引式土質滑坡?；伦缶壱曰滦纬傻牧芽p為主，右緣位于H2滑坡體內部，受H2滑坡影響邊界不可見，后緣以滑坡壁及拉裂縫確定，前緣剪出口以前緣坡腳陡坎確定，總體情況來看，整個滑坡的周界比較明顯，滑坡前緣建筑物主要為居民點。目前坡體穩(wěn)定性差，暴雨時極有可能再次形成滑坡。

H2：位于斜坡西南部，滑坡平面形態(tài)上呈圈椅狀。前緣高程103.06 m，后緣高程119.00 m，最大相對高差約15.94 m左右，坡度25°～35°，滑坡隱患體寬約48.0 m，縱長約35.0 m，滑體平均厚度約6.0 m,總體積約1.008×104m3，主滑方向71°?；瑒用嫖挥谌L化頁巖內，滑坡屬于小型淺層牽引式土質滑坡?；伦蟆⒂揖壱曰聲r所形成的裂縫確定為主，后緣以滑坡壁及其他拉裂縫確定,前緣剪出口以前緣坡腳的陡坎確定，總體情況來看，整個過程中滑坡周界較為明顯，滑坡前緣建筑物主要為居民點。目前坡體穩(wěn)定性差,暴雨時極有可能再次形成滑坡。

H3：位于斜坡前緣左側，滑坡平面形態(tài)上呈圈椅狀?；麦w面積及體積較少，滑坡隱患體寬約10.0 m，縱長約9.0 m，滑體平均厚度約2.0 m，總體積約180 m3，主滑方向71°。主要受H1滑坡影響產生的小滑坡?；瑒用嫖挥谌L化頁巖內，滑坡屬于小型淺層牽引式土質滑坡?；碌闹芙缫韵麓烀嫘纬闪芽p及滑坡下挫面確定，前緣剪出口以前緣和坡腳的陡坎確定，整個滑坡的周界比較明顯，滑坡前緣建筑物主要為居民點。

H4：位于斜坡前緣，滑坡平面形態(tài)上呈圈椅狀?；麦w面積及體積較少，滑坡隱患體寬約25.0 m，縱長約8.0 m，滑體平均厚度約3.0 m，總體積約600 m3，主滑方向71°。主要受H1滑坡影響產生的二次滑坡?；瑒用嫖挥谌L化頁巖內，滑坡屬于小型淺層牽引式土質滑坡?；碌闹芙缫韵麓烀嫘纬闪芽p及滑坡下挫面確定，前緣剪出口以前緣和坡腳的陡坎確定，整個滑坡的周界比較明顯，滑坡前緣建筑物主要為居民點。

2.2 滑坡物質組成及結構特征

(1) 滑體

②全風化頁巖(P1q)：黃褐-紅棕色，可塑-硬塑，稍濕-濕，主要由頁巖風化而成，局部可見未風化完全的頁巖殘塊。無任何搖震化學反應，土芯外觀及表面光滑，干硬粘土強度高，韌性好，層厚4.30～6.00 m。

(2) 滑帶

(3) 滑床

滑床總體呈圓弧狀，由厚層土坡在剪應力作用下沿最大剪力帶發(fā)生剪切破壞變形而成，滑床坡角一般20°～35°?；步衣吨饕貙訛槿L化頁巖(P1q)：黃褐-紅棕色，可塑-硬塑，稍濕-濕，主要由頁巖風化而成，局部可見未風化完全的頁巖殘塊。無搖震反應，土芯外表面光滑，干硬強度大，韌性好。該層所有鉆孔皆有揭露，厚度4.3～6.0 m。

2.3 滑坡變形特征

2019年7月8日受持續(xù)強降雨影響，坡體發(fā)生初次變形。根據現場調查，結合貫穿性裂縫分析滑坡體分為4個部分：H1、H2、H3、H4，其主要變形特征如下：

H1：滑坡體目前仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從滑坡發(fā)育的時代來講，該滑坡屬于新滑坡，滑坡的近期變形仍處于蠕動變形階段。主要變形特征是:滑坡后緣出現發(fā)育性的拉張和裂縫，縫寬5～ 30 cm，且仍在發(fā)展變化中；坡體下錯為多級臺階，相對高差0.1～0.5 m。滑坡前緣擋土墻前移擠壓房屋，位于滑坡體前緣的房屋受滑坡影響，墻壁開裂變形明顯(見圖2、圖3)。

