牵引式滑坡成因机制分析及治理措施

黄义佳

（广东省有色金属地质局九三二队，广东韶关512000）

1 滑坡体基本特征

滑坡区位于韶关市曲江区苍村水库防汛公路，距离苍村水库管理处约500m路段的山坡上，该滑坡规模类型为浅层小型滑坡，滑坡体总高度约25m，宽约40~52m，长约72m，厚度约6~8m，滑坡体体积约26000m3，滑坡前缘坡脚地面及坡体局部已有隆起现象；中部山坡已建防汛公路受滑坡地质灾害影响已经出现断开、沉降、错位；坡顶滑坡后缘出现明显的后缘平台及陷落断壁。滑坡现暂处于欠稳定—基本稳定状态，但在遇到连续性强降雨等极端天气，易再次发生滑坡地质灾害，对防汛公路、水库管理处人员及坡脚村民造成较大的威胁。

2 滑坡工程地质条件

2.1 地形地貌

自然山体属丘陵地貌，总的地势为北东高南西低。滑坡区高差较大，局部地段地势较陡，地形坡度多为10°~25°，山脚陡坎处可达40°~60°。场地范围地面标高为95~120m，最大高差约为25m。山体现状主要为防汛公路及林地果园等，总体植被较发育，山脚因当地农民开挖山体平整作为果园菜地。滑坡后缘出现明显擦痕的滑坡壁，防汛公路外侧已滑动下沉，滑坡现状坡现暂处于欠稳定—基本稳定状态。

2.2 滑坡岩土工程地质特征

滑坡勘察场地岩土层为上覆第四系坡积土和残积土，下伏基岩为石炭系下统孟公坳组（C1ym）石灰岩。第四系坡积土（Qdl）和第四系（Qel）残积土主要为粉质粘土，呈棕黄色、黄色，可塑，主要成分为粉粘粒，局部含大量风化角砾，土体均匀性较好，在埋深约6~8m处可见较为松散夹风化角砾的粉质粘土，推测为滑坡滑动面。坡积土该层分布于山坡表层中，全场分布，层厚4.10~14.60m。残积土该层分布于山坡坡体中部，为主要土层，层厚3.60~17.10m。钻孔揭露微中风化—微风化灰岩，呈灰色、灰白色，微晶结构，厚层构造，岩层产状为90°∠25°，主要矿物成分为方解石、白云石，节理裂隙较发育，裂隙面充填白色方解石脉，岩芯较破碎—较完整，多呈短—长柱状，岩质较硬，部分钻孔揭露到有溶洞现象，充填软塑状粉质粘土。

2.3 滑坡水文地质特征

滑坡区内地下水主要有两种赋存方式：一是第四系土层孔隙水；二是基岩岩溶裂隙水。孔隙水赋存于第四系坡残积粉质粘土中，透水性较差，其中坡积土渗透性相对残积土较好，地下水的补给来源主要为大气降水，动态变化大，径流途径短；岩溶裂隙水赋存于基岩裂隙及岩溶带中，富水性中等，由上覆土层中的孔隙水渗透直接补给和临近区域基岩岩溶裂隙水侧向补给，岩溶裂隙水具有微承压性。水量的大小和径流条件受地质构造、节理裂隙及岩溶发育程度控制。勘查场地钻孔水位埋深5.60~8.40m，基本上和推测滑动面深度一致。场地地下水径流和滑坡体滑动同一方向，对滑坡形成有一定的促进作用。

3 滑坡变形破坏特征及成因机制

3.1 滑坡变形破坏特征

山体边坡为原始自然山坡，坡面植被较茂盛，由于受到持续强降雨影响，土体吸水饱和，在重力作用下发生滑坡地质灾害。该滑坡规模类型为浅层小型滑坡，滑坡体总高度约25m，宽约40~52m，长约72m，厚度约6~8m，滑坡体体积约26000m3，滑坡前缘坡脚地面及坡体局部已有隆起滑动现象，形成滑坡鼓丘；中部山坡已建防汛公路受滑坡地质灾害影响已经出现断开、沉降、错位，形成高约2.2~3.5m的垂直陡坎，原有防汛公路内侧水沟出现0.05~0.2m宽的裂缝；坡顶滑坡后缘出现明显的滑坡壁和滑坡台阶，滑坡壁高约1.2~2.0m，滑坡台阶拉张裂缝和剪切裂缝宽约0.1~0.3m。依据现有调查资料及滑坡现场出现滑坡特征现象，推测滑裂面方位约230°。组成滑坡体的土体主要为坡积粉质粘土，滑坡现暂处于欠稳定—基本稳定状态，但在遇到连续性强降雨等极端天气，易再次发生滑坡地质灾害。

3.2 滑坡变形成因分析

防汛公路滑坡的成因与地形地貌、边坡土体特征、大气降雨及人类工程活动等密切相关。

（1）地形地貌：滑坡区为丘陵地貌，总体地形坡度为10°~25°，地形高差相对较大，坡脚因当地村民开挖后坡度可达40°~60°，山体前缘地形开阔，形成下陡中缓上陡易产生滑坡的有利地形。

（2）边坡岩土体特征：滑坡所处地带山坡上的岩土体表层为坡积土夹风化角砾的粉质粘土层，在6~8m深度揭露到土质较为松散的粉质粘土。坡积粉质粘土夹大量风化角砾，孔隙率相对较大，渗透性相对残积土较好，有利于地表水入渗存留在坡积土导致土体饱和软化。

