劉建福，許鵬球，蔣文海

文章編號：1672-5603（2020）02-42-7

摘 要 公路滑坡是安化縣重要的地質災害之一。本文通過對S324牛大公路滑坡勘查，查明了滑坡體基本特征，從地質環(huán)境、人類工程活動等方面分析其孕災、致災因素。通過穩(wěn)定性評價分析，表明該滑坡仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，結合滑坡特征，提出分級放坡、骨架護坡、擋土墻等防治措施建議。

關鍵詞 公路滑坡;地質災害;穩(wěn)定性評價;防治對策

中圖分類號：P642.22 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文獻標識碼：A

Stability Analysis And Control Measures of The Landslide of S324 Niuda Highway In Anhua County

Liu Jianfu ， Xu Pengqiu ， Jiang Wenhai

（304 Brigade of Hunan Nuclear Geology Bureau， Changsha Hunan 410007）

Abstract： Highway landslide is one of the important geological disasters in Anhua County. In this paper， the basic characteristics of the landslide mass are found out through the investigation of the landslide of the S324 Niuda highway， and the factors of disaster pregnant and causing are analyzed from the aspects of geological environment and human engineering activities. Through the stability evaluation and analysis， it shows that the landslide is still in an unstable state. Combined with the characteristics of the landslide， the paper puts forward the prevention and control measures such as grading， skeleton slope protection， retaining wall and so on.

Keywords： highway landslide; geological disaster; stability evaluation; prevention and control measures

1 地質環(huán)境條件

1.1 地形地貌

安化縣S324牛大公路山體滑坡區(qū)（圖1）屬于構造剝蝕低山地貌單元，地勢整體呈南高北低，南部為中低山，北部呈“U”型寬闊溝谷洪沖積平地。海拔183.6～668.4m，斜坡自然坡度25°～35°，植被茂密，以杉樹、楠竹為主，少量灌木及草叢。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)出露地層出露為有寒武系上統(tǒng)探溪組（∈3t）灰?guī)r、奧陶系下統(tǒng)白水溪組（O1bs） 粉砂質頁巖、奧陶系下統(tǒng)橋亭子組 （O1q） 頁巖、第四系（Q4）殘坡積碎石土。

1.3 地質構造

根據區(qū)域地質圖，該區(qū)域位于雪峰山加里東弧形褶皺隆起帶上，發(fā)育一北北東向斷裂，走向20°，長約16km，斷裂近直立，兩側擠壓破碎巖層陡立乃至倒轉，斷層與地層略斜交。

據現(xiàn)場調查，區(qū)內出露逆斷層F1和擠壓破碎帶F2（圖2、圖3）。

逆斷層F1主要由碎裂灰?guī)r和泥土構成，寬0.2～0.5m，沿邊坡出露長度約10m，走向20°，傾角45°。斷層兩盤巖性為灰?guī)r，上盤巖層產狀182°∠52°，下盤產狀178°∠80°，下盤巖石褶曲變形強烈，呈倒“S”形，巖石擠壓破碎，方解石脈發(fā)育。

擠壓破碎帶F2位于逆斷層F1的南側10m，為逆斷層F1擠壓變形造成的破碎帶，處于灰?guī)r與粉砂質頁巖接觸帶內。破碎帶由碎裂巖石和泥土構成，寬1.0～1.5m，走向北東，傾向北西，傾角近似直立，順層發(fā)育，邊坡面上出露長度約10m 。

1.4 水文地質條件

區(qū)內地下水類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。

（1）松散巖類孔隙水：分布于山體表層第四系松散殘坡積層碎石土中，含水量受季節(jié)性降雨作用影響明顯，徑流途徑短，就近向溝谷方向運動并排泄于坡腳溪溝中。

（2）基巖裂隙水：分布于風化巖石節(jié)理裂隙及層間裂隙中，以大氣降水補給和松散巖類孔隙水補給為主。

1.5 人類工程活動

2000年左右，原公路修建對工作區(qū)斜坡進行開挖，形成較高較陡邊坡，受限于當時條件，邊坡未進行工程防治。

2017-2018年S324牛大公路改建，對原公路進行拓寬、拉直改造，對斜坡進一步開挖，形成多處高陡邊坡，且在改建過程中發(fā)生不同規(guī)模崩滑，對發(fā)生崩滑的邊坡采取了擋土墻進行簡單防治。

2 滑坡特征

2.1 滑坡形態(tài)特征

滑坡平面上呈圈椅狀，前緣位于公路邊坡，后緣位于山腰部，剪出口位于邊坡臨近公路路面上部位置。滑坡主滑方向359°，為反向斜坡，前緣寬85m，后緣寬27m，斜長46m，滑體厚3.8-6.8m，均厚5.3m，滑坡總量為1.4×104m3，屬小型牽引式土質滑坡（圖4）。

