特大地质滑坡原因分析及处理措施

杨 伟 高菊容 王和鑫

特大地质滑坡原因分析及处理措施

杨 伟 高菊容 王和鑫

（自贡小井沟水利工程有限公司，四川 自贡 643000）

文章对小井沟水利工程输水干渠工程产生特大地质滑坡的地质条件，地表特征，滑坡成因及形成机制的原因进行了分析，通过对锚固、支护等方案的经济比较，提出了将工程滑坡体做清除措施处理，对渠道7+780～7+890段的渠槽做防渗工程，对斜坡顶部与斜坡两侧建排地表水工程等措施，将滑坡危害减少到最低。

输水干渠；地质构造；层状同向缓倾结构类型；地质滑坡

小井沟水利工程是一项以城市供水、农业灌溉，兼顾农村人畜饮水等综合利用的大型（二）水利工程，包括小井沟水库和输水工程两部分。

输水干渠全长30.380km，其中明渠长21.687km，占渠线全长71.4%；渡槽23座，长3.559km，占渠线全长11.7%；暗渠2座，长0.11km；隧洞15座，长5.022km，占渠线全长16.5%。渠首设计流量10.0m3/s，渠首水位406.25m，渠末充入双溪水库水位393.26m。干渠上共设度正、红岩、文昌、过水4条支渠。干渠上设有山溪渡槽、山溪涵洞、公路桥、机耕桥、人行桥等各类建筑物。

1 地质滑坡产生

2012年4月9日上午12:00时左右，施工爆破作业5分钟后，小井沟输水干渠工程7+780～7+890段明渠顺水流方向左侧山体突然向下滑移，滑移范围长约110m、宽约70～90m、山体厚约15m，滑移范围内裂缝交错贯通，最大宽度达15m，滑出高程在已开挖的渠顶，滑坡影响工程量约为20万m3。情况发生后，参建各方现场负责人立即赶赴现场进行紧急处理，组织撤离现场施工人员、设备，并在四周设置警示带、警示标志，派专人看守、巡视，现场得到有效的控制，没有发生伤亡事故。

2 工程滑坡地质条件

工程滑坡位于引水干渠的明渠桩号7+780～7+890，设计渠底板高程为401.69m。地形条件是原地面最低高程为391m，左侧单斜面山顶高程459.54m。渠道处于渠道中心高程为418m。渠道右侧开口线高程414.50m，左侧开口线高程418.80m。

渠道所处地段为单面山，基岩裸露为侏罗系中统下沙溪庙组（J2S1）灰、紫灰色中厚～厚层状砂岩、粉砂岩夹极薄层暗紫红色泥岩。暗紫红色泥岩含水量较高，在地表露头见泥岩有泥化现象。

暗紫红色泥岩以上的粉砂岩厚度为8.36～12m，其厚度变化是山顶处岩体风化作用较强烈，厚度小。442m高程以下厚度为10～12m；渠道外侧地段的粉砂岩厚度可达13～14m，粉砂岩风化后呈褐黄色。岩石强风化带厚度5～10m，弱风化带厚度10～12m。

渠道与岩层之间的关系是渠道地段岩层走向为北75°东，倾向南东，倾角15°；渠道走向由南西至北东，渠道内侧坡面倾向南，渠道开挖坡比为1:0.5～1:0.75；因此该段渠道坡面与岩层倾向一致，其中，渠道走向与岩层走向的夹角小于30°，渠道坡脚大于岩层倾角，属于层状同向缓倾结构岩质边坡类型。

3 工程滑坡的地表特征

3.1 滑带岩石的特征

从平面上工程滑坡的地表痕迹是可见原内侧渠坡位移至原渠道外坡，前缘两侧的边界明显，其中，滑坡右侧边界线已延伸至渠道外堤上约5m。滑坡后缘壁岩体平直，地形呈倒悬坡（见图1）。

图1

根据地表观察与测绘，工程滑坡总体特征是：工程滑坡前缘地面高程为411.32～419.50m。堆积松散的大块体岩石为主（见图2、图3）。

图2

419.50 m高程以上的滑坡地表略呈梯形状（见图4）。前缘顺渠道流向宽约100～112m；滑动方向南东20°,后缘宽72m，滑体纵向长92～145m；面积1.24万m2；滑坡体厚度6.8～14.20m，平均厚度12.8m，滑动体体积14.8万m3。本段渠道产生工程滑坡后的地表高程为419.5～436.66m，地形坡度约12.5°，约缓于岩层真倾角（基岩产状N75°E/SE∠15°），呈一斜坡地形。

