缓倾岩层斜坡稳定性研究与防治对策

高磊

【摘 要】近些年我国南方地区地质灾害频发，尤其缓倾岩层斜坡塌方事件时有发生，所以加强缓倾岩层斜坡稳定性研究并提出防治对策是十分必要的，本文针对2004年因降雨引起的滑坡事件为案例，进行分析并提出缓倾岩的稳定性研究和防治对策。

【关键词】研究性；成因；防治方法

引言

降雨是滑坡形成的主要原因之一，近年来我国南方地区暴雨频繁，多处山体产生滑坡，其中2004年9月的重庆市天台乡特大滑坡就属于暴雨引发的滑坡典型事例。2004年9月5日天台乡区域在特大暴雨的诱发下，发生了长1200 m、宽1600 m、平均厚度23 m、体积约25X106m3的特大岩体滑坡。该滑坡的摧毁了112km2区域内所有的建筑物，同时又使大部分山体倾入河内，使其堵塞河道，并形成了宽1.5公里和高20米的天然水库。并造成了上游五宝镇两岸居民5770户民居、农田4930亩被淹没。灾害发生后当地政府及时组织抢险救灾，并对滑坡山体采取了综合治理工程。下面我就结合重庆市天台乡山体滑坡的成因进行分析，并对其稳定性和防治决策进行研究。

一、天台山滑坡成因

暴雨是引发重庆市天台乡山体滑坡的主要原因，其地质构造为地处五宝山背斜东南侧。地层为砂岩互层、侏罗系遂宁组泥岩。坡体的浅表层为5米厚的残土基层和植被土，下面为20米厚的泥沙岩，泥沙层下为坚硬的厚岩岩，在砂层周边为两组裂缝，将整个地层切割成多个小块。岩体的走向和岸破走向近乎平行，属于典型缓倾岩质斜坡。根据以往研究理论，如果没有特殊外在原因的干扰下，不可能出现大规模滑坡。通过事后调查发现，引起该事故的主要原因是由于大范围降雨诱发的滑坡发生。经过调查事故杀生时降雨为257毫米。在加上在山体上发现余家河沟、麻柳树沟、凉水井沟、大河沟等四条冲刷河沟，在暴雨期间由于冲刷沟局部出现堵塞，造成地表水不能及时排出，使其在排水沟内形成了流状覆盖坡面，在加上水塘内的充水迅速外溢，形成滑坡。降水对滑坡体的作用是一个动态过程，随着降水强度的变化和降雨历时增长。滑坡体的变形性也在不断发生变化。所以根据降雨的主要特点及对滑坡的影响，分为三个阶段：

1.降雨的渗入可以导致坡体的表面残土堆积层迅速得到饱和。在降雨的的初期，雨量较大，再加上排水不慎就会使滑坡区内的地表水通过下渗并形成饱和。

2.雨水在渗入后形成泥岩构造裂缝阶段。坡体浅表面出现残土堆积层饱水后，在降雨的下渗作用下，地下水通过泥岩层对构造裂缝向坡体内部流动。但是同时泥岩岩块透水性较差，渗入中的地下水会通过裂缝进行下渗，最后形成裂缝充水，促使裂缝周围的岩体强度被降低，进而形成软化。

滑坡分块滑动。当泥岩层充水后就会产生裂缝并切割岩块，裂缝充水后不仅对滑体部位产生静水压力。同时也根据滑体厚度的不同变换着压力程度。裂缝在充水后会将裂缝通过静水荷载进行切割，而且对每一块都切割后土体都施加静水压力。最后滑块会受到水平的静水压力。在加上滑块具有良好的临空条件，在后侧裂隙静水压力和底部扬压力的共同作用下，滑块将被推出最后形成整体滑坡。

二、缓倾岩体斜体的地质结构和特征

缓倾滑坡是由大量的山体物质在重力作用下，沿着其内部的一个或几个滑动面，整体缓慢向下滑动的现象

1.基本特征

（1）斜坡坡度 斜坡坡度20°～35 °为滑坡形成的最佳坡度

（2）斜坡高度 相对高度10m以下一般不会发生滑坡；

10～50m小型滑坡；

50 ～100m中型滑坡；

100m以上大型滑坡；

（3）斜坡形态 1）斜坡横向形态；凸型坡；凹形坡；顺直坡

2）斜坡纵向形态 ；线状陡坡形；阶梯状陡坡形；缓坡-陡坡形 ；陡坡-缓坡形

2.缓倾斜坡的常见结构

（1）第四纪的各类堆积物、沉积物；

（2）砂岩、页岩和泥岩互层，煤系地层；

（3）石灰岩、白云岩与页岩、泥岩互层；

（4）泥质岩的变质岩系，如千枚岩、板岩、云母片岩、绿泥石片岩、滑石片岩；

（5）软质或易风化的凝灰岩

三、缓倾斜坡岩土体稳定性分析

1.缓倾斜坡稳定性的评价和预测，为设计合理的人工防止手段制定有效的治理措施，并提供依据。需要研究斜坡是否具有产生危害性变形与破坏的因素。斜坡变形与破坏和建立斜坡岩土体的应力分布有关。

2.斜坡形成过程中，临空面周围岩体发生卸荷回弹，引起应力分布和应力集中的效应。主要特征为由于应力分布，斜坡周围。越靠近临空面，最大主应力越平行于临空面，最小主应力则与之接近正交。其次由于应力分异，在临空面附近造成，最大主应力显著增高，最小主应力显著降低，斜坡中应力差或最大剪应力最高的部位，也是最易发生变形和破坏的部位。坡面由于径向应力接近于零，实际处于单向应力状态，向内渐变为两向或三向应力状态。

