某不稳定斜坡地质特征及治理方案研究

冉文明

(贵州省地质矿产勘查开发局103地质大队，贵州 铜仁 554300)

0 引 言

工程区位于贵州省印江县，交通较便利。据调查访问，该不稳定斜坡最初发生变形于2011年，斜坡上部为已建乡村公路，该公路局部出现沉降后于2014年进行整修，变形点位于斜坡中部公路坎下，多户村民房屋出现裂缝。

该不稳定斜坡区为中低山侵蚀剥蚀地貌，发育于斜坡中上部，坡脚海拔约822.69 m，坡顶海拔约890.42 m，高差约67 m，斜坡整体坡度约18°～35°，第四系覆盖层较薄，约0.3～1.3 m，局部陡坎处可见基岩出露，工程区四周均为斜坡地形，斜坡地形较陡，第四系覆盖层较薄，植被发育多为林地。工程区属于亚热带湿润季风气候区，年平均气温为16.8 ℃，年平均降水量1 100 mm，工程区周边未见地表水体发育。

1 不稳定斜坡地质特征及稳定性分析

1.1 斜坡区地质概况

工程区出露地层由新至老为第四系(Q)、志留系中上统韩家店群(S2-3hn)泥岩。第四系(Q)主要黄褐色粉质粘土夹碎石，呈可塑、稍湿状，其中碎石含量约10 %～20 %，粒径0.1～1.5 cm，碎石主要为强风化泥岩。韩家店群(S2-3hn)为灰绿色泥岩，节理裂隙发育，出露岩体风化较强烈，其中强风化岩体为软质岩，岩层产状290°∠28°。发育2组优势裂隙，L1：108°∠68°，长度约为3～5 m，节理缝宽0.5 cm，密度为2～3条/m；L2：182°∠82°，长度约为2～3 m，节理缝宽0.5～1 cm，密度为2～3条/m。

工程区未见断裂构造发育，相应地震烈度为Ⅵ度，区域地壳稳定性较好。工程区地下水类型为基岩裂隙水及松散层孔隙水，基岩裂隙水主要赋存于韩家店群泥岩风化带体中，含水性弱，微新岩体透水性弱，可视为隔水层。

1.2 不稳定斜坡基本特征及成因分析

1.2.1 不稳定斜坡基本特征

该不稳定斜坡位于村民住房和通组公路之间斜坡地带，见图1。整个区域在平面上近似呈“簸箕”形，根据现场调查分析，不稳定斜坡前缘和后缘均为通组公路，右侧边界为自然斜坡沟谷，整个不稳定岩土体宽约158 m，长约121 m，前缘高程约817 m，后缘高程约867 m，相对高差约50 m，平均坡度约15°～25°，覆盖层厚度0.3～3.1 m不等，斜坡上局部可见基岩出露。

图1 不稳定斜坡航拍图Fig.1 Aerial photograph of the unstable slope

经现场调查，该不稳定斜坡体的滑体主要物质由第四系残坡积粉质粘土组成，平均厚度约0.3～3.1 m，夹少量碎石，碎石以强风化泥岩为主，呈棱角状，块径一般0.5～6 cm不等，结构较松散。该不稳定斜坡体为土质不稳定斜坡，主要表现为表层土层发生局部滑塌开裂变形，斜坡体主要沿着岩土界线产生滑动变形，顺着坡向向下滑动，即滑面主要为岩土分界面。该不稳定斜坡的滑床为韩家店群灰绿色薄-中层状泥岩，岩层倾向与坡向相反，斜坡为逆向坡，故基岩稳定性较好。

根据现场调查及监测资料，该不稳定斜坡最初变形发生于2011年，由于持续性强降雨及切坡建房导致不稳定斜坡局部地面开裂变形，于2020年局部变形扩大并局部发生滑塌，但该不稳定斜坡所在村寨整体无明显大幅度变形迹象。目前该不稳定斜坡上共形成9个地面开裂变形区域和2个崩塌区域；其中，裂缝变形区的裂缝长4～35 m，宽0.1～6 cm，裂缝可见深度最大达20 cm，崩塌区均位于公路的下部，方量最大约220 m3。

