洞探在滑坡地质灾害勘察中的应用

罗建琛

（深圳地质建设工程公司 广东 深圳 518172）

0 前言

深圳龙岗区南通道市政工程蛇岭隧道进口南侧高边坡长190m，2008年5～6月间的连续大暴露雨后，发生了山体滑坡，滑坡变形的长度约170，后缘裂缝张开，最大宽度约8cm，局部形成错落台高差约0.5～1.5m，滑坡体表面积约6500m2，主滑方向320°，与线路夹角约40°如图1。

图1 滑坡现状

1 勘察方法

根据野外场地工程地质条件，本次勘察采用工程地质测绘和调查、工程钻探、人工挖探和室内试验相结合的方法。首先依据1：500地形图进行实地工程地质测绘和调查工作。在综合分析已收集到的测区区域资料基础上，主要对滑坡的性质、规模、范围、现状、稳定性等要素进行了详细的调查。

钻探采用XY-1A型钻机钻进，按有关技术要求钻取芯。挖探采用人工和电动镐配合开挖，探洞开挖和支护类似煤矿井巷掘进，每向前开挖0.3m～0.5m即进行木支架支护，以确保人员安全，一边开挖，一边注意岩土层、地下水的变化，并进行地质编录，以探寻和确定滑动面。

工作量布置

1）钻孔：布置在主滑断面的一级平台、二级平台及坡顶。

2）挖探布置方案：挖探包括探洞和探槽。在主滑断面上布置2个探洞和2个探槽，两个探洞分别布置在一级平台和二级平台，在水平方向上适当错开，每个探洞长度暂定20米。探槽布置在探洞上方平台上，根据现有的地表裂缝“骑缝”开挖。

3）探洞规格：采用矿山井巷的梯形截面方式，上净宽1.0米，净高1.6米，下净宽1.5米左右，圆木支架支护，圆木直径不小于Φ120mm，采用人工或风镐开挖，禁止爆破，人工推车出碴。

4）探槽：宽度1.2米，深度2.0米左右，长度2.2米左右，探槽的长边垂直于裂缝并“骑缝”布置，开挖过程中应追踪后缘滑动面进行。

5）两个探洞分步施工，先施工二级平台探洞，根据挖探情况确定和调整一级平台探洞位置。

2 地质编录

2.1 记录开挖点的地层岩性：风化程度、产状及其变化。

2.2 记录裂缝情况：裂缝宽度、长度、高差，裂缝走向、裂面倾向。

2.3 记录土层干湿度和地下水情况：如出水位置、大小，出水状态，土层干湿度变化。

2.4 记录开挖土层的硬度和密实度变化：滑动体通常较松，开挖的难度小，而滑床通常较密实，开挖难度较大，通过开挖中的难度变化帮助确定滑动。

2.5 滑动面的记录：在洞探开挖接近推测滑面位置时，应特别注意开挖操作和记录，开挖时记录人员应在现场指导开挖，如遇到疑似滑动面时，应请专家现场判定。

2.6 绘制展示图：根据开挖进度同步绘制了探洞和探槽三方展示图，制成了图表。

2.7 挖探过程中已向有关领导和专家反馈了现场信息，挖探达到了预期效果。

3 勘察成果分析

滑坡区地貌属残丘坡地及丘间沟谷，沿线地形起伏较大，设计边坡最大高度44.0m，山脊走向近东西，基本与线路走向平行，线路沿山的北坡切坡通过，堑顶越过山脊，山的另一侧为反坡，自然坡度20～35°，坡面原植被发育，经征地砍伐零星分散乔木和灌木。

3.1 区域构造及地层岩性

边坡处在区域性深圳断裂带横岗断裂北西侧影响带内。横岗断裂倾向北西，倾角30°～80°，长约15km；受动热变质作用,部分断层岩的化学成分与原岩比较，SiO2、K2O有所减少,Fe2O3、CaO、Al2O3、MgO 有不同程度的增加现象。

