贵州省黎平县某滑坡稳定性分析

龙 正 谭

(贵州省地质矿产勘查开发局一0一地质大队，贵州 凯里 556000)

1 工程概况

该滑坡位于贵州省黔东南州黎平县双江镇高速出口南侧1.1 km处，滑坡前缘坡脚为黔东南州南部片区生活垃圾焚烧发电项目建设用地，建设场地西侧为坡度30°～45°的自然斜坡，项目规划设计场平标高为318.00 m，规划开挖方案为：自场平标高318.00 m起黏土和强风化层按1∶1.25的坡比放坡，中风化板岩按1∶0.84(中风化岩层面)的坡比放坡，共分9阶，第1阶～第6阶每阶垂直高度为10.0 m，第7阶～第9阶每阶垂直高度为8.0 m，每两阶之间设置2.0 m宽马道。

2020年6月份，业主方委托土石施工方对该场地进行场平开挖，开挖垂直高度约为40 m时(至规划设计第五级边坡)，由于开挖的高陡边坡不及时支护，2020年6月28日，在强降雨影响下，边坡产生变形，受变形的影响，前缘黔东南州南部片区生活垃圾焚烧发电项目被迫停工，一旦斜坡产生滑移，将造成建设项目建设场地不可利用，建设项目无法实施。

2 滑坡基本特征及类别

2.1 滑坡地形地貌

滑坡区地貌上属侵蚀低山沟谷地貌，地形切割较大，坡度较陡，总体地形西北高、东南低，位于一东向斜坡中下部，地形坡度为35°～50°，斜坡坡脚局部受人工切方作用，形成已切方斜坡，切方斜坡坡高5 m～73.0 m，勘查区地面高程为318.00 m～440.00 m，相对高差为122.00 m。受人类农耕、建筑开挖等影响，微地貌主要为陡坡和平台，斜坡上主要为耕地、林地(见图1)。

2.2 滑坡空间形态

根据滑坡所处的微地貌特征、坡体现状变形特征、运动趋势等最终确定滑坡的边界[1]。该滑坡位于一东北向斜坡中下部，前缘开挖陡坎，导致基岩出露，基岩出露区未发现变形破坏迹象，整体较稳定，故前缘以基岩出露区为界。斜坡后缘有相对平缓的平台，平台上有张拉裂缝，故后缘以张拉裂缝为界。南侧和北侧均为自然冲沟，两冲沟均未发现变形破坏迹象，故南北侧均以冲沟为界。滑坡平面形态呈东西向扇形，滑坡斜长约200 m，最宽处位于滑坡中下部宽约为100 m ，最窄处位于滑坡后缘宽约为80 m，面积为1.8×104m2。滑坡体厚8.6 m～20.6 m，平均厚度15.4 m。体积3.4×105m3，属浅层中型滑坡，滑坡主滑方向63°(见图2)。

2.3 滑坡物质组成

滑体由灰褐色、灰黄色的含碎石黏土组成。碎石含量约20%，碎石成分为强—中风化板岩，粒径0.2 cm～4 cm，棱角状，内部黏土填充。滑坡体厚8.6 m～20.6 m，平均厚度15.4 m。滑带主要为含碎石黏土段。滑床地层为青白口系清水江组(Qbq)板岩。

2.4 滑坡岩土物理力学性质

通过取样试验并结合地区经验，滑坡各岩土层物理力学指标取值见表1。

表1 岩土体物理力学参数及结构面参数

3 水文地质条件

地表水主要为东侧溪沟水及农田、鱼塘蓄水。溪沟水调查期间量0.93 L/s，据访，雨季时流量增大，暴雨时可形成短时洪流。地下水类型主要为第四系松散层孔隙水和少量基岩风化裂隙水。地下水主要受大气降雨及溪沟水补给，沿基岩面排向溪沟。

4 滑坡变形机制分析

根据现场调查，综上特征分析，滑坡上覆含碎石黏土与下伏强风化板岩接触面倾角较大，含碎石黏土层沿岩土接触面发生折线滑移[2]的可能性较大；下伏强风化板岩岩层层面与斜坡坡向为顺向关系，岩体易沿岩层层面发生顺层滑移。从该滑坡的变形特征与产生的现象并结合环境地质条件的综合分析，滑坡形成成因主要有以下因素。

