建坪乡庙梁子滑坡破坏机制及治理措施研究

任鸿凌，陈隆刚

(重庆市地质矿产勘查开发局208水文地质工程地质队(重庆市地质灾害防治工程勘查设计院)，重庆 400700)

1 地质环境

滑坡区属溶蚀侵蚀、剥蚀斜坡地貌，滑坡前缘高程570 m左右，后缘高程623 m，高差50 m左右，地形坡度25°～35°，坡面形态呈阶梯状(图1)。

图1 滑坡区概貌图(侧视)

滑坡区出露的地层从新至老为勘查区出露地层主要有第四系全新统人工填土(Q4m1)、残坡积土(Q4el+d1)、崩坡积土(Q4col+p1)和二叠系上统吴家坪组(P3w)、中统孤峰组(P2g)和茅口组(P2m)。

滑坡区分布于望霞背斜北西翼，滑坡变形区范围后侧陡崖带整体表现为单斜构造，岩层产状320°～330°∠20°～25°；滑坡区北侧局部构造作用明显，从滑坡前缘在建道路边坡开挖面可以看出该段褶皱发育明显，产状变化较大。

滑坡区内的人类工程活动强烈，主要为公路及房屋修建。在建道路在斜坡坡体开挖，内侧形成3～8 m的挖方边坡，道路外侧形成高3～14 m的填方边坡，设计采用衡重式挡墙支挡。

2 滑坡基本特征

2.1 空间特征

2.1.1 地形地貌

滑坡所在斜坡整体西高东低，坡向85°，为切向坡，地形坡度15°～30°，分布高程570～623 m，滑坡体发育7级干砌块石挡墙，挡墙高度2～4 m。

2.1.2 滑坡形态及规模

庙梁子滑坡西侧边界以陡崖底部为界，东侧以道路内侧边坡为界，南侧以乡村水泥路与碎石路交叉口为界，北侧以山梁基岩出露区为界，平面上呈“卵形”。

滑坡主滑方向为30°，主滑方向长度140～145 m，宽度60～70 m，平面面积约0.82×104m2，平均厚度约10 m，总方量约8.2×104m3。

滑坡处于弱变形阶段，未完全启动，其主滑方向主要由以下几个方面综合判定：

1)滑坡前缘位于滑坡范围以外的在建道路内侧的基岩出露，出露地层为吴家坪组灰岩及孤峰组碎裂状灰岩，为切向坡，岩层倾向坡内，该区域未见明显变形迹象。

2)在建道路施工前，该区域斜坡地表及房屋无变形迹象，斜坡产生变形的直接原因为前缘开挖，改变了斜坡的平衡状态，前缘房屋首先出现变形，随后后缘房屋相继出现裂缝，滑坡变形方向与开挖边坡坡向一致。

3)根据基岩出露情况及钻孔揭露的基岩面埋深，采用理正勘察软件绘制了基岩面等高线图(图2)，根据等高线分布规律判断30°方向为滑移的优势方向。

4)滑坡体上房屋、挡墙及排水沟变形错动的方向为北方向。

图2 滑坡区基岩面等高线图

2.2 水文地质特征

滑坡区所处地层主要为吴家坪组，为含水层，底部煤线为隔水层，地下水主要沿隔水层面运移，因滑坡所在斜坡为切向坡，岩层略倾向坡内，滑坡范围内无地下水露头，钻孔未揭露地下水，该区域水文地质条件简单。

2.3 坡体结构特征

滑坡目前处于弱变形阶段，滑带还未完全形成，但存在潜在滑体、滑带、滑床。

2.3.1 潜在滑体

滑坡为土质滑坡，滑体土体由崩坡积粉质黏土夹碎石土、块石土组成。粉质黏土夹碎块石厚度约3.2～11.8 m，块石土厚度约1.2～8.65 m，人工填土厚度约1～2.8 m。

2.3.2 潜在滑带

滑坡潜在滑动面为岩土界面，滑带主要为基岩面以上0.3～1.0 m厚的粉质黏土夹碎石层，粉质黏土呈黄褐色、灰黑色，可塑状，碎石含量5%～20%，大小1～3 cm，次棱角状。