圖2 H1滑坡體后緣下挫面

圖3 H1滑坡體前緣屋墻開裂

H2：滑坡體目前仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，從滑坡發(fā)育的時代來講，該滑坡屬于新滑坡，滑坡的近期變形仍處于蠕動變形階段。近期變形特征為：滑坡后緣發(fā)育拉張裂縫，縫寬5～20 cm，且仍在發(fā)展變化中；坡體下錯形成多級臺階，相對高差0.5～2.3 m?；虑熬墦跬翂p毀(圖4、圖5)。

圖4 滑坡體后緣下挫面

圖5 滑坡體后緣H1、H2交叉裂縫

H3：滑坡體規(guī)模小，目前已趨于穩(wěn)定狀態(tài)，其變形特征為：滑坡后緣發(fā)育拉張裂縫，縫寬3～10 cm；坡體后緣下挫形成錯臺，相對高差0.5～1.2 m(圖6)。

圖6 H3滑坡體后緣下挫面

H4：滑坡體緊靠房屋，規(guī)模小，目前已趨于穩(wěn)定狀態(tài)，其變形特征為：滑坡后緣發(fā)育拉張裂縫，縫寬2～5 cm；坡體后緣下挫形成錯臺，相對高差0.1～0.3 m(圖7)。

圖7 H4滑坡體后緣下挫面

3 滑坡成因機制分析

3.1 地形地貌因素

研究區(qū)為丘陵剝蝕侵蝕地貌，滑坡體最高點海拔141.50 m，最低點海拔103.06 m，高差達38.44 m。地形一般坡度為25°～35°，地形坡向垂直于人工切坡斷面，并形成了陡坡，對山坡面上的巖土體穩(wěn)定不利。

3.2 巖土性因素

根據現場建設工程中的地質調查測繪與勘察成果數據資料，研究區(qū)內第四系殘坡積層及全風化頁巖厚度大，由于地表水不斷滲入，地表松散巖土體長時間接受降雨滲透，遇水后易軟化分散，軟的巖土體在地下水作用下，抗剪強度降低，形成軟弱結構面，且全風化頁巖主要由粘土構成，該層吸水會膨脹，利于斜坡上的土體沿最大剪力帶發(fā)生剪切變形形成滑坡。

3.3 降雨因素

衡東縣蓬源鎮(zhèn)屬亞熱帶濕潤季風氣候，雨量充沛，從2019年7月以來連續(xù)降雨，大氣降水和地表水沿斜坡滲透地下，雨水的連續(xù)入侵大大增加了地下斜坡體的自重和坡體下滑運動能力，坡體的平滑穩(wěn)定性也隨之變差。大量的強降水富集構成了水力貫通面，一旦貫通面形成，地下水富集會直接導致水力貫通面附近的基層土壤土質發(fā)生過度軟化、飽和，致抗剪強度降低，容易造成坡體失穩(wěn)下滑。由于整個滑坡體前緣建筑的連續(xù)施工以及建房的連續(xù)開挖，坡體的穩(wěn)定性受到影響，且后緣發(fā)育拉張裂縫，因此大氣降雨更容易匯聚、入滲，整個滑體易沿軟弱層產生滑移。因此降雨是誘發(fā)滑坡的主要因素。

3.4 人類活動因素

據我們的調查走訪及現場實地勘察，區(qū)內人類工程活動較強烈，主要如開挖坡體建房，原始地貌被改變，人工切坡造成滑坡形成了臨空面，為滑坡的變形提供了勢能條件；斜坡后緣人工修建一條排水溝，排水溝無襯砌，為滑坡雨水下滲提供了地勢條件，最終加速了滑坡的變形。

4 滑坡的穩(wěn)定性分析評價

4.1 計算剖面

本次滑坡勘查選擇有代表性的1-1′、3-3′ 剖面為計算剖面，各剖面的布置情況詳見平面圖(圖1、圖8)。

Q.第四系；dl+el.殘坡積；C1d3.石炭系下統；P1q.二迭系下統;1.頁巖；2.黏土；3.灰?guī)r；4.中風化；5.強風化；6.全風化；7.滑面及滑動方向；8.裂縫；9.地層分界線；10.全-強風化分界線圖8 1-1′工程地質剖面圖(比例尺1∶250)

