土质滑坡地质灾害稳定性分析及治理措施

李 游

衡阳市蒸湘区雨母山镇雨母村麻皂滑坡于2019年7月1日初见明显滑动迹象，为该处坡体出现整体向下滑动，损坏道路长约80m。雨母山镇国土资源所发现该处地质灾害再次发生险情后迅速组织人员撤离并上报衡阳市自然资源和规划局与蒸湘区分局，蒸湘区分局同时向蒸湘区人民政府领导进行了汇报，有关领导均到现场进行了查看并指导救灾避险。该地质灾害隐患点现严重威胁到当地居民及行人的生命财产安全，损毁的道路已无法通行。鉴于此，有必要对滑坡区域的稳定性加以分析，然后在此基础上提出相应的解决措施。

1 勘查主要结论

该滑坡体冠标高168.70m，趾标高137.80m，相对高差30.90m。平面形态呈近半圆状，空间形态为圈椅形，剖面为折线形。滑坡前缘横宽约121m，滑坡纵长约78m，滑坡平均厚度约5.77m，面积约9438m2，体积约5.45×104m3，滑坡坡度约30°，局部倾陡，滑坡体主滑方向320°，为小型浅层牵引式土质滑坡。呈现出滑坡场区全貌。

采用传递系数法进行了滑坡稳定性计算，计算结果显示：山体由于外力作用常常会出现滑坡、逆向延伸等问题，在少雨或干旱的天然情况下，坡段自身的压力较小，所以，滑坡体处于稳定状态；而在长期降雨或强降雨状态下（滑体饱水状态下），山坡的各个位置所承受压力会逐渐增加，致使滑坡体处于极度不稳定状态。经取地表水及地下水进行化验分析：判定场区地表水及地下水对混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。从多个位置布设分析节点，提出了采取截排水沟+前方+锚拉式桩板墙+路面修复+监测工程措施进行综合治理的方案。

2 地质灾害体稳定性计算及评价

2.1 计算剖面的确定

滑坡稳定性计算选取1-1、2-2、3-3三条剖面3个滑动面进行计算，并对可能的滑动面进行稳定性计算，为工程设计提供依据。

2.2 计算参数的确定

滑坡体重度、c、φ值选取均在勘查报告中给出，再通过反演法，分别获取滑面、坡顶以及覆盖面的基础数值，与初期设定的标准进行比照研究，计算出定向误差。将滑坡划定为三个等级，针对于反演的对象，设定灾害的集中爆发点。按照《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T32864—2016），结合地区经验确定潜在滑带土粘聚力c值或内摩擦角φ值，根据相关公式反求另一值。

2.3 滑坡参数敏感性分析

由测定可见，F-Φ关系曲线中的直线簇倾角为20°，F-C关系曲线中的直线簇倾角为14°，此时山坡与其他山体之间的角度需要保持在55°～90°之间，在山体标定的区域范围之内，设定对应的反演动态曲线，曲线的变动也会随着角度的变化发生调整，表明暂时稳定系数F对内摩擦角的反应比对粘聚力的反应灵敏。这部分可以将所布设的滑坡点进行关联，设定初始反演滑坡点与终止反演滑坡点为HP1、HP2，而HP1需要分化成一定数量的测定剖面点，分布于山体周围，以待后续应用。

2.4 稳定性计算结果

滑坡采用滑坡推力计算，其目的是为滑坡在不同工况条件下的稳定性评价及滑坡防治提供依据。计算荷载考虑滑体自重、地表荷载、暴雨、地下水等因素。

2.4.1 自重

滑体自重，对条块施加影响的不可忽视的作用力。自然施工情况下，地下水位上部使用天然重度，下部使用饱和重度，两部分之间的间距比需要保持在1.92～3.02之间，此时，需要将山体以特定的比例缩小，设置成滑坡平面形态，促使滑坡面总体呈现出半圆弧状，测定滑坡体的平均厚约为3.22m，测定高程方量大致在1800m3～3500m3之间；下设二级滑坡平面形态为多目标的不规则形状，此时的平均厚度为4.05m，方量差值为230m3，设置为小型的牵引式土质滑坡架构。为测定测试滑坡的延伸概率，计算出滑坡体前缘的应变标136.98m～195.1m，后缘定向标高为230.15m，内侧高差为20.115m。获取相应基础数据之后，在不同的环境之下，划定出稳定区域；暴雨的施工状况下，参照《地质灾害防治工程勘查规范》(DB50/143-2003）第12.1.6条，如果出现暴雨自然灾害，应当充分考量降水流入对滑坡体自身重量产生的影响，降水渗透范围内依据饱和重度核算，降水渗漏范围外和地下水位的上部依旧使用天然重度，降水渗透的程度应当依据暴雨等级、土体渗透性能、渗透系数一同确定，在标定的区域范围之内，布设一定数量的滑坡变动点，根据需求，关联各自位置的节点，测定变动比率。但需要注意的是，鉴于滑体土不够紧实，降水容易渗透，可把滑体整体都划定为渗透范围，滑体使用饱和重度，滑坡表面使用饱和与抗剪强度。

