陈仓区县功镇新水泥厂滑坡稳定性评价及建议

王 博 闻

(宝鸡西北有色七一七总队有限公司，陕西 宝鸡 721000)

滑坡是我国地质灾害的主要种类之一。它具有分布广泛、规模巨大、分布不均、危害严重四个方面的特点。近年来，一些处于特殊地质地貌环境的地区，在人类工程的影响下，频繁出现滑坡地质灾害，逐年呈上升趋势，严重影响当地居住环境及经济发展，威胁人员生命财产安全。为了尽可能的避免或降低这方面危害，应坚持“预防为主、防治结合、综合防治”的原则，即不但要求对滑坡进行有效的治理，同时更需要认识滑坡的地质特征和变形破坏规律，对滑坡的稳定性做出正确评价，对其发展趋势做出可靠的预测[1]。

滑坡的稳定性分析是滑坡灾害防治的基础与前提，现阶段，分析滑坡稳定性有多种理论与方法，但应用最为广泛的主要有极限平衡法和数值分析法两种[2]。由于极限平衡法具有明确的物理涵义，工程界普遍应用于滑坡的稳定性分析中，并作为边坡设计的主要依据[3]。

1 滑坡特征与成因分析

1.1 滑坡基本特征

1.1.1 地貌地质特征

陈仓区县功镇新水泥厂滑坡地处陕西省宝鸡市北部的黄土梁峁沟壑区内，由南北两个古滑坡组成(为方便描述，此后下文将一北一南两个滑坡分别定名为1号、2号滑坡，见图1)，地势总体北西高而南东低，地面标高介于780 m～895 m之间，相对高差约115 m；纵向可见坡向介于115°～142°之间，坡度总体约10°，坡体上缓下陡。

1.1.2 滑坡形态特征

1号滑坡：平面呈矩形，剖面呈上缓下陡的阶梯状。滑坡圈椅构造明显，剪出口、滑覆体存在，但后期改造均明显。圈椅构造的后缘及周界呈陡坎状，形成后壁及两侧壁，高2 m～15 m不等，其间呈低洼地形；剪出口处基岩出露相对较浅，故前期修建了挡墙和微型抗滑桩；滑覆体形成了新的次级滑坡。后壁顶部标高895 m，前缘坡脚水泥厂挡墙边部标高803 m，相对高差93 m，总体坡度12.5°，长约420 m，最宽处约280 m，总面积约110 000 m2，平均厚度约18 m，上厚下薄，体积约199.63×104m3，滑向115°(见图2)，属大型堆积层(土质)滑坡，运动方式为牵引式。

次级滑坡发育于1号滑坡剪出口以下，平面呈半圆形，后缘位于1号滑坡中部已建挡墙和微型抗滑桩中部及南侧滑体上，次级滑坡的滑体为1号滑坡的滑覆体，下滑后导致其上的微型抗滑桩裸露形成后壁，高1 m～6 m，次级滑坡体宽约为160 m，长约为140 m，面积约为23 000 m2，平均厚度约13 m，体积约29.41×104m3，滑向90°(如图3所示)，属中型堆积层(土质)滑坡，运动方式为推移式。

2号滑坡：位于滑坡区西南部，属古滑坡，平面呈舌形，剖面呈阶梯状，上部为梯田，中部北侧经人工开挖凿平，现为一石灰厂，下部为人工削坡形成的“台阶”。滑坡圈椅构造明显，后缘及周界呈陡坎状，形成后壁及两侧壁，高1 m～16 m不等，其间呈低洼地形。后壁顶部标高904 m，前缘坡脚水泥厂挡墙边部标高800 m，相对高差104 m，总体坡度12°，长约490 m，后窄前宽，最宽处约340 m，面积约121 000 m2，平均厚度约25 m，上厚下薄，体积约302.5×104m3，滑向142°(见图4)，属大型堆积层(土质)滑坡，运动方式为牵引式。