4.2 計算工況

滑坡穩(wěn)定性計算及滑坡推力計算，其目的是為滑坡在不同工況條件下的穩(wěn)定性評價及滑坡防治提供設計依據。計算荷載考慮滑體自重、地表荷載、暴雨、動荷載、地震等因素。按《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》(DZ/T0219-2006)，滑坡治理根據其危害對象程度及潛在經濟損失，滑坡穩(wěn)定性計算工況、荷載組合及抗滑穩(wěn)定安全系數見表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性計算工況、荷載組合

4.3 計算方法

根據施工場地的土體結構特點，工程的地質、水文等地理條件，結合了類似施工場地的實踐經驗以及其對于邊坡過程中可能造成的失穩(wěn)模式，其坡體發(fā)生滑動破壞的模式呈圓弧狀，故本工程邊坡按極限平衡法中瑞典圓弧法進行邊坡穩(wěn)定性計算。計算模型見下圖9所示。

圖9 瑞典圓弧法計算簡圖

邊坡穩(wěn)定性系數按下式計算：

Ks=∑Ri∕∑Ti

Ni=(Gi+Gbi)cosθi+Pwisin(αi-θi)

Ti=(Gi+Gbi) sinθi+Pwicos(αi-θi)

Ri=Nitgφi+cili

式中,Ks為邊坡穩(wěn)定性系數；ci為第i計算條塊滑動面上巖土體的粘結強度標準值(kPa)；φi為第i計算條塊滑動面上巖土體的內摩擦角標準值(°)；li為第i計算條塊滑動面長度(m)；θi，αi為第i計算條塊底面傾角和地下水位面傾角(°)；Gi為第i計算條塊單位寬度巖土體自重(kN/m)；Gbi為第i計算條塊滑體地表建筑物的單位寬度自重(kN/m)；Pwi為第i計算條塊單位寬度的動水壓力(kN/m)；Ni為第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力(kN/ m);Ti為第i計算條塊滑體在滑動面切線上的反力(kN/m)；Ri為第i計算條塊滑動面上的抗滑力(kN/m)。

4.4 計算結果及評價

滑坡各剖面穩(wěn)定系數見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計算結果表

通過瑞典圓弧法分別計算滑坡1-1′、3-3′剖面的穩(wěn)定系數，可以得出如下結論：剖面1-1′在工況1(天然)條件下，為欠穩(wěn)定狀態(tài)；在特殊工況2(自重+暴雨)條件下，為不穩(wěn)定的狀態(tài)；剖面2-2′在工況1(天然)條件下，為基本穩(wěn)定的狀態(tài)；在工況2(自重+暴雨)條件下，為不穩(wěn)定的狀態(tài)?；麦w在降雨條件下，隨著大量雨水入滲，滑帶的抗剪能力和強度會急劇下降，下滑能力增大，抗滑能力減小，坡體穩(wěn)定性大大降低；滑坡穩(wěn)定性分析計算已進一步驗證了這個情況。因此，該滑坡還有待治理和加固。

5 滑坡防治建議

經過現場勘查，該滑坡已經影響坡腳居民點村民及建筑物的安全?；轮卫淼脑O計思路是：采用截排水工程+削方減載工程+坡腳樁板墻工程+監(jiān)測工程相結合進行防護。

(1) 截排水工程：在滑坡體周界外圍修一條截水溝。

(2) 削方減載工程：對不穩(wěn)定邊坡進行削坡，減小坡頂荷載，放緩坡度，從而提高邊坡的穩(wěn)定性。

(3) 樁板墻工程：在坡體前緣布置樁板墻工程進行支擋。

(4) 長期監(jiān)測。

6 結論

本文以衡東縣蓬源鎮(zhèn)云集村22組滑坡為研究對象，對滑坡所處的地質地貌條件以及滑坡體的基本特征進行研究的基礎上，結合試驗，利用極限平衡方法對云集村滑坡，分2種工況進行了穩(wěn)定性研究，提出滑坡防治措施，主要認識如下：

(1) 云集村22組滑坡位于村西側斜坡，滑坡體寬約 100.0 m，縱長約 40.0 m，平均厚度約 7.0 m，滑坡總體積約 2.8×104m3，主滑方向 71°，為小型淺層牽引式土質滑坡。

(2) 云集村22組滑坡在天然工況下，為欠穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下，為不穩(wěn)定狀態(tài)。因此，對該滑坡需采取相應措施進行綜合防護，避免造成人員財產損失。