滑坡堆積體堆積于公路路面及下部斜坡面上，呈扇形展布，于坡面形成一層厚3.8-7.0m的堆積體，堆積體寬16.8～74.6m，斜長106.2m。

2.2 滑坡物質結構特征

2.2.1 ?滑體

根據地質測繪及槽探、鉆探揭露，滑體由粉質粘土和強風化頁巖碎塊石組成。粉質粘土按成因分為風化殘積粉質粘土和坡積粉質粘土，土體結構稍密，含大量碎石及角礫，孔隙度大，透水性一般，具良好儲水空間;強風化頁巖碎石，巖石質軟易碎，泡水已軟化膨脹，巖石破碎呈板狀，摩擦系數低?；w厚度3.8-6.8m，平均厚度5.3m。

2.2.2 ?滑帶特征

根據現(xiàn)場巖芯情況，滑動帶不明顯。但依據鉆孔揭露情況，滑動帶可能位于強風化頁巖及巖土接觸面中。根據勘探線1、3鉆孔揭露情況，滑動帶位于巖土界面，即強風化頁巖與粉質粘土接觸部位，該段因上覆土層透水性及頁巖侵水易軟化膨脹的特性易形成滑動帶。根據勘探線2鉆孔揭露情況，并結合各鉆孔強風化頁巖層巖芯情況，滑動帶可能存在于強風化頁巖中;鉆孔揭露強風化頁巖中，巖石風化后成粘土，形成粘土包裹巖石碎塊土柱巖芯（圖5），局部土柱質軟，飽和，手摁易變形，容易形成軟弱面;目前該層因反向坡及巖石風化程度差異，暫未發(fā)生滑動。

2.2.3 ?滑床特征

滑床為中風化粉砂質頁巖，砂泥質結構，板狀構造，巖石物質分布較均一，巖石強度一般，裂隙欠發(fā)育，巖層結構較完整。巖層產狀174°∠80°，與滑坡主滑方向359°相反，屬反向坡，整體穩(wěn)定性較好。

2.2.4 ?滑坡體變形特征

調查發(fā)現(xiàn)滑坡后緣頂部及左壁目前未發(fā)現(xiàn)裂縫，于滑坡右壁見一條張拉裂縫（圖6），裂縫寬10～30cm， 深20～50cm，走向304°，延伸長9.5m?；潞缶壭逼律弦娚倭狂R刀樹（圖7）。

3 滑坡穩(wěn)定性評價計算

3.1 滑體力學參數

在勘查鉆孔中取巖土樣進行室內試驗，其主要參數統(tǒng)計分析結果見表1、表2、表3。

3.2 滑動帶物理力學參數選取

①重度（r）：

巖土體重度依據試驗值。

②抗剪強度

以1-1′原始剖面線（滑坡前剖面）為例，天然工況選用試驗值C58.86kPa、Φ24.3°，指定出入口范圍滑面。對滑坡進行C、Φ值反演計算，反演公式為：

根據滑坡滑動特征判斷，已基本卸荷，目前處于較穩(wěn)定狀態(tài)，安全系數未知。通過資料收集，還原原始剖面，依據《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016），假定搜索到的最危險滑動面穩(wěn)定性系數為0.9，進行反演計算，其結果如下：

根據反演剖面圖（圖8）計算結果（表4）與室內土工試驗結果進行對比取值?！稁r土工程手冊》建議自然工程粉質粘土C值25 kPa，Φ值取24°，暴雨工況乘以一定的折減系數，暴雨工況粉質粘土飽和粘聚力強度指標C值取20kPa、Φ取19.2°。因此通過反演綜合確定，粉質粘土抗剪暴雨工況C值取19.1kPa、Φ取18.54°;自然工況強度指標C值取25kPa、Φ取24°。強風化頁巖自然工況C值和Φ值取試驗標準值，C值取42.77kPa、Φ取23.66°;暴雨工況按0.8系數折減，C值取34.20kPa、Φ取18.90°。

3.3 計算工況與穩(wěn)定安全系數

參考《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》（DZ/T0219-2006），防治工程等級為Ⅲ級，邊坡邊坡穩(wěn)定安全系數見表5。

3.4 計算方案的選取

計算方法為均質土質滑坡采用圓弧型瑞典條分法。根據《建筑邊坡工程技術規(guī)范GB50330-2013》，采用圓弧滑動法時邊坡穩(wěn)定性系數可按下式計算：