1.2 滑坡变形破坏特征

1号滑坡滑体中部施工了的挡墙及微型抗滑桩拉裂破坏，向前位移达0.5 m～2 m，下部的次级滑坡下滑导致工程基础前部下沉脱空，形成次级滑坡的后壁，高度1 m～6 m，整体下沉，最大可达1.5 m(见图2)。次级滑坡的滑体上逐级出现不同程度的南北向的横向拉张裂缝，南侧壁附近出现北西—东西向的纵向拉张裂缝，规模较大的裂缝可见6条(见图1)。滑坡前缘见多处泉眼，水泥厂房、挡墙、水泥路面可见多处变形开裂。

2号滑坡前缘由水泥厂施工了部分抗滑桩，变形破坏不甚发育，仅在没有施工抗滑桩的滑体上北侧的路面见开裂形成拉张裂缝，宽约5 cm～10 cm，长约30 m，走向约30°。没有施工抗滑桩的滑体前缘见多处泉眼。

1.3 滑坡成因分析

1.3.1 滑坡形成的地质条件(内因)

陈仓区县功镇新水泥厂滑坡体范围内，表层分布少量碎石、砖块、水泥块及砂等人工杂填土，上部为粉质黏土、含砂砾粉质黏土及含钙质结核粉质黏土为主的坡积层，垂直裂隙发育，质地疏松，是地表降水良好的下渗通道。下伏白垩系砂砾岩、砂岩地层，地层顶部见厚约0 m～5 m的强风化带，呈碎石土状，顶部以下风化强度逐渐减弱，为相对隔水层。雨季或连续降雨情况下，上部的坡积层与强风化砂砾岩饱和后重度增大，抗剪强度下降，易沿其与下伏的稳定基岩接触面产生蠕动变形。

1.3.2 滑坡形成的动力因素(外因)

1号、2号古滑坡在县功新水泥厂施工前基本处于稳定状态。但是在修建水泥厂时，为了扩展厂区空间，滑坡前缘部分古滑坡的滑覆体被清除，降低了坡脚处的被动土压力，打破了原有的应力平衡状态，从而使坡体产生蠕动变形，导致两个古滑坡复活。

1号、2号滑坡后壁以上的北东向梁顶原有县功—千阳老省道，道路设有排水渠、道路以下埋设有排水涵管，公路养护段定期维护，后S212省道建成通车后该道路荒废，排水渠堵塞，涵管被彻底掩埋，而1号、2号古滑坡顶又恰为北东向梁顶的“鞍部”，有利于降水汇集，1号、2号古滑坡体地表地形为凹槽，有利于汇集降水向古滑坡下渗，长期下渗作用下重度增大，土体抗剪强度降低，导致复活的古滑坡由蠕变向加速变形阶段发展。

2 滑坡稳定性分析与评价

使用极限平衡法分析滑坡的稳定性，需要计算滑坡的稳定系数。所使用的计算参数主要有滑体的重度(γ)、滑带土的粘聚力(c)及内摩擦角(φ)，其中滑带土力学指标的取值是滑坡稳定性计算的非常重要的部分，也是关键部分，取值的正确与否直接影响到计算结果[4]。滑体重度根据室内试验结果取其统计结果的平均值，而滑动带的粘聚力及内摩擦角通过试验及地区经验综合确定(如表1所示)。

表1 滑坡滑带土抗剪强度参数综合取值

根据《滑坡防治工程勘查规范》第12.4.6条之规定，稳定系数Fs<1为不稳定，1≤Fs<1.05为欠稳定，1.05≤Fs<1.15为基本稳定，Fs≥1.15为稳定。

根据GB/T 32864—2016滑坡防治工程勘查规范的相关要求，结合该滑坡的特点，计算采用“传递系数法”分别对水泥厂北1号滑坡、1号滑坡次级滑坡、2号滑坡稳定系数进行计算，据稳定性计算结果(见表2，图5～图11)，天然状况及饱和状况下1—1′,4—4′,6—6′,7—7′剖面处于稳定状态，2—2′,3—3′,8—8′处于不稳定状态。因此1号滑坡上部主体在天然状况及饱和状况下为稳定状态，1号滑坡前缘次级滑坡在天然状况及饱和状况下均为不稳定状态；2号滑坡中部及南部在天然及饱和状况下为稳定状态，北部在天然及饱和状况下均为不稳定状态。

