■葉式鴻

（三明市三元區(qū)交通建設(shè)工程質(zhì)量安全監(jiān)督管理站，三明 365000）

邊坡滑塌是常見(jiàn)的公路地質(zhì)災(zāi)害，若不及時(shí)有效治理，遇到暴雨或河流沖刷等情況時(shí)極易引發(fā)更大規(guī)模的滑坡甚至泥石流，造成生命、財(cái)產(chǎn)的重大損失。 引起滑坡地質(zhì)災(zāi)害的原因是多樣的，可歸結(jié)為內(nèi)外兩方面原因，具體包括工程巖土特性、雨水和地下水環(huán)境、人為因素等[1]。 目前，一些學(xué)者針對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害產(chǎn)生機(jī)理和整治措施進(jìn)行研究[2-9]，取得了一些成果。 本研究以三明市某滑坡地質(zhì)災(zāi)害為例，從內(nèi)外因兩方面分析其發(fā)生機(jī)理，選擇典型斷面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，并提出針對(duì)性地地質(zhì)災(zāi)害治理方案以及施工期間注意事項(xiàng)，可為其他類(lèi)似工程提供經(jīng)驗(yàn)和參考。

1 工程概況

1.1 地質(zhì)災(zāi)害情況概述

三明市某滑坡地質(zhì)災(zāi)害位于近山坡腳的鄉(xiāng)村公路邊坡上，公路下方為既有河道（圖1）。 2014 年12 月，發(fā)現(xiàn)該公路段坡腳處出現(xiàn)鼓張裂縫，公路上方高差約90 m 處的山坡產(chǎn)生拉張裂縫， 長(zhǎng)約150 m，寬0.35 m，下錯(cuò)0.5～2.0 m。2020 年6 月受持續(xù)強(qiáng)降雨影響，滑坡體變形破壞加劇，后緣拉張裂縫繼續(xù)下錯(cuò)約0.5 m，前緣滑動(dòng)、崩解，部分路段出現(xiàn)坍塌現(xiàn)象，部分坍塌體掉入河道。 根據(jù)勘查報(bào)告，滑動(dòng)面深度17～20 m，屬于中層滑坡，滑體方量約2 萬(wàn)m3，最大潛在滑體規(guī)模約26 萬(wàn)m3?；乱烟幱谧冃纹茐募觿‰A段，極不穩(wěn)定，一旦下滑，滑體極易堵塞河道形成堰塞湖，繼而可能引發(fā)泥石流，威脅下游民眾生命、財(cái)產(chǎn)安全，威脅人數(shù)1 075 人、財(cái)產(chǎn)0.4 億元。

圖1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害平面示意圖（1:1000）

1.2 地形地貌特征

滑坡區(qū)地處丘陵地貌，植被較密。 山坡較陡，自然坡度約30°～40°，相對(duì)高差約150 m。 鄰近鄉(xiāng)村公路前側(cè)河道寬9 m， 河道與公路大致為由北西向南東走向（圖1）。公路內(nèi)側(cè)為開(kāi)挖邊坡，既有邊坡高度10～20 m， 坡率1∶0.50～1∶0.75。 公路外側(cè)下方為溪流， 溪岸與公路間為公路填方邊坡， 邊坡高度10～15 m，坡度1∶1.00～1∶1.25。

1.3 地質(zhì)概況

滑坡區(qū)內(nèi)公路大多為半挖半填路基段，公路外側(cè)及其下方邊坡表層為4.0～4.5 m 厚素填土層。 公路內(nèi)側(cè)邊坡表層為厚1.2～7.8 m 古崩坡積堆積物，下為殘積土和粉砂巖、花崗巖風(fēng)化巖層。 據(jù)鉆探成果，巖石風(fēng)化較為強(qiáng)烈，全、強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度較大。其中粉砂巖分布于山坡上段，花崗巖則分布在山坡下段，詳見(jiàn)圖2。

圖2 滑坡軸線（4-4）剖面圖（剖面位置見(jiàn)圖3～4）（1:500）

1.4 水文特征

地表水主要為公路下方溪流和位于滑坡前緣的公路排水溝及滑坡西側(cè)（見(jiàn)圖1）的流水溪溝。 公路排水溝為60 cm 寬水泥砼結(jié)構(gòu)，溝底、側(cè)均見(jiàn)有裂縫，受滑坡影響部分傾斜、破裂。 流水溪溝流量隨季節(jié)變化明顯，在溝谷中上游有人為設(shè)置的攔截引水措施，引水措施之上流量在80 ～150 m3/d，豐水期可達(dá)800 m3/d，引水措施之下溝谷僅見(jiàn)少量滲水，常會(huì)出現(xiàn)干枯現(xiàn)象。