3.原始应力状态的影响：对坡脚应力集中和坡缘张力带的影响最大。分析表明，当斜坡岩体中存在较高的原始侧向水平应力时，斜坡更容易遭受变形与破坏。

4.坡形的影响对应力分布影响显著，坡角越陡，坡面张力带范围越大且增强。坡脚应力集中带最大剪应力值也越大。对坡脚应力状态影响也显著，坡宽坡高比较小的峡谷区，坡脚和谷底可形成极强应力集中带。

5.斜坡变形实际上在其形成的过程中已经发生，表现为卸荷回弹和蠕变两种方式。

1）卸荷回弹是斜坡中弹性应变能释放而产生的。斜坡中经过卸荷回弹而松动、并含有与之相关的表生结构面，称为卸荷带。卸荷带相当于应力降低带，其后是应力增高带。卸荷带越深、应力增高带也分布得越深。

2）斜坡蠕变坡体在自重应力长期作用下会发生一种缓慢而持续的变形，它包含某些局部破裂并产生新裂缝，导致坡体不断松弛。

6.拉裂分类

1）蠕变拉裂。这类变形的演变过程可分为四个阶段：

（1）表层蠕滑岩层向坡下弯曲，后缘产生拉应力；

（2）后缘拉裂形成反坡台阶；

（3）潜在滑移面的剪切扰动—中部剪切面扰动扩容、下部隆起；

（4）滑坡形成变形体转动，潜在滑移面贯通。此类滑坡的启动条件可用圆弧法确定，潜在滑移面处的岩土被扰动程度和贯通率决定滑坡是否能形成。

2）滑移拉裂。这类变形主要发育在缓外倾斜坡及块状斜坡体中。斜坡岩体沿下伏软弱面向坡前临空方向滑移，并使滑移体拉裂解体。受已有软弱面控制的这类变形，其进程取决于作为滑移面的软弱面的产状与特性。当滑移面向临空方向的倾角已足以使上覆岩体的下滑力超过该面的实际抗剪阻力时，则在成坡过程中一旦该滑移面被剥蚀揭露临空，且后缘拉裂面贯通，随即发生快速滑落，蠕变过程极其短暂。

四、缓倾岩体斜坡的防治方法。

1.排水法

排水法分为两种，一种为地表排水，这种方法适用滑坡变形与降雨密切相关的地区。将排水沟设置于斜坡坡度由陡变缓处、坡体渗透性变化的地层交界处、地下水出露点下方、利用天然沟谷予以改造，不使地表水入渗。另一种为地下排水法。这种排水法适用地下排水滑坡变形和久雨与地下水活动密切相关的崎岖。并要考虑滑体含水层的性质、分布、地下水的补给、排泄及运移富集情况，能迅速降低滑体内地下水水位，尽量疏干滑带。

2.抗滑桩法

主要适用于浅层、中厚层岩质滑坡，中厚层土质滑坡，以及埋藏有数层软弱夹层的岩质及土质滑坡。抗滑桩一般布置在滑体厚度相对较小、下滑力集中部位、滑体后缘段或前缘阻滑段，且嵌固段地基良好。分段阻滑时每段以单排布置为主，分排设置时应考虑群桩效应和变形协调条件。一般阻滑段内宜用悬臂式抗滑桩，前缘段宜用带挡板的锚拉桩，主滑段根据实际情况选择悬臂或者锚拉。

五、加大对缓倾岩层斜坡稳定性工程的管理

1.在项目规划选址前，涉及高边坡项目应进行建设场地地质灾害危险性评估。

2.主体建设工程规划方案设计确定后，其高边坡项目必须一并进行工程地质详细勘察，作为边坡支护方案设计、施工图设计的依据。

3.高边坡项目设计按边坡支护方案设计、施工图设计两个阶段进行，并应分别在主体建设工程初步设计、施工图设计之前开展。

4.高边坡项目支护方案设计完成后，须提交施工图审查机构进行可行性评估，其可行性评估报告作为主体建设工程初步设计审批的主要依据之一。

5.下列高边坡项目的边坡支护方案设计完成后，建设单位应先组织专家现场踏勘，再进行支护方案设计安全专项论证。专家应具有10年以上的高边坡项目设计经历并具有注册土木工程师（岩土）或一级注册结构工程师资格，总人数为单数且不少于5名。安全专项论证意见做为高边坡项目支护方案设计可行性评估、施工图设计审查的重要依据。

六、结论

本文通过对滑坡的治理和稳定性进行研究，并调查了滑坡形成的原因和规模以及基本特征。并根据滑坡的稳定性进行研究，结合实际调查情况提出了经济可行的治理方案。并通过治理取得了对滑坡的控制效果，使其达到稳定的目的。我们因此总结了以下的经验：

1.在土建工程中如果出现滑坡，就必须先对地质进行勘察设计，在进行施工。要进行治理后再进行岩层的开挖，并且做好排水工作，要做到防患于未然。

2.对已经发生的滑坡，要先了解地质滑坡的规模和特征，取得必要的滑坡实际数据再进行分析，以确保得到的滑坡规模和特征。在进行科学的分析最终得到合理的治理方案。

3.在针对缓倾角岩层的开挖工作要选择在旱季进行，要减少雨季对边坡稳定的影响。

4.在缓倾角岩层进行施工时要保证先进行锚固体的处理，这对于提高岩体的抗滑能力是十分必要的。

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