表2 稳定性计算结果

3 滑坡发展趋势

在天然状态下1号滑坡上部主体处于稳定状态，但在饱和状态下处于不稳定状态，即在极端天气下地表水顺地形汇集、下渗软化土体，降低坡体的抗剪强度，斜坡失稳，但其滑动面平缓，势能较小，且破坏形式为推移式破坏，因此斜坡失稳时滑体滑动速度不会太快，主要表现为对剪出口已建挡墙和微型抗滑桩的破坏，对其下的掩埋。

1号滑坡前部的次级滑坡在天然和饱和状态下均为不稳定状态，天然状态下上部坡体的地下水汇集到该次级滑坡滑面以上，使其长期处于蠕动变形阶段，故地表逐级形成不同程度的南北向的横向拉张裂缝，南侧壁附近出现北西—东西向的纵向拉张裂缝；在饱和状态下，降水同地下水双重作用，滑体饱和，可导致其斜坡发生瞬间失稳，对坡脚的水泥厂建筑物造成冲击、掩埋。

2号滑坡前缘施工了22个矩形(2 m×3 m)、深度18 m～30 m抗滑桩，综合稳定性定量计算结果，判断其在天然状态下处于稳定状态，在饱和状态下处于基本稳定状态。饱和状态下没有判断其处于稳定状态而是基本稳定状态的原因是：抗滑桩没有完全横穿滑坡，仅在其前缘中南部施工了部分抗滑桩，而前缘北部仅采用了削坡卸载的方式进行了简单治理，削坡后出现了两处泉眼，形成大面积湿地，如遇极端饱和天气，前缘没有施工抗滑桩的坡体将会处于欠稳定状态，斜坡失稳后，威胁滑坡北侧周界陡坎下的一户当地居民的安全，同时威胁坡脚水泥厂厂房的安全。

4 滑坡防治措施建议

根据滑坡稳定性分析结果及发展趋势来看，该滑坡总体已处于蠕变向破坏过渡的阶段，局部已达到破坏阶段，一旦整体失稳，将对坡脚下水泥厂厂房、工作人员的生命财产安全造成严重威胁，潜在经济损失也较大，应尽快进行治理。

根据该滑坡区工程地质条件、水文地质条件及滑坡成因、稳定性，结合场地条件、威胁对象及以往防治工程效果，对县功新水泥厂1号、2号滑坡提出“抗滑桩+截排水”的综合治理方案建议。

1号滑坡建议抗滑桩施工需贯穿滑坡前缘，2号滑坡抗滑桩布设于前缘削坡卸载处上方，桩长进入稳定砂砾岩不小于5m，抗滑桩的数量、规格参数应根据滑坡推力计算而定。抗滑桩施工前，在其上部均建议施工浆砌片石护坡，护坡坡底施工截排水渠，护坡上按梅花状布置排水孔，用以排除坡体地下水。

5 结语

陈仓区县功镇新水泥厂滑坡为一处于蠕变阶段向加速破坏阶段过渡的滑坡，滑面位于含砾粉质黏土与底部白垩系砂砾岩的接触面处，属大型堆积层(土质)滑坡。通过稳定性计算可知，1号滑坡上部主体在天然状况及饱和状况下为稳定状态，1号滑坡前缘次级滑坡在天然状况及饱和状况下均为不稳定状态；2号滑坡中部及南部在天然及饱和状况下为稳定状态，北部在天然及饱和状况下均为不稳定状态。

根据该滑坡区工程地质条件、水文地质条件及滑坡成因、稳定性，结合场地条件、威胁对象及以往防治工程效果，对县功新水泥厂1号、2号滑坡提出“抗滑桩+截排水”的综合治理方案建议。