場(chǎng)地地下水主要是古洪積扇堆積物及下部巖層風(fēng)化帶孔隙裂隙中的潛水，富水性相對(duì)較強(qiáng)；地下水穩(wěn)定水位埋深為6.4～30.6 m， 地下水位標(biāo)高144.75～226.65 m， 地下水位受降雨影響較大，水位變化較大，變幅3.0～8.0 m。由于地形較陡，地下水交替較為強(qiáng)烈，潛蝕作用較強(qiáng)。受公路邊坡開(kāi)挖影響，降雨后邊坡下部有泉水滲出，局部呈涌流狀流出。

1.5 滑坡巖土特性

滑坡區(qū)坡地巖土層上部為古崩坡積堆積物，下為殘積土和粉砂巖、花崗巖風(fēng)化巖層，具體特征自上而下分述如下：（1）古崩坡積堆積物厚度1.2～7.8 m，主要為含泥碎石和泥塊石，松散～中密狀態(tài)，但碎、塊石含量變化大，碎、塊石含量60%～85%，分布不均，成分為強(qiáng)～中風(fēng)化粉砂巖、砂巖，局部呈微風(fēng)化狀）， 次棱角狀， 部分棱角狀。 含泥量一般10%～20%，部分地段大于30%。 含泥量大于25%的土層飽水后軟化明顯。 （2）粉砂巖殘積粘性土厚約3 m，分布于山坡近山頂?shù)囟危士伤堋菜軤顟B(tài)，原巖結(jié)構(gòu)已完全破壞，巖心呈土狀，成分主要由長(zhǎng)石風(fēng)化的粉粘粒， 石英顆粒組成， 飽水后軟化較為明顯。（3）全風(fēng)化花崗巖厚0～7.0 m，巖石已完全風(fēng)化成土狀，含約40%～65%砂、礫粒，花崗結(jié)構(gòu)依稀可辨，飽水后軟化較為明顯。 （4） 土狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖厚2.0～7.5 m，分布于山坡近山頂?shù)囟?，巖石強(qiáng)烈風(fēng)化成土狀，可見(jiàn)層理結(jié)構(gòu)，飽水后軟化較為明顯。 （5）砂土狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖厚0～8.5 m， 巖石強(qiáng)烈風(fēng)化成砂土狀，可見(jiàn)花崗結(jié)構(gòu)，飽水后軟化較為明顯。 （6）碎石狀強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖厚0～3.5 m，分布于山坡上段，巖石極破碎，質(zhì)軟，為極軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。（7）碎石狀強(qiáng)風(fēng)化花崗巖厚0～9.1 m，分布于山坡下段，巖石極破碎，質(zhì)軟，為軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。（8）中風(fēng)化粉砂巖厚度大于10 m，巖石較破碎，少量較完整，質(zhì)較軟，為較軟巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)。（9）中風(fēng)化花崗巖厚度大于10 m，巖石較破碎～較完整，質(zhì)較硬，為較硬巖，巖石基本質(zhì)量等級(jí)為Ⅲ級(jí)。

根據(jù)勘探成果， 該滑坡滑動(dòng)面主要位于全、強(qiáng)風(fēng)化巖層中。 經(jīng)過(guò)滑坡范圍勘探和現(xiàn)場(chǎng)取土樣進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)，該滑坡坡面土層關(guān)鍵物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1（滑動(dòng)面主要位于軟弱層）。由表1 指標(biāo)判定，邊坡土體總體性質(zhì)較差。 滑動(dòng)面土層內(nèi)摩擦角和粘聚力偏低，尤其是在飽水狀態(tài)下。

表1 土層關(guān)鍵物理力學(xué)參數(shù)

2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理

2.1 滑坡內(nèi)因

2.1.1 地形地貌

滑坡所在山體自然山坡較陡，坡度達(dá)30°～40°，微地貌上位于兩小山脊之間，呈微凹坡地，降雨入滲后地下水匯集于場(chǎng)區(qū)中下部， 地下水相對(duì)較豐富。 不利的地形地貌條件導(dǎo)致公路建設(shè)后開(kāi)挖邊坡的坡體重力作用較強(qiáng)。