（3）人类工程活动是滑坡地质灾害形成的主导因素，前期山坡坡脚因当地村民开挖造成坡脚失稳，破坏边坡稳定性，使坡体下部失去支撑而发生牵引式下滑，为滑坡地质灾害的形成提供了空间条件。

（4）降雨是滑坡地质灾害形成的诱发因素，当地夏季暴雨频繁，降雨易使坡体处于饱水状态，增加了滑坡体自重，降低了土层抗剪强度，并且雨水沿裂缝渗入边坡体，浸润了滑动面，加快了滑坡体的变形滑动速度。

3.3 滑坡变形成因机制

本次滑坡为浅层土质滑坡，该滑坡形成过程经历了4个阶段：蠕动变形阶段、急剧变形阶段、滑动阶段、逐渐稳定阶段[4]。滑坡变形主要由于当地村民开挖坡脚，造成山体边坡失稳，破坏了边坡稳定性，使坡体下部失去支撑而发生带动上部土体形成牵引式滑移，造成坡体后缘形成拉裂面，并不断加深和展宽，两侧翼出现断续剪切裂缝，表层坡积粉质粘土在连续降雨入渗吸水饱和软化，土体自重不断增加，抗剪强度不断降低，拉张裂缝和剪切裂缝不断加深和展宽，滑裂面不断发展和相互贯通，造成土体下滑力显著增大，抗滑力显著降低，边坡土体沿滑动面向前缘滑动破坏形成滑坡。滑坡形成主导因素是开挖坡脚，从属因素是工程地质条件，诱发因素主要是连续的强降雨作用。

4 滑坡稳定性分析与评价

4.1 定性评价

根据现场工程地质调查和滑坡变形破坏迹象，滑坡已由滑动阶段趋向逐渐稳定阶段，判定坡体在天然状态为基本稳定状态，在暴雨状态下处于不稳定状态。

4.2 定量评价

滑坡采用GEO5软件进行分析计算，采用Bishop法进行稳定性分析[5]，综合分析滑坡的形成条件和诱发因素，确定采用两种工况进行稳定性计算。工况Ⅰ：自重（天然状态）；工况Ⅱ：自重+暴雨（饱和状态）。边坡稳定性计算主要物理力学参数见表1。

表1 主要物理力学参数

通过边坡稳定性计算，根据《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864-2016），在天然工况下稳定性系数为1.105，滑坡体基本稳定；暴雨工况下，边坡稳定性系数Fs=0.962＜1，滑坡体不稳定。在连续强降雨影响下，滑坡坡体可能再次发生滑坡变形破坏。

5 滑坡地质灾害治理措施

根据“科学有据，技术可行，经济合理，安全可靠”的滑坡治理原则[6]，本工程拟采用“抗滑桩+挡土墙+截排水沟+填塞裂缝夯实地面+变形监测”综合治理措施，滑坡治理剖面示意图见图1。

图1 滑坡治理剖面示意图（单位：mm）

（1）在滑坡中下部即防汛公路外侧布置一排抗滑桩进行支挡加固，抗滑桩桩芯距1.80m，桩长为17.50m，桩径1.20m，拟布置33根抗滑桩，抗滑桩桩顶设置一道冠梁，并加固回填抗滑桩施工平台区域，有效提高滑坡抗滑力，保证了滑坡体整体稳定性。

（2）滑坡前缘设置钢筋砼挡土墙，长52m，高2.5m，下底宽1.5m，上底宽0.8m，基础埋深约1m，进一步提高滑坡抗滑力，保证了滑坡整体稳定性。

（3）在滑坡周界外围修建断面尺寸为0.6m×0.6m截水沟，同时恢复防汛公路内侧被破坏的排水沟，并在滑坡体前缘设置渗沟疏干，保证山坡坡面地表水排泄，排出滑坡体外。

（4）在防汛公路至滑坡后缘段整平地表，填塞滑坡裂缝，夯实松动地面，避免地表水直接入渗滑裂面，以防遇上连续性暴雨天气再次造成滑坡地质灾害。

（5）在滑坡坡顶及中部道路设置沉降位移长期观测点和抗滑桩桩身位移观测点，观测边坡动态变化；并对滑坡周围进行定期巡查，禁止所有影响滑坡土体稳定的工程开挖及施工等。

6 结语

（1）该滑坡为一典型的牵引式滑坡，发生滑坡的内因主要为地形地貌、地层岩性、边坡岩土体特性等，外因主要有大气降水以及人类工程活动等。防汛公路滑坡形成主导因素是开挖坡脚，从属因素是工程地质条件，诱发因素主要是连续的强降雨作用。

（2）滑坡体前缘形成临空面，破坏了坡体原有的应力状态，在大气降水等外界条件的影响下，雨水渗入土体，降低土体的抗剪强度，坡体不稳定，随后滑坡后部在前缘的牵引下发生变形，即为常见的牵引式滑坡[7]。

（3）滑坡治理设计中，根据滑坡特点并结合地形条件，可在保护对象下方设置钢筋砼抗滑桩，在滑坡体前缘设置钢筋砼挡土墙，在滑坡体后缘沿着滑坡周界设置截排水沟导流地表水，有效提高滑坡体的整体稳定性。