据现场地质调查及勘察结果,该边坡范围内及附近未发现明显的地质断裂构造.构造影响主要表现在岩体节理裂隙交错发育,岩体呈散体碎裂结构；也没有发现发育岩整面起控制性作用的某组结构面。

根据钻探、挖探结果，在揭露深度内地层自上而下有人工填土层、第四系坡积层、残积层及石炭系下统岩层

3.2 水文地质条件

从挖探分析得知，边坡体内存在相对含水层和隔水层；相对隔水层为残积土层和全风化粉砂岩，其透水性差；含水层为强风化粉砂岩，其裂隙发育，透水性较强，两种岩层在边坡体内交错分布，使地下水排泄不畅，从而形成含水带，该含水带属于受排水不畅形成的封闭式积水。探洞开挖揭示滑动面向后地下水明显减少，滑床土体干硬，表明积水范围主要在滑面以外到边坡表面之间。揭露的地下水无承压现象。

图2 一级平台一号探洞17m处积水

地下水类型主要为第四系松散岩土类孔隙潜水和基岩裂隙水。

1）地下水补给

松散岩土类孔隙水主要接受大气降水补给，因地表植被已破坏，土体较松散，渗透性较好，大气降水能快速向下渗流，地表水的下渗是地下水的主要补给途径。

2）地下水径流

从两个探洞内出水情况分析，洞内虽有渗水和积水，但并没有沿水平方向流出洞外，仍沿洞底向下渗流，因此，地下水运动方向是按自然规律从高水位向低水位处流动，故一级边坡在旱季开挖时，坡面仍然有少量渗水，二级边坡坡脚渗水点较多，三级边坡未见渗水点。

地下水有沿裂隙面、结构面、裂缝流动的规律，地表探槽内雨后无积水，沿裂缝下渗，地下水沿后缘结构面下渗，浸润滑动面，促使滑体滑动，地下水更容易沿松动的滑体流动，因此，地下水主流动方向与滑坡方向一致。

3）地下水排泄

地下水排泄方式主要为垂直方向排泄，边坡上部松散岩土类孔隙潜水，水量多具季节性，以蒸发排泄、坡脚泉眼的方式或下渗补给基岩裂隙水。其次为水平方向排泄，地下水在重力作用下，沿一定水力梯度由高水位向低水位处迳流，部分裂隙水沿裂隙或软弱层面及滑动面径流。但由于岩土层排水条件不均，使地下水排泄不畅，因此在雨季特别是暴雨时，土体受水多，排水少，为滑坡提供了条件。

3.3 滑坡形态特征

3.3.1 滑坡周界

东区：滑体东侧界在坡脚位于K3＋270，在山顶位于铁塔东侧B10号监测点处，侧界主裂缝位于铁塔北侧基础处，东侧界依附于一级走向北东的结构面生成，铁塔与坡顶之间的地表可见羽状裂缝，产状为走向233°，倾向北西。后缘主裂缝沿倾向北西的结构面生成，从铁塔经过一号、二号探槽向K3＋180坡脚延伸，总体呈直线，略有弧形，裂缝最大宽度15cm，最大下错20cm，为滑体后缘和西侧边界，探槽揭露滑动擦痕产状为 320～318°∠60～63°， 与线路方向夹角 40～42°，表明东区滑动方向为320°。

西区：东侧与东区相接，西侧至碧新路边坡，后缘至标高70.5m处自然山坡，接近山顶，沿滑动方向最大纵长50m，滑动方向 330°（北西 30°）。

滑坡前缘剪出口在路基边沟底部以下约2.0m，边沟已有部分变形，变形裂缝有垂直滑动方向的鼓胀裂缝，宽度约3～5mm，也有顺滑动方向的错断裂缝，宽度约5mm。

3.3.2 滑动面（带）

本次勘察滑动面主要依据探洞、探槽开挖揭露的滑动面，结合钻孔资料和监测资料进行分析确定。

1）坡顶地表滑面由开挖探槽确定：根据开挖出的后缘裂缝滑动面产状，寻找滑动擦痕，确定滑动方向、滑动倾角，根据该结果初步确定探洞内滑动（带）面位置。

2）二级平台所在高程的滑动面由二号探洞开挖确定：二号探洞在18.7～20.0m之间由洞底向洞顶揭露出一个较完整的滑动面，开挖时岩性变软，洞顶塌方、有渗水，易开挖，并找到了滑动擦痕，滑动方向和倾角与后缘裂缝吻合，滑面为一层软泥，软塑状，Φ12钢筋可插入50cm，手指可插入5cm，非滑面处难以插入，故确定该位置为滑动面。

