浅谈恩施地区顺层岩质滑坡与治理

2015-01-30刘洪林李明龙曹文胜王明华

资源环境与工程 2015年6期

刘洪林，李明龙，曹文胜，王明华，黄强

(湖北省地质局第二地质大队，湖北恩施 445000)

恩施州总体属山地地貌之中、低山区，区内地形切割强烈，地形相对高差一般在700～1 000 m，境内河流纵横，山体陡峻，是地质灾害易发地区。在山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降六个地质灾害中，滑坡比例达到已发现地质灾害事件的60%。恩施地区滑坡事件多发，特别在恩施州巴东县、恩施市、咸丰县等区域顺层岩质滑坡尤为发育，极大地破坏了当地人们的生存环境，危害了人民生命财产安全。本文结合笔者在恩施地区地质灾害防治的工作经验，浅谈该区顺层岩质滑坡相关治理方法。

1 滑坡分类简述

《工程地质手册》［1］中根据滑体的物质组成、形成原因及滑动形式等，将滑坡类型分为七大类型二十类别。岩层滑坡属于按滑坡物质组成成分分类划分的类别之一，顺层滑坡属于按滑动通过各岩层情况分类而划分的类别之一。顺层滑坡可以细分为沿土体与基岩接触面滑动类别，岩体内部沿软弱面、节理面等滑动类别;按滑动面与斜坡岩层层面关系可分为同层(均质)、顺层、切层三类滑坡［2］。

本文针对沿岩体内部层面、软弱面滑动类型进行论述，尤其对《工程地质手册》中岩层滑坡和顺层滑坡进行重点阐述。

2 顺层岩质滑坡成因、特征及实例

2．1 顺层岩质滑坡成因、特征

顺层岩质滑动通常指的是滑坡滑动面与倾斜岩层层面的倾向近似一致。

在实际工作中，发现只要斜坡前缘临空，岩层倾向与地形坡向同向，发生顺层岩质滑坡的潜在可能性就大。而有些地段岩石滑动若干年后，还会再次复活滑动。一般认为，顺向斜(边)坡坡角大于岩层倾角容易发生顺层滑动，斜(边)坡坡角小于岩层倾角容易发生倾倒变形、崩塌落石。

层间软弱结构面是控制顺层岩质滑坡主要因子之一，岩石的坚硬程度、抗风化、抗软化能力、抗剪强度等也是影响因子。人类工程开挖切坡，加上岩体内的结构面，尤其是层间软弱结构面的存在，常常是诱发顺层滑坡的主要因素。软弱夹层遇水浸泡后易软化，强度大大地降低。顺层岩质滑坡就是岩体力学平衡被破坏而沿着层面产生的(图1)。

图1 顺层滑坡示意图Fig．1 Schematic bedding landslide

顺层滑坡一般不易察觉。初期变形阶段，地表第四系土体有拉张裂缝并逐渐加长和加宽，坡体上方房屋等建筑物墙体有细小裂隙，变形极不均匀。地表水体(水井等)等断流、漏水，局部第四系覆盖较厚地段出现土洞。滑坡前缘有时出现土体挤出、岩土体涌水、冒水等现象;之后岩体以极大的速度顺层面、结构面向下滑动，此一阶段往往造成极大的危害;最后是逐渐稳定阶段，斜(边)坡逐渐稳定，应力继续蓄积。如不支挡、治理，多年后有可能再次滑坡。

2．2 顺层岩质滑坡实例

在巴东县中环路有一处斜坡，岩层倾向与地形坡向一致，构成顺向坡体结构，基岩岩性为灰岩夹泥质灰岩，其上覆0～7．0 m厚第四系土体。斜坡剖面形态呈上缓下陡凸形坡，前后缘地面高差15～25 m，地形坡角约12°～35°、平均坡角21°，斜坡坡脚前修建有一条宽14．8 m的城市水泥道路。

由于修建公路对斜坡前缘进行了开挖，形成临空面高度不到2 m、长度约20 m，起初斜坡地表土体向下蠕滑，但并未削坡处理，仅采用在斜坡前缘修建墙高约2 m重力式浆砌石挡土墙支挡，大约5年后，滑体将挡土墙推得向前倾倒，分析是土体沿土岩界面滑动所致。现场分析后，认为岩体已发生顺层滑动，建议顺岩层层面将斜坡墙趾以上岩土体全部清除，之后斜坡前缘再次修建墙高约2 m重力式浆砌石挡土墙支挡，目前未发生滑动。这个案例说明一个问题，临空面高低不是判断是否会形成、诱发顺层滑坡的绝对条件，同时说明造成顺层滑坡的机理很复杂。