1.2.2 不稳定斜坡地质灾害成因分析

该不稳定斜坡发生变形破坏是多因素作用的结果，如强降雨、地形地质条件以及人类活动等。工程区大气降雨量较丰富，加上滑坡体主要为第四系粉质粘土，结构较松散，孔隙度大，有利于地表水下渗，大气降雨渗入坡体不仅增加了岩土体自身的重量，水下渗后岩土接触面上富集，对岩土接触面上有浸蚀、软化的作用，降低了岩土体抗剪切力学强度，大大降低斜坡的稳定性。该斜坡坡度较陡，且前缘多处存在切坡建房修路，部分临空面较为高陡，为斜坡发生滑动垮塌提供剪出空间。斜坡区为人类工程活动区，人类活动对地表改造作用较为强烈，斜坡后缘切坡修路、切坡建房较为常见，导致植被减少，坡体裸露，显著增加了地表水的渗流量；此外，建构筑物的修建对斜坡体施加重力荷载也进一步加速斜坡的变形破坏。

1.3 斜坡稳定性分析评价

根据现场调查分析，该斜坡滑动面总体呈近圆弧形型，适用于圆弧滑动计算模型。由于该不稳定斜坡规模较大，根据斜坡特征，选取3个典型坡面进行稳定性计算；稳定计算主要考虑降雨因素、坡体自重，地表荷载(建筑荷载)、地下水产生的水压力等，综合考虑上述荷载的作用，分别计算2种工况下的斜坡的稳定性，即工况1：自重+天然水位；工况2：自重+10年一遇暴雨。

结合工程经验及现场、临近工程点的岩土体试验，确定改斜坡体滑动面天然抗剪强度粘聚力C=22 kPa、内摩擦角φ=14°(工况2抗剪强度折减系数为0.95)，滑体天然重度18.5 kN/m3，工况2容重为19 kN/m3。根据斜坡区钻孔岩芯土工试验结果，滑床强风化泥岩的天然重度25.1 kN/m3，天然单轴抗压强度标准值10.3 MPa，基底摩擦系数取0.35，强风化泥岩水平弹性抗力系数K=180 MN/m3，中风化泥岩K=250 MN/m3。在上述参数的基础上，根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》进行稳定计算，计算结果显示工况1状态下斜坡均处于稳定状态，工况2状态下除了1条剖面处于基本稳定状态外，其余的2条剖面亦均处于稳定状态。

2 不稳定斜坡治理工程方案研究

2.1 治理工程方案建议

按照对地质灾害应“因害设防、突出重点、注重效果”的治理原则和前期滑坡勘察的基础上，建议采用工程手段对不稳定斜坡进行治理，根据以往滑坡地质灾害治理成功案例，该工程考虑如下3个治理方案。

方案1：钢管桩+挡土墙+截排水沟治理工程；

方案2：钢管桩+抗滑桩+挡土墙+截排水沟治理工程；

方案3：对受影响的35户127人进行整体搬迁。

2.2 治理工程方案比选

方案1：该稳定斜坡在2种工况下处于基本稳定—稳定状态，但坡体存在一定的变形裂缝，目前坡体缺乏有效的排水措施；在坡体前缘设置钢管桩和挡土墙，并在坡体设置截排水沟可达到阻止斜坡变形的效果，该方案可行性较高，能有效地提高的坡体的稳定性；但所需的钢管桩数量较多，工程投资较大。

方案2：该治理方案在方案1的基础上增设抗滑桩，进一步提高了防治工程的安全系数，彻底解决该滑坡的稳定性问题，工程治理后的安全系数最高，同时抗滑桩的使用可以大幅较低钢管桩的数量，工程投资较方案1小。

方案3：该方案可以有效避免不稳定斜坡地质灾害对该地居民的威胁，永久性消除灾害体对居民的影响。该方案涉及的工作类别少，工期较短；但移民投资高，并且违背当地村民的意愿，移民搬迁可能会使部分农民远离原来的生产对象，给农业生产带来不便，为确保搬迁后农民生活来源的稳定和生活质量的保证，当地政府和农民都将为此做出大量工作。

综上所述，建议选取方案2作为该不稳定斜坡地质灾害的治理方案，方案可行性高，投资较少。

3 结 语

(1)工程区第四系覆盖层主要为黄褐色粉质粘土夹碎石，下伏基岩为韩家店群泥岩，岩体风化较强烈。

(2)该不稳定斜坡在平面呈“簸箕”形，宽约158 m，长约121 m，前、后缘高差约50 m；滑体主要由第四系残坡积粉质粘土夹碎石组成，平均厚度约0.3～3.1 m，滑面主要为岩土分界面。

(3)该斜坡发生变形破坏是强降雨、地形地质条件以及人类活动等多因素共同作用的结果，目前坡体处于基本稳定—稳定状态，建议选择钢管桩+抗滑桩+挡土墙+截排水沟治理工程的治理方案(方案2)进行地质灾害治理。