推移式顺向岩质滑坡变形破坏机制分析及治理方案——以德江县荆角乡角口滑坡为例

李扬清

（贵州省地质矿产勘查开发局114 地质大队，贵州 遵义 563000）

受交通工程坡脚开挖影响，德江县荆角土家族乡（简称荆角乡）角口山体发生严重开裂变形，引发滑坡，特别是后缘及两侧，边界条件明显，滑坡前缘及边界两侧可见大量的坡体鼓涨隆起及洼地现象。该滑坡平面形态总体呈长舌状，分为3 个滑动变形区，左侧为Ⅰ号滑动变形区，滑坡中上部为Ⅱ号滑动变形区，滑坡中下部为Ⅲ号滑动变形区，如图1所示。其中，Ⅰ号滑动变形区主滑方向为294°，该区地形坡度为20°～25°；Ⅱ号滑动变形区主滑方向为294°，Ⅲ号滑动变形区主滑方向为274°，二者地形坡度为18°～25°。Ⅰ号滑体与Ⅱ号滑体厚度为6.5～10.0 m，平均厚度约为8.5 m，Ⅲ号滑体厚度为11.9～22.4 m，平均厚度约为15 m。总体来看，整个滑坡滑体厚度约为10 m，体积约为52.8×104m3。本滑坡整体属推移式中层中型基岩顺层滑坡。本文以荆角滑坡为例，阐述了滑坡的地质环境条件、变形特征、变形破坏机制和治理方案等，从而为类似工程建设项目提供借鉴。

图1 滑坡全景照片

1 滑坡区地质环境条件

1.1 气象水文

德江县属于亚热带季风气候区，冬夏寒暑交替，四季分明。年均气温为16.1 ℃，年平均降雨量为1 230.7 mm，最多年为1 747.3 mm，最少年为824.5 mm，降雨多集中于每年5—9月。资料显示，滑坡发生前一周内持续降雨，一周累计降雨量为60.2 mm，滑坡发生前三天累计降雨量为35.8 mm。

1.2 地形地貌与地层岩性

滑坡区属侵蚀低山斜地貌，整体处于向西倾斜的斜坡区。该区地形总体上东高西低，最高处位于东侧山顶，最低处位于西南侧沟底区，地形坡度为15°～20°。滑坡前缘至杨干河之间约120 m 范围为河流阶地，地势平缓，呈阶梯状，均为水田，地形坡度为8°～10°。滑坡区内出露地层有第四系残坡积层（Q4el+dl）含碎石粉质黏土、志留系下统韩家店组（S1hj）泥岩，强中风化明显。

1.3 坡体结构特征及地震

滑坡区无活动性断裂通过，下伏基岩为志留系下统韩家店组，整体呈单斜产出，岩层产状为300°∠21°，滑坡右侧区域岩层倾角有微弱变化，受区域地质构造影响，场区内岩体节理裂隙发育（编号J1、J2、J3）。区域稳定性及地质构造环境良好，场地地震动反应谱特征周期为0.35 s，地震动峰值加速度为0.05 g，抗震设防烈度为Ⅵ度。

1.4 水文地质条件

滑坡区地下水类型为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类[1]。松散岩类孔隙水分布在松散堆积层内，其含水介质由含碎石粉质黏土和块石土组成，总体上，透水性好。基岩裂隙水赋存于志留系下统韩家店组碎屑岩浅层风化裂隙带中，主要为网状节理裂隙水及层间裂隙水，滑坡区强风化泥岩透水性较好，岩层易沿着强中风化界面产生滑动破坏。

2 滑坡变形破坏特征

2.1 Ⅰ号滑动变形区

Ⅰ号滑动变形区平均横宽为45 m，纵长为100 m，呈人耳形，主滑向为294°，滑距为9 m，滑体厚约为6.5 m。前缘因公路开挖形成高约9.5 m 的岩质边坡，该区域前缘剪出口及后缘极为明显，前缘剪出口为公路开挖临空面岩石强中风化界面处，后缘受裂缝控制，该裂缝将Ⅰ号滑动变形区与后缘山体拉裂开来，下滑部分与后缘山体空隙间可见明显擦痕及滑床。经测量，后缘滑体厚度约为5.5 m，根据前缘剪出口及后缘主控裂缝，即可清晰准确地控制该区域的滑面。目前，该区域左侧、中上部及顶部位置发育4条张拉、剪切裂缝。

2.2 Ⅱ号滑动变形区

Ⅱ号滑动变形区是滑坡的主要滑动区，平均横宽为100 m，斜长为320 m，呈舌形，主滑向为294°，前缘滑距约为50 m，后缘滑距约为35 m，滑体厚约为8.5 m。滑坡导致该区中后部形成5 条拉张裂缝，变形区右侧及前缘形成鼓丘及洼地。

鼓丘G1一般向上鼓起，高度为2～3 m，长轴方向与滑向基本一致，短轴方向与滑向大致垂直，平面上大致呈长舌状，地表发育有纵横交错的裂缝，导致鼓丘表面岩土十分破碎，树木均朝鼓丘两侧倾倒，该鼓丘外侧则是Ⅱ号滑动变形区的右侧边界。鼓丘G2一般向上鼓起，高度约为1 m，长轴方向与滑向基本垂直，短轴方向与滑向大致一致，平面上大致呈椭圆状。该鼓丘受滑坡滑动挤压而形成，鼓丘下部是Ⅱ号滑动变形区前缘边界[2]。

