G213线K63+610～K63+700滑坡滑动面的辨识分析

李晓明 欧展良

摘要：滑动面是滑坡的组成要素，是滑坡稳定性分析计算的重要因素，也是滑坡防治设计的重要依据。文章结合某公路滑坡勘察全过程，运用滑坡现场地质调查、钻探过程钻进情况分析、岩芯现场分析、原位测试、取样室内试验等识别手段，准确辨识滑动面位置。

关键词：滑坡;滑动面;识别手段

The sliding surface is the component of landslide，which is an important factor in the analysis and calculation of landslide stability，and also an important basis for landslide prevention design.Combining the whole investigation process of a highway landslide，and by using the landslide site geological survey，drilling process situation analysis，core field analysis，insitu testing，sampling indoor test and other identification means，this article accurately identifies the position of sliding surface.

Landslide;Sliding surface;Identification means

0 引言

我國地质灾害较多，常见的有崩塌、滑坡、泥石流等。其中滑坡具有分布广泛、发生频繁、危害严重等特点，会对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。由于国民经济快速发展，基础设施和城市建设需要大规模进行挖填方工程，特别是在公路建设过程中，为了保护耕地，新修公路多沿山坡展布，以避让耕地，从而形成高填路基和深挖路堑，随之而来的是滑坡灾害日益严重。因此，滑坡防治成为公路建设者的重点研究方向。

滑坡是斜坡岩土体沿着贯通的剪切破坏面所发生的滑移地质现象。这里的剪切破坏面被称之为滑动面，为滑坡体沿下伏不动的岩、土体下滑的分界面。滑动面是滑坡的组成要素，其是滑坡存在的重要前提，是滑坡稳定性分析计算的重要因素，也是滑坡防治设计的重要依据。滑动面的辨识是滑坡勘察中非常重要而又复杂困难的工作，特别是覆盖层中的滑动面更是难以识别。本文根据某公路滑坡勘察全过程成果，综合滑坡现场地质调查分析、钻探过程钻进情况分析、岩芯现场分析、原位测试、取样室内试验等手段，对覆盖层内滑动面的辨识进行归纳，可为类似地质条件滑坡勘察提供参考。

1 项目概况

国道213线昭阳区至江底（昭曲分界）段提升改造工程的起点位于昭通市昭阳区（县城），止点位于鲁甸县江底（昭曲分界）牛栏江大桥。其中K63+610～K63+700段为填方路基，填方路堤边坡高4～9 m。边坡原设计按1∶1.5放坡，路基东侧下方即为牛栏江，路基边缘距江边仅50 m左右。施工期间该段路基发生滑坡，回填路堤路肩墙垮塌，路基严重变形，路面错断，垂直沉降约3 m，水平错动约有4.5 m，滑坡体宽约65 m，长约60 m，高差约20 m，为小型滑坡。滑坡阻断公路通行，无法完成路段内后续路基施工[1]。

2 地质环境条件

场地区位于牛栏江右岸之上，分水岭高度大，坡面汇水面积较大，为公路边坡病害对降雨中敏感区。牛栏江河床宽10～20 m，多年平均流量2.0 m3/s，河水日常水位主要受上游的小岩头水电站发电放水控制。水电站发电放水时，河水水位快速上涨，河水涨落及冲刷对滑坡稳定性影响较大。

场地属滇东北高原侵蚀高中山峡谷地貌区，位于牛栏江中游地段，两岸高山夹峙，两侧坡度较陡。滑坡位于牛栏江右岸，为斜坡地形，地形坡度30°～50°，高程1 224～1 284 m之间，场地植被不发育。