工程滑坡体尾部呈阶梯状，且拉裂缝明显（见图4）。在滑坡体地表上观察，可见8条横向裂缝，裂缝间距8～15m，可见深0.8～3m；5条与滑动方向近于一致的纵向裂缝，张开10～50cm，可见深0.8～2.8m不等，间距10～20m。右侧缘可见一条与滑动方向近于一致的剪切裂缝，张开3～10cm不等，可见深0.8～1.3m不等。

图3

图4

在滑坡后缘拉张裂缝可见有四个次级滑动面（见图1），均沿砂泥岩接触面延伸，所有裂隙和次级滑移面将岩体切割成不规则的块体，滑坡体内部岩体呈松散结构。432.53～442.03m之间为滑坡后壁，为沿N60°E/NW∠75°裂隙面拉开形成倾向坡内的倒悬坡坡面。

滑坡前缘剪出口在渠底已开的地面高程404～408m之间，滑坡主滑方向S20°E，与岩层倾向近于一致，滑动距离约1～15m（见图2）。

3.2 滑带土的特征

据滑坡后缘滑动面观察，滑带土1～15mm,主要为紫红，暗紫红色粘土组成，粘土呈干硬状，颗粒细腻，滑面十分光滑，擦痕清晰，以S20°E方向、倾角15°倾向坡外（见图5、图6）。现场取滑带土样2组。

图5

图6

4 工程滑坡成因及形成机制分析

该段明渠属于层状同向缓倾结构岩质边坡类型。在施工过程中随着不断的向下开挖形成的临空面，由泥质粉砂岩及泥岩组成的人工边坡，使上部坡体在原来两面临空的条件下变成了三面临空，坡体内部原始应力状态随之变化，引起应力重分布，加之原生岩体内发育有软化、泥化夹层（原生坡体在砂、泥岩接触层面处分布有厚度1～2mm浅灰色泥化夹层，其泥化夹层底面似光滑镜面），在两组构造裂隙切割下，岩体完整性变差。

1#裂隙产状N60°E/NW∠75°，与边坡走向近于平行，倾向坡内，延伸好，长度大于70m,成为滑坡横向切割面；2#裂隙产状N10°W/SW∠70°～75°与边坡走向近于垂直而成为纵向切割面。在风化、开挖卸荷、特别是在开挖到了404m高程,渠道内坡高度达15m，切脚后引起应力重分布，坡脚剪应力集中，当受到较大爆破冲击波的影响下，坡体发生蠕动变形及滑坡的产生。

滑坡后源壁最高点高程442.03m，可量测到的下滑高度约4.4m，水平位移约1～15m，前缘出口高程在404～408m之间，滑坡前缘堆积体覆盖于渠道和左侧边坡以上斜坡地段。致使已近开挖成型的渠道被堵塞。

5 工程滑坡体处理措施

工程滑坡体为松散结构体，工程量较大，滑坡体内纵横裂隙发育，在汛期降雨过程中还有塌滑的可能。由于滑坡体前缘已被下部稳定岩质边坡所支撑，其滑移位移空间有限，不会产生大的滑动。

其次，根据地表观察与测绘，滑坡体左侧的残留山体的宽度32～82m，沿斜坡长度为20～94m，平均厚度为7.9m，体积约2.6万m3，受工程滑坡下滑的影响，残留山体左侧边缘岩体已经出现12mm拉裂缝，深度0.1～0.5m（见图7）。残留山体右侧边缘也发育下滑拉裂缝2条，宽度1～3mm。残留山体下部为软弱泥岩，在降雨季节受地表水活动的影响，进一步泥岩饱和、软化、力学指标降低，存在下滑的可能性。

为了干渠的安全运行，通过锚固、支护等方案经济比较后，将工程滑坡体进行清除处理，进一步预防顺向坡地段存在滑动的可能性。对渠道7+780～7+890段的渠槽做好渠道防渗措施处理，同时，对斜坡顶部与斜坡两侧考虑采取排地表水工程措施。

图7

6 结 语

输水干渠工程具有战线长的特点，沿线地质不确定因素较多，要充分做好地质勘察工作。为减少工程投资，明渠等建筑物的占用比例较大，常形成高边坡，因此工程安全将存在着很大风险；同时对于开挖后切割岩石后形成层状同向缓倾结构类型的岩质边坡，极易产生工程滑坡。为此，在明渠开挖前，必须保证做好地质复勘，开挖不宜切割层状面，保证边坡稳定。其次，对于不利地质结构段易减少明挖，做好边坡四周地表水截排措施，减少工程滑波诱发因素。

10.3969/j.issn.1008-1305.2014.04.016

TU42

A

1008-1305（2014）04-0047-03

杨 伟（1981年-），男，工程师。