3）一级平台所在高程的滑动面由一号探洞开挖确定：一号探洞在17m左右有渗水、洞顶塌方，岩性变软，易开挖，并找到了滑动擦痕，滑动方向和倾角与后缘裂缝吻合，经实际开挖揭露，该滑动面为软弱岩带，故确定17m左右为滑动（带）面位置。

图3 二级平台二号探洞挖出的滑动面

图4 一级平台一号探洞滑动擦痕

4）坡脚滑动面根据滑动面倾角上陡下缓规律，以及BZK8、BZK9孔揭露的岩芯，综合坡脚水沟变形状态，确定滑动面在BZK8钻孔10.5m处，滑动面位于路基坡脚以下约1.5m。

5）滑动面形状：后缘滑动面依附于倾向临空的结构面生成，滑动面形状总体呈折线状，但不排除坡脚局部呈圆弧状(坡脚没有挖探)。

6）滑动方向：根据探槽、探洞内实测的滑动擦痕产状，滑动方向为 320°，即 NW40°。

7）滑动面倾角：滑动面倾角上陡下缓。后缘滑动面倾角60°，二级平台处滑动面倾角49°，一级平台处滑动面倾角30°，坡脚处滑动面倾角 20°。

8）滑动面的核对：经分析监测资料，水平位移方向为倾向路基临空面，方向 NW40°（320°），水平位移值下大上小，沉降位移值上大下小。根据水平位移和沉降位移计算滑动倾角为上大下小，表明滑面倾角上陡下缓，与探洞探槽开挖揭露的滑动面产状一致或具趋同性。

9）滑坡面（带）岩性为全风化泥质粉砂岩，灰白色夹黄色、黑色，软塑，含水量大，易崩解，手捏呈面状，遇水成泥，滑动面厚度5～10cm，滑动带厚度2～3.0m。

3.3.3 滑床

二级平台二号探洞揭露出的滑床为强风化粉砂岩，碎块状，密实，干硬，无渗水。一级平台一号探洞揭露出的滑床为全风化粉砂岩，稍密，土状，硬塑，无渗水。

4 滑坡成因

边坡位于深圳大断裂横岗断裂影响带范围内，岩体受构造影响破碎，风化严重，滑坡性质为构造破碎岩体沿结构面的滑动。

滑坡体形成机制包括滑坡的内在和外在两个方面，内在因素主要包括：岩土性质、构造影响、水文地质因素等，外在因素有持续强降雨及地下水作用和人类活动(开挖扰动)等。

5 结论

根据挖探揭露的滑动面特征和滑坡性质，建议滑坡治理工程从上部减载、地表排水、地下排水、提高坡脚岩土体抗剪强度、支挡加固等多方面采取综合手段。由于该边坡处于断裂影响带内，地质条件复杂，滑坡有可能沿新的结构面向后部和向深部发展，故治理工程应充分考虑。在设计抗滑工程时，应注意滑坡方向对抗滑工程的影响。坚持动态设计，信息化施工，在下一步施工过程中，对坡脚的滑动面应通过挖桩施工进一步核实。同时，应加强对抗滑工程的施工管理，由于滑坡治理是一个专业性很强的工作，对抗滑桩、锚索、排水洞等滑坡治理主体工程，必须由有类似施工经验、有相应资质的施工单位承担。

［1］深圳地质建设工程公司.南通道蛇岭隧道进口南侧高边坡勘察报告[R].

［2］JTJ064-86公路工程地质勘察规范[S].

［3］GB50021-2001岩土工程勘察规范[S].

［4］GB50330-2002建筑边坡工程技术规范[S].