2.1.2 巖土結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì)

據(jù)滑坡勘查成果， 山坡上部為古崩坡積堆積物，該土層顆粒成分雜亂，滲透性強(qiáng)，降雨后地下水位暴漲，地下水逕流加劇，潛蝕作用強(qiáng)。 該地層中含泥量較大的夾層在雨水或地下水浸泡作用下易軟化，軟化后工程性質(zhì)較差，力學(xué)強(qiáng)度顯著下降。

從圖2 可知， 滑坡區(qū)內(nèi)各巖土層面大都較陡，均順坡向，古崩坡積底面和強(qiáng)風(fēng)化巖層面的飽和抗剪強(qiáng)度較小，這些巖土層的接觸面為典型的順層不利結(jié)構(gòu)面，為滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成提供有利條件。

2.1.3 地表水和地下水環(huán)境

本邊坡地表水為滑坡前緣的公路排水溝和滑坡西側(cè)常年性流水溪溝， 地下水水量受季節(jié)變化影響，當(dāng)持續(xù)降雨時(shí)，可顯著增加匯水量，沖刷作用加強(qiáng)。

山坡上部為古崩坡積堆積物孔隙大， 滲透性強(qiáng)，降雨后雨水迅速下滲，導(dǎo)致地下水位急劇上升。因受較陡的地形影響，地下水位線較陡（圖2），地下水的水力坡度大， 說(shuō)明滑坡區(qū)內(nèi)地下水交替強(qiáng)烈，潛蝕作用強(qiáng)。 邊坡開(kāi)挖后，由于雨后邊坡下部泉水出露，導(dǎo)致流土等滲透破壞現(xiàn)象，從而進(jìn)一步降低巖土層抗剪強(qiáng)度，加速邊坡失穩(wěn)。

2.2 滑坡外因

2.2.1 人為因素

由于鄉(xiāng)村道路的建設(shè)，滑坡區(qū)內(nèi)公路邊坡的開(kāi)挖形成坡腳臨空面，邊坡高度較大、坡度較陡，未采取相應(yīng)的防治措施，為邊坡失穩(wěn)提供開(kāi)挖臨空面。

2.2.2 強(qiáng)降雨影響

本次災(zāi)害受降雨作用影響明顯，持續(xù)的強(qiáng)降雨作用導(dǎo)致地下水位急劇上升，地下水水力坡度進(jìn)一步加大，潛蝕作用進(jìn)一步增強(qiáng)，巖土層重度加大、抗剪強(qiáng)度降低，從而導(dǎo)致邊坡在重力作用和地下水動(dòng)力作用下，出現(xiàn)了裂縫等現(xiàn)象；之后在2020 年6 月期間再次受持續(xù)降雨影響， 坡體裂縫聚積大量雨水，從而加速裂縫的發(fā)展，形成了滑坡。 所以，持續(xù)強(qiáng)降雨是該滑坡的主要外因。

3 穩(wěn)定性計(jì)算分析

結(jié)合勘察報(bào)告推薦的巖土物理力學(xué)性能指標(biāo)，采用理正巖土6.5 計(jì)算軟件，對(duì)滑坡軸線剖面（圖2）進(jìn)行未整治前和僅卸載（按第4 小節(jié)卸載方法）后穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算（考慮天然狀態(tài)和飽水狀態(tài)兩種情況），滑裂面形狀采用圓弧滑動(dòng)法，計(jì)算結(jié)果如表2 所示。

表2 邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

由表2 可知，該邊坡防護(hù)較弱，未整治前天然狀態(tài)下中間剖面穩(wěn)定系數(shù)略小于規(guī)范值1.25，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)， 飽水狀態(tài)穩(wěn)定系數(shù)明顯小于規(guī)范值1.15，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。 卸載后穩(wěn)定情況有改善，但飽水狀態(tài)依然不滿(mǎn)足要求。

4 地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)方案

根據(jù)本滑坡災(zāi)害的特點(diǎn)，該滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理需側(cè)重于降低水的影響、減少荷載、增加滑動(dòng)面抗滑力。