2.4.2 水压力

通常包含浮托力、动水以及静水压力。

在出现暴雨的情况下施工，对于工程的影响是相对较大，尤其是建筑的土质结构，更是容易出现坍塌、下沉或者断裂等问题，一定程度上埋下了安全隐患。雨量过大时，降水通常会顺着开裂缝隙渗透到滑带周围，一旦出现低位，常常会形成积水问题，构成地下水持续性的渗流，从而形成动水压力，另外，地下水渗流能够构成浮托力，但是浮托力的变化会随着边坡压力发生更改，从而让滑床的抗力减小，进而致使抗滑力下降，浮托力与动水压力都是滑坡稳定性不可忽视的影响要素。

2.4.3 地震荷载

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011-2010）的规定，场地位于抗震设防烈度为Ⅵ度区，针对于区域内的震动频率，设置定向荷载标准，但是如果荷载位置较为分散，可以在合理的环境下，不计地震荷载。

滑坡治理根据其危害对象程度及潜在经济损失，滑坡稳定性计算工况、荷载组合及抗滑稳定安全系数。

注：①稳定状态分级：Fs＜1.00不稳定；1.00＜Fs＜1.05欠稳定；1.05＜Fs＜Fst基本稳定；Fst＜Fs稳定；②Fst为滑坡稳定安全系数。

本次对衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡稳定性计算选取3条剖面3个滑动面作计算剖面，在不同的环境之下，提取出破面的延伸特征，并明确对应的运动方向，在划分的区域之内，计算出单向稳定概率。但是这部分需要注意的是，滑坡的延伸一般是多方向的，并不会定点延伸，所以，为了确保最终稳定性分析结果的可靠，可以对滑动面进行稳定性计算。利用多方向布设的监测节点作出关联，再次，最终根据稳定性计算结果，可得出如下结论：

在天然工况下，衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡整体处于稳定状态。在暴雨工况下，衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡整体处于不稳定状态。

2.5 稳定性综合评价

由稳定性计算结果可知：天然状态下，滑坡体处于稳定状态，但在暴雨或强降水状态下，滑坡体处于不稳定状态。显然，计算结果与滑坡现状是相吻合的，从而也印证了上述稳定性判断的正确性。

据现场勘查，目前坡体已经发生过滑动，但大部分滑体仍堆积于原滑动面上，且滑坡后缘已形成裂缝，若遇连续降水或强降水，滑体将继续下滑并且带动滑坡后壁以上土体下滑。虽降雨时采取了人员撤离等紧急措施，但为了彻底消除滑坡的威胁，必须采取相应的工程支挡措施，故必须尽快对该处地质灾害点进行治理，以免造成人员伤亡和财产损失。

3 土质滑坡地质灾害治理措施

3.1 削方工程

滑坡体右侧边界外坡体裂缝发育，虽暂未发生滑坡，但由于坡度较陡，坡面受损程度较高，较难维护。不仅如此，滑坡区域之内，还发现一定数量的裂缝，分布状态十分集中，这在一定程度上也埋下了安全隐患。再加之下伏砂岩区域节理裂缝的发育，更加容易发生关联性的险情，故本次设计拟对其进行削坡处理。与其他削坡方式不同的是，本次设计的削坡覆盖面积相对更大以下，自身的针对性也更强，削坡的面积并不固定，而是随着边坡延伸的状态而明确。设计削坡面积约1348.18m2，第四系土层削坡坡比1：2.00，强风化砂岩削坡坡比不大于1：1.00。同时对该削坡面及拟建锚拉式桩板墙后进行植草皮绿化，绿化面积1796.30m2。

3.2 锚拉式桩板墙工程

3.2.1 工程布置

沿滑坡前缘修建锚拉式抗滑桩板墙，桩中心间距4.00m，共计26根桩，桩长均为11.40m，悬臂端长5.70m，嵌固段长度5.70m，截面尺寸为1.20×1.50m.，采用C30砼浇筑。桩间现浇挡土板，板厚0.25m，单块板高2.00m，C30砼板与抗滑桩同时浇筑。

3.2.2 结构设计

（1）抗滑桩。沿滑坡前缘剪出口共设置26根抗滑桩，每一根抗滑桩之间的距离设定为2.5m。经过勘察，将HP1与HP2之间存在的滑坡体物质清理。这部分需要注意的是，物质主要为主要碎石或者粉质的黏土，为避免出现工程阻碍问题，需要在全风化层中布设厚度为0.2m～3.2m之间的厚石板，将滑动带与抗滑桩内外关联，设定核心控制节点，逐一形成一段段的滑坡床，为后续抗滑装置的安装设定奠定基础。依次为基础，采用现浇C30砼浇筑，桩长11.40m，内侧宽度为3.05m，高程值为10.27m，悬臂端长5.70m，嵌固段长度5.70m，桩中心距4.00m，截面尺寸为1.20×1.50m.，采用C30砼浇筑；桩顶设置1m高冠梁。