2.3.3 潜在滑床

滑床主要为吴家坪组灰岩，呈灰白、深灰色，中厚至厚层状，微晶结构，钙质胶结，风化厚度一般为1～2.5 m，根据滑坡区基岩面等高线图，滑床西南高东北低。

3 破坏模式及机制分析

3.1 破坏模式

根据现场调查的变形特征及走访，滑坡产生的原因主要为滑坡前缘道路施工时开挖斜坡土体，打破原斜坡的平衡状态，从而引发坡体及房屋出现变形，综合判定，滑坡破坏模式为牵引式。

3.2 破坏机制

通过对滑坡变形的产生及发展过程分析，人类工程活动(道路开挖)是其产生的主导因素。

3.2.1 地形地貌

滑坡区斜坡坡角为15°～30°，有利于地表水沿坡面径流；滑坡体上发育多级人工干砌块石挡墙边坡，形成多级临空面，为变形创造了有利的空间形态。

3.2.2 地质构造

该域地质构造复杂，滑坡北侧出露的基岩褶皱现象明显，滑坡所在斜坡体为槽谷区域，为变形体提供了边界条件。

3.2.3 人类工程活动

根据调查，滑坡发生变形的时间为公路施工开挖斜坡后，坡体开挖引发斜坡变形，导致房屋、地面出现变形迹象；此外，施工中机械施工震动对斜坡体的稳定亦有负面影响。因此，人类工程活动是诱发滑坡变形的主要因素。

4 稳定性评价

根据滑坡的变形特征，综合临空条件等因素，宏观判定滑坡整体处于基本稳定—欠稳定状态。

4.1 计算公式

滑坡岩土界面呈折线型，因此对其稳定性计算采用规范推荐的极限平衡理论的折线型滑动面的传递系数法。

4.2 计算工况

本次计算采用以下两种工况：工况Ⅰ：自重(天然)；工况Ⅱ：自重+暴雨(久雨)。

4.3 计算剖面

本次计算选取4—4′、5—5′、6—6′剖面(图3)对滑坡整体稳定性进行计算。

(a)4—4′计算剖面示意图

(b)5—5′计算剖面示意图

(c)6—6′计算剖面示意图图3 计算剖面

4.4 计算参数的选取

重度：根据滑体土试验统计值结合现场土石含量(综合土石比约1∶1)，滑体天然状态下重度为23.05 kN/m3，饱和状态下重度为23.3 kN/m3。

安全系数：拟建道路设计等级为4级，天然工况其安全系数取1.15，暴雨工况安全系数取1.10。

滑带土抗剪强度：由于钻孔揭露基岩面以上土体组成较复杂，以粉质黏土夹碎石及碎块石形式呈现，室内试验成果较滑带实际抗剪强度要小，通过反算求得的参数可信度较高。本次计算主要采用反算及经验值综合确定滑带土抗剪强度参数。

4.4.1 室内试验统计值

室内试验统计值见表1所示。

表1 室内试验统计值

4.4.2 参数反算值

根据宏观判定，滑坡整体处于基本稳定—欠稳定状态，天然工况下安全系数大约在1.05～1.06之间；暴雨工况下稳定性将有一定程度的降低，处于临界状态，稳定性系数大约在1.00～1.01之间，以该稳定性系数进行反算。

为更客观地反算出滑坡的C、φ值，选取5-5′剖面粉质黏土的抗剪强度C、φ值进行敏感性分析。根据图4～5可知，滑坡的稳定性受φ值影响比受C值影响要显著，更为敏感。

图4 Fs—C关系曲线图

图5 Fs—φ关系曲线图

结合抗剪强度参数的敏感性分析，参数反算值见表2。

表2 抗剪强度反算值

4.4.3 参数综合取值

根据室内试验统计数据、参数反算及以往工程经验，滑带土体抗剪强度参数综合取值见表3。

表3 滑带土抗剪强度参数综合取值表

4.5 计算结果

滑坡稳定性计算结果见表4。

表4 滑坡整体稳定性计算结果表

5 治理措施

根据庙梁子滑坡的特征、规模、保护对象及推力大小，综合确定在滑坡前缘结合在建道路采取抗滑桩进行支挡，在滑坡后缘及侧缘设置截排水沟的综合治理措施。此外，对坡体的变形挡墙进行加固。

6 结语

1)庙梁子滑坡的破坏模式为牵引式。

2)庙梁子滑坡破坏机制为坡体前缘修建道路开挖引起斜坡土体沿岩土界面产生滑移变形。

3)采用抗滑桩和截排水沟的综合措施对滑坡进行治理。