4.1 形成因素

1)地形地貌。

滑坡所在斜坡地形坡度较大，坡度一般30°～45°，较陡的地形为斜坡的变形提供了动力条件。

2)地层岩性。

滑坡上覆含碎石黏土，结构松散、孔隙度较高，易饱水软化，同时，下伏强风化板岩为相对隔水层，降水在岩土分界面往地势低洼处汇流，一方面软化岩土分界面，另一方面形成了动水压力，进一步降低岩土分界面的抗剪强度。

4.2 诱发因素

滑坡变形的诱发因素为暴雨作用和人类工程活动。

1)暴雨作用。暴雨是诱发滑坡变形破坏的主要因素之一[3]。在强降雨等不利条件下，降水一方面对潜在滑坡体造成侵蚀破坏，造成潜在滑坡体饱水软化，抗剪强度降低；另一方面，地表水下渗形成地下水，沿岩土分界面形成面流，并向低洼处汇流，造成滑移面饱水软化，抗剪强度降低，同时，地下水面流形成的动水压力进一步增大了滑体的下滑力。

2)人类工程活动。工程活动主要表现为黔东南州南部片区生活垃圾焚烧发电项目建设过程中对斜坡前缘进行切方开挖，形成了高陡切方边坡，且未对该高陡边坡进行支护，改变了斜坡潜在应力分布，形成了有利剪出口，对潜在滑坡体滑动变形破坏提供了有利条件。

综上所述，滑坡发生变形破坏是自然因素和人类工程综合作用导致。

5 滑坡稳定性分析评价

5.1 模型与工况

从滑坡变形情况、勘查资料和分析剖面可看出，滑坡主要为第四系坡积层滑动，滑动面为岩土接触面，总体呈折线型，按GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范附录A.0.3，上部含碎石黏土采用折线行滑动法。

该斜坡的岩层面产状为100°∠51°，与滑坡主滑方向呈斜交外倾关系，下部强至中风化板岩可能沿该层面产生顺向滑动，按GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范附录A.0.2，下部强至中风化板岩采用折线行滑动法。

根据GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范表3.2.1，边坡高度大于30 m，滑坡地质灾害防治工程等级为Ⅰ级。

工况Ⅰ：自重，设防安全系数1.35(设计工况)；

工况Ⅱ：自重+暴雨+地下水(暴雨状态)，设防安全系数1.10；

根据表1确定的计算参数和计算模型对各条块对灾害体在工况Ⅰ、工况Ⅱ对各滑坡进行整体稳定性计算。

5.2 稳定性定量评价

1)上部含碎石黏土。

滑坡潜在滑体上无外加荷载。勘查区地下水埋藏较深，可不考虑地下水的作用，取单位宽度的总水压力U=0。勘查区地震基本烈度值6度，不计水平地震力的影响，地震加速度取0。计算公式见GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范附录A.0.2，计算模型见图3，图4，计算结果见表2。

表2 滑坡稳定性计算统计表

2)下部强至中风化板岩顺层滑移稳定性验算。

本次采用半定量方法验算下部强至中风化板岩顺层滑移稳定性，验算如下：

根据平面滑移法公式：

根据三角函数公式，可得：

其中，d为中风化板岩平均厚度；γ为重度，中风化板岩重度γ=26.8 kN/m3；α为取岩层层面视倾角50°。

中风化岩层面放坡开挖，处于稳定状态。

6 防治建议方案

饱水时，滑坡稳定系数Ks=1.021，处于欠稳定状态，滑坡整体处于蠕变状态[6]。设计支挡结构剩余下滑力取值815.25 kN/m。建议防治方案按照放坡清除部分+锚索(锚杆)+格构梁+坡顶截水沟的方案进行。

7 结论

1)滑坡发育于上部含碎石黏土中，其形成和发展受降雨水控制明显。由于不合理的开挖(开挖过陡)，使斜坡应力失衡，这是诱发滑坡的主要因素。强降雨是加剧和加深滑坡的关键。

2)本文用传递系数法对稳定性进行了分析计算，计算结果表明，该滑坡受暴雨作用较明显，在暴雨下中浅层滑坡安全系数接近临界值，整个滑坡将处于欠稳定或不稳定状况。

3)针对滑坡体建立完善的网状排水系统，且排水系统间应相对独立、互不干扰，防止因一处破坏而导致大面积排水失效，采用加强植被的方法加固地表，是有效处理滑坡的手段之一。治理滑坡最主要的手段就是设计并施加锚索+格构梁，建议对滑坡推力作进一步的核算，并与土压力进行计算对比，按不利情况设计。对滑坡进行动态设计和信息化施工，并建立险情预警、预报工作系统，这样将会收到事半功倍的效果。