為此，本工程采取削坡減載、錨桿（錨索）框架加固、坡腳毛石砼擋土墻支擋、完善地面地下排水體系，結(jié)合坡面綠化防護(hù)等綜合性治理方案。 在設(shè)計(jì)、施工過(guò)程中采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工技術(shù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖實(shí)際情況進(jìn)行治理措施的相應(yīng)調(diào)整。 地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)平面示意圖、立面示意圖見(jiàn)圖3、4，滑坡軸線（4-4）剖面圖如圖2 所示。 設(shè)計(jì)要點(diǎn)如下：（1）卸載：在高程為180 m 位置開(kāi)始削坡，每級(jí)坡高10 m，坡面坡率采用1∶1.25 緩坡進(jìn)行卸載。 （2）坡體加固：卸載后擋土墻上方巖土層仍以全、強(qiáng)風(fēng)化巖層為主，風(fēng)化嚴(yán)重，巖體破碎，采用錨桿（索）框架進(jìn)行加固。 為節(jié)省工程造價(jià)，提高加固效率，加固措施采用預(yù)應(yīng)力錨索與非預(yù)應(yīng)力錨桿相結(jié)合的方式進(jìn)行，錨桿設(shè)計(jì)長(zhǎng)度采用9～24 m，傾角25°；錨索長(zhǎng)度28～42 m，傾角20°。 具體錨索（桿）框架布置位置見(jiàn)圖4。 （3）支擋：公路邊坡坡腳采用毛石砼擋土墻支擋，以增加坡底抗滑能力，擋土墻地面以上高度為3～6 m，墻頂寬1.5 m，墻面坡率為1∶0.5，墻背坡率為1∶0.4。（4）排水：坡頂和滑坡兩側(cè)周界外側(cè)采用截水溝截水， 在坡腳和各臺(tái)階平臺(tái)上采取排水溝排水，各臺(tái)階平臺(tái)上的排水溝通過(guò)急流槽銜接，將地面水排向坡腳排水溝，經(jīng)涵洞排向下方溪流；開(kāi)挖坡面上采用仰斜排水深孔排泄坡體地下水， 以降低地下水位，減小地下水動(dòng)力，預(yù)防滲透破壞作用；排水孔長(zhǎng)度為20～40 m，深入富水地層。 （5）坡面防護(hù)：采用種植草灌防護(hù)，以防雨水沖刷。（6）運(yùn)用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工技術(shù)， 加強(qiáng)施工中的邊坡巖土觀測(cè)和邊坡巖土監(jiān)測(cè)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖實(shí)際情況和邊坡變形、地下水位監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行治理措施的相應(yīng)調(diào)整。

圖3 地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)平面示意圖（1:1000）

圖4 地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)立面示意圖（1∶500）

5 施工期間注意事項(xiàng)

（1）嚴(yán)格施工作業(yè)程序，采用自上而下進(jìn)行，逐階開(kāi)挖、逐階加固和排水措施施工，嚴(yán)禁無(wú)序開(kāi)挖、超前開(kāi)挖，確保施工安全，預(yù)防邊坡二次滑塌。（2）由于滑坡現(xiàn)場(chǎng)地表水、地下水豐富，截、排水系統(tǒng)的提前和及時(shí)施作尤為關(guān)鍵。 截水溝應(yīng)在邊坡開(kāi)挖前及早完成， 其余排水措施在具備條件后立刻實(shí)施。（3）由于滑體內(nèi)地下潛水豐富，嚴(yán)重影響土體性能，錨索施工前，要加強(qiáng)平孔排水，避免地下水對(duì)錨索錨固力的削弱。 同時(shí)鉆孔和注漿過(guò)程要加強(qiáng)注漿量，采取二次劈裂注漿方案，利用漿液堵水。 （4）由于滑體已開(kāi)始傾入河道， 現(xiàn)場(chǎng)不良土質(zhì)遇水易軟化，且施工現(xiàn)場(chǎng)無(wú)堆土區(qū)域，因此大量土方外運(yùn)過(guò)程的防污染措施尤其重要，需采取臨時(shí)支擋措施防止土體污染河道，通過(guò)車(chē)廂上部加蓋板覆蓋的方法避免運(yùn)輸過(guò)程中渣土造成周邊環(huán)境污染，施工過(guò)程還應(yīng)加強(qiáng)高壓水沖洗已污染區(qū)域。 （5）由于滑坡鄰近鄉(xiāng)村公路局部被滑體堵塞，現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)存在臨近河道的安全隱患， 項(xiàng)目部應(yīng)針對(duì)性加強(qiáng)交通疏導(dǎo)、防止落水等安全管控。 （6）三明地區(qū)屬亞熱帶海洋性濕潤(rùn)氣候，雨量充沛，需針對(duì)滑坡具體情況制定雨季施工措施，嚴(yán)格執(zhí)行，確保工程質(zhì)量安全。 （7）施工中應(yīng)加強(qiáng)邊坡巖土觀測(cè)和邊坡巖土監(jiān)測(cè)，監(jiān)測(cè)內(nèi)容包括邊坡地表變形監(jiān)測(cè)、裂縫監(jiān)測(cè)、地下水位監(jiān)測(cè)和深層土體位移監(jiān)測(cè)等；出現(xiàn)特殊巖土變化或監(jiān)測(cè)結(jié)果超預(yù)警值時(shí)，應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)挖實(shí)際情況和邊坡監(jiān)測(cè)結(jié)果進(jìn)行治理措施的相應(yīng)調(diào)整，切實(shí)做到動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工。