巴东县白岩沟釉砖厂滑坡也是顺层滑坡，其地貌为向斜构成的槽谷，地形坡向与岩层倾向一致，其滑动面是上覆碎屑岩与下伏白云质灰岩的接触面，基本是沿着硬软相间岩层中的软质岩层面而滑动。

3 顺层岩质滑坡治理

3．1 防治措施与方法

滑坡属于斜坡变形范围，其防治应以防为主，及时治理，并根据工程的重要性、防治的技术可能性和必要性等来制定具体的治理方案。治理方案的选择应围绕或针对场区顺向、斜交顺向坡体结构坡体可能存在的顺层滑动条件和问题，协调人类工程活动，在避让、维护、利用与治理中作比较选择。

在实际治理应用中，常采用如下方法。

3．1．1 绕避、躲避变形体

对于经常发生变形，特别是易风化软质岩石地区，可采用躲避、绕避方法，改治理为预防、改明挖为暗挖。如公路、铁路建设等，可绕避变形体或在滑动体下方修建隧道通过。3．1．2 加强、增加斜坡稳定性

(1)清除岩石表面并抹面。岩体(石)内外断裂面往往是潜在变形滑动控制面。施工时建议采用小爆破或机械挖掘作业，避免施工进一步破坏岩体的完整性。易风化岩石表面要水泥抹面、喷浆。

(2)削坡减载。对于较小规模顺层滑坡，可采取全部清除滑体。削坡处理，先清除表层松动岩土体，以降低边坡高度、减少松动土体蠕(下)滑。

(3)截排地表、地下水。治理时要保证边坡不受地表水冲刷，截断或排除坡体内的地下水，降低坡体内水压力。一般采取在边坡后缘修建截水沟，坡体内钻孔排水等措施。

(4)多方式相结合支挡加固。对于大规模顺层滑坡，采用一避让二卸三挡四截水五锚等原则与方法。对于潜在的顺层岩层滑坡，应进行前期调查评价或勘查，并设立监测点不间断观测，确定其滑坡要素、形态特性，并进行危险性评估。

根据斜(边)坡的稳定状况和斜(边)坡稳定性，结合边坡放坡条件及对坡顶、底规划建(构)筑物的影响等，往往采取综合支护相结合方案，有针对性地对工程边坡采取分级、分段治理方案。如采用坡率法、格构式锚杆等方法进行坡面防护。

上部斜坡往往采用较小高宽比，并用挂网、格构+锚杆进行坡面防护;下部边坡采用较大高宽比放坡，用重力式或排桩式混凝土挡土墙进行支护，边坡岩体表面喷浆等。

软质岩石宜按岩层倾角或岩体破裂角放坡，之后采取格构+锚杆防护，坡脚可采用重力式或排桩式挡土墙支挡;软质岩石如采用格构或锚杆加固往往不理想，故需考虑加以挂网或喷浆护面处理。

3．2 防治注意事项与建议

根据规范，对永久边坡应考虑岩体抗剪强度随时间降低的时间效应。在现有工况下，滑坡总体处于稳定状态，但不排除未来滑坡局部存在潜在滑移破坏的可能性。

斜(边)坡支护、治理施工中应注意斜(边)坡变形观测，包括斜(边)坡坡顶水平和垂直位移、支护结构的变形等，加强坡面检查验收，以便及时发现和解决问题。

在对边坡进行开挖同时应采用“边施工边支护”、“逆作法”等施工工艺。在边坡形成过程中，岩体受到荷载及内部应力不断改变，边坡应力重分布，故需要“边施工边支护”、“边开挖边监测”;同时做到及时封闭，避免坡面长期裸露(特别是软质岩石)，以提高边坡支挡效果。根据实际情况及需要对斜(边)坡支护岩体做现场剪切试验工作。

传统边坡支护采用刚性支护技术，对于易风化的软质岩体边坡支护效果不好时，可辅以柔性护坡技术进行治理、保护。

对于边坡治理施工，要做好层面维护，不要随意切坡，避免层面在坡面临空出露。不宜进行大规模爆破作业，以免加大破坏边坡岩体的完整性。