根据现场调查及勘查资料可知，滑坡区地层岩性主要为第四系人工填土（Qml4）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）及二叠系中统峨眉山玄武岩组（P2β）地层。人工填土为路基填土，主要成分为碎石、角砾和黏性土。经分层碾压，有一定密实度，厚度为3.4～4.6 m;冲洪积层上部主要为稍密～中密角砾，厚10.2～14.9 m，下部为圆砾，中密，厚3.7～9.6 m;下伏基岩为强～中风玄武岩。由于滑坡区处于迤车汛向斜西北翼，距离褶皱轴部较近，受褶皱影响，基岩节理裂隙很发育，岩体破碎，岩质硬，性脆。

场地地下水主要为松散岩类孔隙水和岩浆岩类基岩裂隙水，主要接受大气降水和附近地表生活废水的补给。表层角砾和圆砾透水性强，富水性较好。地下水位一般高于河水水位，地下水排泄到牛栏江;上游电站发电放水时，河水快速上涨，河水水位高于地下水位，河水补给地下水，地下水位上涨;电站合闸蓄水侧地下水位随河水快速下降。地下水快速上涨或下降易造成岸坡不稳定。

3 滑坡形态特征及变形破坏模式

K63+610～K63+700段滑坡分布高程1 234.03～1 258.82 m，南北宽约65 m，东西长60 m，滑坡形态呈圈椅状，主滑方向为98°，滑坡平面面积约2 700 m2。滑坡后缘已下挫滑移形成高2～3 m陡坎，陡坎坡度60°～70°，局部直立。由于滑坡体垂直沉降约3 m，水平错动约4.5 m，滑坡体后缘边界部位形成一道宽约6～9 m、深约1～3 m的凹槽，中部已错断公路路基路面， 路肩墙垮塌。滑坡前缘剪出口位于牛栏江河岸堆积块石堆上方，剪出口位置的树木倾斜，局部直径近1.5 m块石被滑坡推倒。滑坡前缘剪出口明显，滑坡界线清晰，滑动面完全贯通。根据现场调查初步判断该滑坡为土质滑坡，滑动面处于覆盖层土体内。

据调查了解，场地原始地形为斜坡地带，地形较陡，滑坡上部修建公路回填形成的路堤边坡，增加了原边坡的荷载，改变了原始斜坡的稳定性。在荷载及地下水作用下，土层先蠕滑后产生拉应力，导致路面被拉裂，拉裂缝向滑体两侧延伸并张开加大和下错，滑体中上部两侧出现羽状张裂缝。伴随裂缝的贯穿，上部土层滑动，穿过路肩墙下方土层，挤压下部土层产生变形，造成潜在剪切面上剪应力集中，促进最大剪应力带的剪切变形，滑动面贯穿土层，滑坡已经过滑动阶段，现状处于逐渐趋于稳定阶段。土层内滑动面一般呈圆弧状或似圆弧状，为推移式圆弧型滑坡。

4 滑动面的辨识[2]

滑动面辨识方法按确定性可分为非确定性方法和确定性方法。非确定性方法主要有简易力学判识法、物探法、数值模拟法等。非确定性方法辨识的滑面为推测性滑面，需确定性方法进行验证。非确定性方法一般为辅助手段或进行初步研究的手段;而滑坡治理工程勘查、设计和施工阶段则采用确定性方法进行滑动面识别。确定性方法主要有野外地质判识法、勘探识别法和深层位移观测法。

滑动面深埋滑坡体下，识别非常困难，通常滑动面的辨识需综合多种方法和手段进行。深层位移观测法主要采用钻孔倾斜仪观测滑坡体各深度的位移变形情况来判定滑面位置。若滑坡持续滑动，滑面位置变形位移明显大于其他部位，所以位移观测法仅适用于活动持续变形的滑坡。由于G213线K63+610～K63+700段滑坡现状处于逐渐趋于稳定阶段，变形较

小，深层位移观测法适用性差，因此该滑坡滑动面的辨识方法主要采用野外地质判识法和勘探识别法。

野外地质判识法就是通过地质调查寻找滑面地质迹象，一般可采用如下技术方法去加以确定：

（1）K63+610～K63+700段滑坡经现场调查可知，滑坡体后缘陡坎，张拉裂隙，前缘土体挤压变形部位，可以确定整个滑面处于前缘变形部位以上，后缘陡坎以下（见图1）。