6 治理效果分析

6.1 治理后典型斷面穩(wěn)定性計(jì)算

對(duì)滑坡中間位置剖面（圖2 剖面）進(jìn)行整治后穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算 （考慮天然狀態(tài)和飽水狀態(tài)兩種情況），滑裂面形狀采用圓弧滑動(dòng)法，計(jì)算結(jié)果如表3所示。

表3 整治后邊坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

由表3 可知，整治后天然狀態(tài)下4-4 剖面穩(wěn)定系數(shù)大于規(guī)范值1.25，處于穩(wěn)定狀態(tài)，飽水狀態(tài)穩(wěn)定系數(shù)大于規(guī)范值1.15，處于穩(wěn)定狀態(tài)。

6.2 施工監(jiān)測(cè)結(jié)果分析

本項(xiàng)目在治理過(guò)程中嚴(yán)格按設(shè)計(jì)要求進(jìn)行監(jiān)測(cè)，地面沉降和水平位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布置12 個(gè)測(cè)點(diǎn)，深孔位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布置5 個(gè)測(cè)點(diǎn)，錨索應(yīng)力監(jiān)測(cè)點(diǎn)共布置6 個(gè)測(cè)點(diǎn)。 根據(jù)監(jiān)測(cè)報(bào)告，本項(xiàng)目地面沉降截至目前累計(jì)最大值為27 mm，水平位移累計(jì)最大值為29 mm，累計(jì)值均未達(dá)到預(yù)警值50 mm，深層土體水平位移累計(jì)值最大為19 mm，未達(dá)到預(yù)警值30 mm， 各點(diǎn)變形速率和錨索應(yīng)力也在規(guī)范允許范圍。 施工期間，邊坡上未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫及滲水的現(xiàn)象。 由此可知該邊坡采取的治理方案目前是有效的，邊坡漸入穩(wěn)定狀態(tài)。

7 結(jié)論

三明市某滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生機(jī)理較為復(fù)雜，內(nèi)因包括地形地貌、巖土結(jié)構(gòu)及其力學(xué)性質(zhì)、地表水和地下水環(huán)境等方面；外因主要包括人為因素和強(qiáng)降雨因素。 （1）該滑坡治理有針對(duì)性地采取削坡減載、完善的截排水措施、錨桿（錨索）框架加固、擋土墻支擋和坡面綠化相結(jié)合的綜合性治理方案，取得良好的治理效果，經(jīng)濟(jì)合理性較好。 （2）該滑坡為既有臨河道路邊坡的失穩(wěn)現(xiàn)象，地質(zhì)災(zāi)害治理施工期間還就環(huán)境污染、交通管制等具體情況采取針對(duì)性措施， 確保既有道路的正常運(yùn)行和工程質(zhì)量安全。（3）該滑坡治理采取了動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)、信息化施工，施工中加強(qiáng)了邊坡巖土觀測(cè)和邊坡巖土監(jiān)測(cè)。 （4）該滑坡地質(zhì)災(zāi)害在治理后關(guān)鍵斷面穩(wěn)定系數(shù)驗(yàn)算滿(mǎn)足要求，監(jiān)測(cè)過(guò)程中地面沉降和水平位移、深層土體水平位移累計(jì)值和變化速率均未超過(guò)預(yù)警值，錨索應(yīng)力正常， 邊坡上未發(fā)現(xiàn)明顯裂縫及滲水的現(xiàn)象，可知該邊坡采取的治理方案目前是有效的，邊坡漸入穩(wěn)定狀態(tài)。