洼地W1位于Ⅱ号滑动变形区后缘，主要成因是滑坡下错而与母岩分离，洼地长轴方向大致与滑向垂直，短轴方向大致与滑向一致，洼地深为6～10 m，该洼地后部则是Ⅱ号滑动变形区后缘边界。洼地W2位于Ⅱ号滑动变形区前缘，主要成因是滑坡滑动挤压，长轴方向与滑向基本一致，短轴方向与滑向大致垂直，洼地深约为2 m，该洼地前是鼓丘G2，该鼓丘与洼地的高差约为3 m，裂缝十分发育，表层散乱，调查发现，该区房屋没有发育裂缝，房屋后缘区域也没有发育较宽大裂缝，仅有细微裂缝零星发育，说明这一区域发生了整体移动，滑动面较为光滑平整。

2.3 Ⅲ号滑动变形区

Ⅲ号滑动变形区发育大量小型裂缝，裂缝规模较小，不具有统计特征，但滑坡造成前缘公路部分损坏，同时造成前缘部分房屋被毁，变形区前缘及中部位置形成大量鼓丘及洼地。

2.4 小结

Ⅰ号与Ⅱ号滑动变形区前缘坡脚开挖后形成临空面，岩体内应力释放，坡体沿强中风化界面处软弱夹层产生顺层滑动，形成滑坡。Ⅲ号滑动变形区上部滑带为强风化泥岩与中风化泥岩接触带处软弱夹层，中下部为切层破坏，沿强风化岩体内部的剪切破碎带滑出。经综合分析，虽然坡脚开挖后坡体中部形成高陡临空面，但是坡体顶部最先开始变形，Ⅱ号滑动变形区顶部发生严重破坏，滑坡两侧及坡体发育大量鼓丘及洼地，这对Ⅲ号滑动变形区产生巨大冲击破坏，增加其中上部荷载，导致滑动带快速形成并产生滑动，充分证明该滑坡为推移式滑坡。

3 滑坡变形破坏机制分析

根据滑坡区地质环境条件、坡体结构特征及变形特征，综合分析滑坡变形破坏机制。一是不利的岩土组合。滑坡区主要坡体岩土组成为少量表层含碎石粉质黏土及志留系下统韩家店组泥岩，泥岩强风化层裂隙发育，稳定性较差，中风化层岩体较完整，存在阻水作用，导致强中风化层长时间被水浸泡而形成软弱泥化夹层，滑坡岩层产状与坡向基本一致。受构造影响，滑坡区发育两组张性节理。经综合分析，滑坡区控滑结构面为层面和张性节理面，这些不利的岩土组合为滑坡发生提供了有利的原始条件。二是水的作用。滑坡发生前正值雨季。滑坡区持续降雨不仅使坡体处于饱和状态，还对岩土体有软化作用，降低滑面岩土阻力[3]，加剧滑坡发生。三是前缘高陡的临空条件。由于公路项目建设进行坡脚开挖，斜坡前缘形成高陡临空面，这为滑坡的发生提供了较好的临空条件。

4 滑坡防治参数的选择

该滑坡滑面为岩土强中风化界面，滑体厚度一般约为10 m，以目前的钻探工艺及取样手段，难以取得不扰动滑面样品。由于滑坡已经完全滑动成型，可建立滑坡滑动模型，结合室内试验综合决定防治参数[4]。一般来说，稳定系数为1.00～1.05 时，滑坡处于整体暂时稳定-变形状态：稳定系数为0.95～1.00 时，滑坡处于整体变形-滑动状态。参数确定后，开展坡体滑动稳定性评价。Ⅰ号滑动变形区和Ⅱ号滑动变形区稳定状态较差，而Ⅲ号滑动变形区处于稳定状态。因此，Ⅰ号与Ⅱ号滑动变形区需要进行设防。

5 滑坡治理建议

根据滑坡区坡体结构特征、变形破坏机制及项目整体规划，Ⅰ号滑动变形区坡体沿滑动面削方至坡顶，然后由业主自行决定是否进行坡面客土复绿，坡体左侧边界及后缘存在局部垮塌，可放坡处理；Ⅱ号滑动变形区坡体剩余下滑力较大，一级设防无法满足要求，按照两级设防的设想，在坡体中部设置一道抗滑桩，在坡脚在建道路后部设置一道抗滑桩；Ⅲ号滑动变形区坡体整体稳定，可不设防。在滑坡区外围稳定坡体上设置截水沟，以拦截外围坡体汇水。在整个治理过程中，要建立健全监测网络，实时开展跟踪监测，预报滑坡变形发展趋势[5]。

6 结语

在岩土产状与坡向基本一致的顺向坡，下伏基岩为泥岩，风化程度差异大，一般存在软弱夹层，坡脚随意开挖会导致坡体沿着软弱夹层发生破坏变形，造成开挖坡面土体失去支撑，破坏原有应力平衡，诱发推移式滑坡，其治理工程费用往往较大。因此，若无支挡措施，切忌在顺向坡坡脚大面积开挖。实践表明，滑坡防治不应盲目地采用室内试验数据，应采取试验数据与反演相结合的方式综合确定设防参数。