式中：

K—整個滑體剩余下滑力計算的安全系數;

l—單個土條的滑動面長度（m），l=bsecθ;

W —條塊重力（kN），浸潤線以上取重度，以下取飽和重度;

Ui—第i個條塊滑面單位寬度總水壓力（kN/m），作用方向垂直于滑面底部;

θi —第i條塊的重力線與通過此條塊底面中點半徑之間的夾角（度）;

C、φi— 土的抗剪強度指標，取有效應力指標;

γw—水的重度（kN/m3）;

3.5 計算結果

自重和自重+暴雨工況下的滑坡穩(wěn)定性系數計算結果見表6。

4 工程治理措施

（1）分級放坡工程：采用坡比1：1.15，每8m高設一級平臺，第一級平臺根據地勢高低放坡高度有所不同，平臺寬1.5m。

（2）截排水溝工程：為減少邊坡坡面雨水的入滲，每級放坡臺階設截排水溝，沿放坡范圍外圍穩(wěn)定坡面修建環(huán)形截水溝。

（3）骨架護坡工程：分級放坡后，在坡面設置人形骨架護坡，骨架采用C25混凝土澆筑，骨架內采用噴播草籽。

（4）擋土墻工程：擋土墻采用重力式結構，墻后填料宜采用碎石土回填，回填夯實應達中密程度。

（5）清方工程：清理滑坡堆積體，消除公路下方隱患。

（6）監(jiān)測工程：采用施工期安全監(jiān)測與防治效果評估監(jiān)測。施工期安全監(jiān)測是在施工過程中，監(jiān)測邊坡開挖過程中滑坡及外圍區(qū)域的穩(wěn)定情況，確保施工安全。防治效果評估監(jiān)測應根據滑坡的邊界范圍建立監(jiān)測網，重點監(jiān)測治理工程后坡面以及擋土墻的變形情況，監(jiān)測時程不應少于二個水文年，數據采集時間間隔10～15天，如變形不明顯，可一月采集一次數據，在外界擾動較大時，如暴雨期間加強監(jiān)測次數。

5結語

（1）滑坡平面上呈圈椅狀，前緣位于公路上邊坡，后緣位于山腰部，剪出口位于臨近公路路面?；w為粉質粘土，滑動帶位于粉質粘土中，滑床為強風化頁巖，滑坡主滑方向359°，滑坡總量為1.4萬m3，屬小型牽引式土質滑坡。

（2）該滑坡已發(fā)生滑動，通過穩(wěn)定性分析計算，1-1′剖面線公路路面以下堆積土方處于不穩(wěn)定狀態(tài)， 2-2′剖面在暴雨工況下公路路面以上坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）根據勘查結論，滑坡防治應同時采用分級放坡、人字形骨架護坡、截排水溝工程、擋土墻工程、清方工程、監(jiān)測工程等治理措施，恢復原有公路及路邊防護墻。

參考文獻/References

[1]方瓊，段中滿.湖南省地形地貌與地址災害分布關系分析[J].中國地質災害與防治學報，2012，23（2）：83-88.

[2]陽岳龍，周群，林劍.湖南主要地質災害與地形地貌支關系[J].災害學，2007，22（3）：36-40.

[3]賀小黑，譚建民，裴來政.斷層對地質災害的影響—以安化地區(qū)為例[J].中國地質災害與防治學報，2017，28（3）：150-155.

[4]李惠民，任光明，李源亮等.山區(qū)公路沿線地質災害分布與環(huán)境影響關系研究—以汶川-茂縣公路為例[J].人民長江，2017，48（19）：66-71.

[5]鄭素蘋.滑坡穩(wěn)定性評價及治理研究[J].黑龍江工業(yè)學院學報，2018，18（4）：57-61.

[6]T/CAGHP 027-2018， 坡面防護工程設計規(guī)范（試行）武漢：中國地質大學出版社，2018.

[7]DT/T 0219-2006，滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范[S].北京：中國標準出版社，2006.

[8]GB/T 32864-2016，滑坡防治工程勘查規(guī)范[S]. 北京：中國標準出版社，2016.

[9]DZ/T 0221-2006，崩塌、滑坡、泥石流監(jiān)測規(guī)范[S]. 北京：中國標準出版社，2011.

[10]GB 50330-2013，建筑邊坡工程技術規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2014.

[11]GB 50007-2011，建筑地基基礎設計規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[12]GB 50003-2011，砌體結構設計規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2012.

[13]GB 50011-2010，建筑抗震設計規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2016.

[14]GB 50021-2001，巖土工程勘察規(guī)范[S]. 北京： 中國建筑工業(yè)出版社，2009.