安化县S324牛大公路滑坡稳定性分析与防治对策

刘建福，许鹏球，蒋文海

文章编号：1672-5603（2020）02-42-7

摘 要 公路滑坡是安化县重要的地质灾害之一。本文通过对S324牛大公路滑坡勘查，查明了滑坡体基本特征，从地质环境、人类工程活动等方面分析其孕灾、致灾因素。通过稳定性评价分析，表明该滑坡仍处于不稳定状态，结合滑坡特征，提出分级放坡、骨架护坡、挡土墙等防治措施建议。

关键词 公路滑坡;地质灾害;稳定性评价;防治对策

中图分类号：P642.22                      文献标识码：A

Stability Analysis And Control Measures of The Landslide of S324 Niuda Highway In Anhua County

Liu Jianfu ， Xu Pengqiu ， Jiang Wenhai

（304 Brigade of Hunan Nuclear Geology Bureau， Changsha Hunan 410007）

Abstract： Highway landslide is one of the important geological disasters in Anhua County. In this paper， the basic characteristics of the landslide mass are found out through the investigation of the landslide of the S324 Niuda highway， and the factors of disaster pregnant and causing are analyzed from the aspects of geological environment and human engineering activities. Through the stability evaluation and analysis， it shows that the landslide is still in an unstable state. Combined with the characteristics of the landslide， the paper puts forward the prevention and control measures such as grading， skeleton slope protection， retaining wall and so on.

Keywords： highway landslide; geological disaster; stability evaluation; prevention and control measures

1 地質环境条件

1.1 地形地貌

安化县S324牛大公路山体滑坡区（图1）属于构造剥蚀低山地貌单元，地势整体呈南高北低，南部为中低山，北部呈“U”型宽阔沟谷洪冲积平地。海拔183.6～668.4m，斜坡自然坡度25°～35°，植被茂密，以杉树、楠竹为主，少量灌木及草丛。

1.2 地层岩性

滑坡区出露地层出露为有寒武系上统探溪组（∈3t）灰岩、奥陶系下统白水溪组（O1bs） 粉砂质页岩、奥陶系下统桥亭子组 （O1q） 页岩、第四系（Q4）残坡积碎石土。

1.3 地质构造

根据区域地质图，该区域位于雪峰山加里东弧形褶皱隆起带上，发育一北北东向断裂，走向20°，长约16km，断裂近直立，两侧挤压破碎岩层陡立乃至倒转，断层与地层略斜交。

据现场调查，区内出露逆断层F1和挤压破碎带F2（图2、图3）。

逆断层F1主要由碎裂灰岩和泥土构成，宽0.2～0.5m，沿边坡出露长度约10m，走向20°，倾角45°。断层两盘岩性为灰岩，上盘岩层产状182°∠52°，下盘产状178°∠80°，下盘岩石褶曲变形强烈，呈倒“S”形，岩石挤压破碎，方解石脉发育。

挤压破碎带F2位于逆断层F1的南侧10m，为逆断层F1挤压变形造成的破碎带，处于灰岩与粉砂质页岩接触带内。破碎带由碎裂岩石和泥土构成，宽1.0～1.5m，走向北东，倾向北西，倾角近似直立，顺层发育，边坡面上出露长度约10m 。

1.4 水文地质条件

区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。

（1）松散岩类孔隙水：分布于山体表层第四系松散残坡积层碎石土中，含水量受季节性降雨作用影响明显，径流途径短，就近向沟谷方向运动并排泄于坡脚溪沟中。

（2）基岩裂隙水：分布于风化岩石节理裂隙及层间裂隙中，以大气降水补给和松散岩类孔隙水补给为主。

1.5 人类工程活动

2000年左右，原公路修建对工作区斜坡进行开挖，形成较高较陡边坡，受限于当时条件，边坡未进行工程防治。

2017-2018年S324牛大公路改建，对原公路进行拓宽、拉直改造，对斜坡进一步开挖，形成多处高陡边坡，且在改建过程中发生不同规模崩滑，对发生崩滑的边坡采取了挡土墙进行简单防治。

2 滑坡特征

2.1 滑坡形态特征

滑坡平面上呈圈椅状，前缘位于公路边坡，后缘位于山腰部，剪出口位于边坡临近公路路面上部位置。滑坡主滑方向359°，为反向斜坡，前缘宽85m，后缘宽27m，斜长46m，滑体厚3.8-6.8m，均厚5.3m，滑坡总量为1.4×104m3，属小型牵引式土质滑坡（图4）。

滑坡堆积体堆积于公路路面及下部斜坡面上，呈扇形展布，于坡面形成一层厚3.8-7.0m的堆积体，堆积体宽16.8～74.6m，斜长106.2m。

2.2 滑坡物质结构特征

2.2.1  滑体

根据地质测绘及槽探、钻探揭露，滑体由粉质粘土和强风化页岩碎块石组成。粉质粘土按成因分为风化残积粉质粘土和坡积粉质粘土，土体结构稍密，含大量碎石及角砾，孔隙度大，透水性一般，具良好储水空间;强风化页岩碎石，岩石质软易碎，泡水已软化膨胀，岩石破碎呈板状，摩擦系数低。滑体厚度3.8-6.8m，平均厚度5.3m。