（2）挡土板。挡土板厚250mm，宽2.00m，从上至下分为3段，底部挡土板嵌入地面0.30m；采用现浇C30砼浇筑。泄水孔采用Φ90PVC管，第一排距地面线大于200mm，向板面倾斜5°，水平间距2.00m，垂直间距呈梅花形布置；挡土板纵向受力钢筋应与相邻挡土板纵向受力钢筋通长布置；挡土板钢筋置于抗滑桩主筋内侧且焊接牢固。

（3）冠梁。所谓冠梁，主要指的是顶部的覆盖式梁体，一般需要与抗滑桩相关联应用。在梁体的上方设定一个承接带，与冠梁成垂直状态，营造稳定的承压环境。与此同时，沿抗滑桩顶浇筑C30砼冠梁，长101.20m，高为58m，与梁体的底部水平，依据坡底的宽度，设定冠梁截面的尺寸为1.00m×1.50m，冠梁每隔20m设置一道变形缝，主要的作用是变形缝宽2cm，采用沥青杉板充填。

（4）护壁。护壁采用C20砼现浇，一般设定在冠梁的顶部，与抗滑桩整体呈现垂直状态，此时的护壁和抗滑桩形成了双向的防护节后，每节护壁高1.0m，宽15m，厚20cm。可以降低滑坡自身所承受的压力，并将其均匀分散，保持平衡没降低滑坡延伸概率，避免危害。

（5）锚索。共26根，悬臂段设置1排锚索，锚索距桩顶1.0m，距冠梁顶2.0m，，锚索采用1×7фs17.8钢绞线，每孔3束，孔径130mm，锚具及张拉设备采用OVM系列，锚索设计长度21m，锚索自由段长6.0m，锚固段长度15.0m。

（6）防护栏。冠梁顶设防护栏，防护栏用材为铝合金，防护栏高1.10m，长104.20m。

3.3 路面修复工程

3.3.1 工程布置

清除滑坡体中部两侧已开裂沉降损坏路面，面积19.87m2，对滑坡损坏的道路进行修复，面积19.87m2，以保障当地居民及行人的交通出行。

3.3.2 结构设计

对沉降路面段两端接口，采用粘土回填夯实，面积19.87m2，路面采用沥青铺垫，厚5cm，面积19.87m2，路面底设15cm厚C20砼垫层，面积19.87m2。

3.4 截排水沟工程

3.4.1 工程布置

沿滑坡外围修建J1截水沟，长146.91m；沿滑坡中部道路内侧修建J2截水沟，长81.81m；沿拟建桩板墙低修建P1排水沟，长157.74m。

3.4.2 结构设计

J1截水沟及P1排水沟均采用II型沟，断面形式为矩形，沟深0.5m，沟底宽0.5m，沟壁厚0.15m，沟底厚0.15m。水沟采用C20素混凝土现浇，沟底设5cm厚C15砼垫层。

J2截水沟采用Ⅰ型沟，断面形式为矩形，沟深0.3m，沟底宽0.3m，沟壁厚0.12m，沟底厚0.12m，水沟采用C20素混凝土现浇，沟底设5cm厚C15砼垫层。所有排水沟沿纵向每隔5m，结合沟高及地层变化设置伸缩缝，缝宽2cm，缝内沿沟顶、内、外三边填塞沥青麻筋或沥青木板，深度不小于0.2m。

4 效果分析

4.1 经济效益评价

通过对衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡重大地质灾害的治理，将消除其对危险区内当地居民及行人的生命财产安全，200m道路的威胁，直接经济效益在2000万元以上。治理工程的实施还能保障管理处工作人员正常工作和生活，维护当地人民群众生产、生活的正常进行，确保社会安定，实现间接地为当地社会增值和创收。因此，衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡重大地质灾害治理工程不仅能消除灾害对当地居民及行人的生命财产安全的威胁，还能促进当地经济持续快速增长，有利于广大群众致富奔小康，由此所带来的经济效益是不可估量的。

4.2 社会效益评价

衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡重大地质灾害严重威胁当地居民及行人的生命财产安全，在日常的通行过程中，滑坡的发生造成道路被毁、人员伤亡、农田覆盖等，对于人们的财产、安全等均村存在威胁。此路段的道路200m，治理项目对于维持本地社会的稳定、提升群众安全感有重大意义，一定程度上营造了更加稳定、可靠的环境，加强区域之间的沟通、交流。并且项目的顺利实行，不但能够让本地群众的生活环境得以优化，让人心得到安定，让其安稳的生活，还能够为本地经济建设创造优良的外部环境。所产生的社会效益十分突出。

4.3 减灾效益评价

通过勘查可知衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡重大地质灾害能治可治，只要设计合理，施工得当，完全可以达到消除滑坡隐患的目的，保证当地居民安居乐业，减灾效益明显。

5 结语

衡阳市蒸湘区雨母镇雨母村麻皂滑坡重大地质灾害严重威胁当地居民及行人的生命财产安全，道路200m，潜在经济损失约2000万元，治理工程等级属二级，经济效益明显。在治理工程实施过程中，应抓好施工质量，严格监理旁站制和工序分部报验制度，严格按照设计图纸及相关规范要求进行施工，确保工程质量满足设计及相关规范验收要求。建议在施工期、施工后及汛期加强地面变形监测。