（2）覆盖层滑坡多沿着最大剪应力带产生圆弧形滑面，其滑面应处于滑坡前缘与后缘连线以下（见图1）。

（3）覆盖层滑坡最大剪应力带可能为土岩界面，其形成与土岩界面大致吻合的滑面。根据现场调查可知，该滑坡场地覆盖层较厚，基岩埋藏深，该边坡滑面应该不是土岩界面。

（4）覆盖层滑坡最大剪应力带也可能为土層中软弱夹层，通过现场开挖边坡调查，发现覆盖层为冲洪积层，角砾层均匀性差，部分含较多粉质黏土，局部还夹薄层粉质黏土。薄层粉质黏土相对角砾层力学性质差，为相对软弱层，滑动面为薄层粉质黏土部位可能性大。

通过现场调查，运用野外地质判识法初步辨识滑动面大体位置和滑动面所处地层，然后采用相应的勘探手段和方法进一步识别[3][4]：

（1）钻进过程识别。首先根据野外地质判识法判别滑面情况，进行布设钻孔位置和钻孔深度。在钻探过程中，技术人员必须在将要钻至滑坡深度位置时进行旁站观测钻机钻进情况，根据钻机钻进快慢、跳动、卡钻及钻孔孔壁收缩、垮塌、缩径等情况判别滑面位置。

（2）原位测试识别。地质判识法推测滑动面上下各2 m范围内连续进行重力触探试验（若为黏土层则每50 cm进行标贯试验），滑面位置可根据重力触探试验或标贯试验成果变化差异情况确认（见图2）。

（3）岩芯识别。滑动面附近岩芯必须干钻，以保证岩芯原始状态。根据钻取岩芯的状态（滑面位置土体明显较松散或者呈软～可塑状）、岩土体组成情况（滑面部位粉质黏土含量较多或者薄层粉质黏土）、岩芯土体含水量（滑面位置土体较潮湿）等情况识别滑面位置。

（4）取样室内试验。在滑动面上下各2 m连续取样（每50 cm取一组样），根据样品试验结果的物理力学指标（含水率、比重、密度、孔隙比、液性指数、压缩模量等）差异性确认滑面。由于该滑坡滑面处于角砾土，只能依据样品含水量大小进行滑面位置识别。由于边坡滑动后，滑坡体特别是滑动面土体松散，透水性较好，而下伏滑床未变形，透水性相对较差，因此地下水易汇集于滑动面土体，含水量明显增大（见表1）。

5 结语

（1）本文通过G213线K63+610～K63+700滑坡勘察中识别滑面全过程，介绍野外地质判识法和勘探识别法，运用现场地质调查资料、钻探过程钻进情况、岩芯情况、原位测试、取样室内试验等成果分析，准确辨识滑动面位置，可靠性高。

（2）覆盖层滑动面仅是各种滑动面中的一种，本文介绍滑动面辨识的方法和手段适用于与本滑坡类似情况的滑坡，而在实际工作中遇到的滑坡地质情况复杂多变，除本文介绍方法可借鉴外，需结合滑坡具体情况，运用其他多种手段（力学判识法、地球物理探测法、深层位移观测法、数值模拟法等）进行辨识，才能更好辨识滑动面，以利于滑坡防治工程设计。

参考文献：

[1]广西交通科学研究院有限公司.G213线昭阳区至江底（昭曲分界）段公路改造工程第三合同段K63+550～K63+700段路基滑坡工程地质勘察报告[R].2018.

[2]胡瑞林，王珊珊.滑坡滑面（带）的辨识[J].工程地质学报，2010，18（1）：35-40.

[3]王松龄，丰明海.滑坡区岩土工程勘察与整治[M].北京：中国铁道出版社，2001.

[4]GB/T 32864-2016，滑坡防治工程勘察规范[S].