2.2.2  滑带特征

根据现场岩芯情况，滑动带不明显。但依据钻孔揭露情况，滑动带可能位于强风化页岩及岩土接触面中。根据勘探线1、3钻孔揭露情况，滑动带位于岩土界面，即强风化页岩与粉质粘土接触部位，该段因上覆土层透水性及页岩侵水易软化膨胀的特性易形成滑动带。根据勘探线2钻孔揭露情况，并结合各钻孔强风化页岩层岩芯情况，滑动带可能存在于强风化页岩中;钻孔揭露强风化页岩中，岩石风化后成粘土，形成粘土包裹岩石碎块土柱岩芯（图5），局部土柱质软，饱和，手摁易变形，容易形成软弱面;目前该层因反向坡及岩石风化程度差异，暂未发生滑动。

2.2.3  滑床特征

滑床为中风化粉砂质页岩，砂泥质结构，板状构造，岩石物质分布较均一，岩石强度一般，裂隙欠发育，岩层结构较完整。岩层产状174°∠80°，与滑坡主滑方向359°相反，属反向坡，整体稳定性较好。

2.2.4  滑坡体变形特征

调查发现滑坡后缘顶部及左壁目前未发现裂缝，于滑坡右壁见一条张拉裂缝（图6），裂缝宽10～30cm， 深20～50cm，走向304°，延伸长9.5m。滑坡后缘斜坡上见少量马刀树（图7）。

3 滑坡稳定性评价计算

3.1 滑体力学参数

在勘查钻孔中取岩土样进行室内试验，其主要参数统计分析结果见表1、表2、表3。

3.2 滑动带物理力学参数选取

①重度（r）：

岩土体重度依据试验值。

②抗剪强度

以1-1′原始剖面线（滑坡前剖面）为例，天然工况选用试验值C58.86kPa、Φ24.3°，指定出入口范围滑面。对滑坡进行C、Φ值反演计算，反演公式为：

根据滑坡滑动特征判断，已基本卸荷，目前处于较稳定状态，安全系数未知。通过资料收集，还原原始剖面，依据《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864-2016），假定搜索到的最危险滑动面稳定性系数为0.9，进行反演计算，其结果如下：

根据反演剖面图（图8）计算结果（表4）与室内土工试验结果进行对比取值。《岩土工程手册》建议自然工程粉质粘土C值25 kPa，Φ值取24°，暴雨工况乘以一定的折减系数，暴雨工况粉质粘土饱和粘聚力强度指标C值取20kPa、Φ取19.2°。因此通过反演综合确定，粉质粘土抗剪暴雨工况C值取19.1kPa、Φ取18.54°;自然工况强度指标C值取25kPa、Φ取24°。强风化页岩自然工况C值和Φ值取试验标准值，C值取42.77kPa、Φ取23.66°;暴雨工况按0.8系数折减，C值取34.20kPa、Φ取18.90°。

3.3 计算工况与稳定安全系数

参考《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006），防治工程等级为Ⅲ级，边坡边坡稳定安全系数见表5。

3.4 计算方案的选取

计算方法为均质土质滑坡采用圆弧型瑞典条分法。根据《建筑边坡工程技术规范GB50330-2013》，采用圆弧滑动法时边坡稳定性系数可按下式计算：

式中：

K—整个滑体剩余下滑力计算的安全系数;

l—单个土条的滑动面长度（m），l=bsecθ;

W —条块重力（kN），浸润线以上取重度，以下取饱和重度;

Ui—第i个条块滑面单位宽度总水压力（kN/m），作用方向垂直于滑面底部;

θi —第i條块的重力线与通过此条块底面中点半径之间的夹角（度）;

C、φi— 土的抗剪强度指标，取有效应力指标;

γw—水的重度（kN/m3）;

3.5 计算结果

自重和自重+暴雨工况下的滑坡稳定性系数计算结果见表6。

4 工程治理措施

（1）分级放坡工程：采用坡比1：1.15，每8m高设一级平台，第一级平台根据地势高低放坡高度有所不同，平台宽1.5m。

（2）截排水沟工程：为减少边坡坡面雨水的入渗，每级放坡台阶设截排水沟，沿放坡范围外围稳定坡面修建环形截水沟。

（3）骨架护坡工程：分级放坡后，在坡面设置人形骨架护坡，骨架采用C25混凝土浇筑，骨架内采用喷播草籽。

（4）挡土墙工程：挡土墙采用重力式结构，墙后填料宜采用碎石土回填，回填夯实应达中密程度。

（5）清方工程：清理滑坡堆积体，消除公路下方隐患。

（6）监测工程：采用施工期安全监测与防治效果评估监测。施工期安全监测是在施工过程中，监测边坡开挖过程中滑坡及外围区域的稳定情况，确保施工安全。防治效果评估监测应根据滑坡的边界范围建立监测网，重点监测治理工程后坡面以及挡土墙的变形情况，监测时程不应少于二个水文年，数据采集时间间隔10～15天，如变形不明显，可一月采集一次数据，在外界扰动较大时，如暴雨期间加强监测次数。

5结语

（1）滑坡平面上呈圈椅状，前缘位于公路上边坡，后缘位于山腰部，剪出口位于临近公路路面。滑体为粉质粘土，滑动带位于粉质粘土中，滑床为强风化页岩，滑坡主滑方向359°，滑坡总量为1.4万m3，属小型牵引式土质滑坡。

（2）该滑坡已发生滑动，通过稳定性分析计算，1-1′剖面线公路路面以下堆积土方处于不稳定状态， 2-2′剖面在暴雨工况下公路路面以上坡体处于不稳定状态。

（3）根据勘查结论，滑坡防治应同时采用分级放坡、人字形骨架护坡、截排水沟工程、挡土墙工程、清方工程、监测工程等治理措施，恢复原有公路及路边防护墙。

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