林 銳 田文豐 吳方杰

（四川省交通勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，成都 610017）

0 引言

四川紅層地區(qū)，因施工誘發(fā)的滑坡多為典型的牽引式滑坡，也有推移式滑坡。對(duì)滑坡的機(jī)理研究，理論上有張倬元等[1]提出的“滑坡后緣水平側(cè)向靜水壓力和底部浮托力的作 用是滑坡發(fā)生的主要原因”的平推式滑坡模式；張龍飛等[2]對(duì)滑坡孕育過(guò)程中力與變形的協(xié)調(diào)發(fā)展研究后提出的推移式緩傾淺層漸進(jìn)破壞力學(xué)模型；喬建平等[3]對(duì)天臺(tái)鄉(xiāng)滑坡研究后認(rèn)為降雨入滲使坡體物質(zhì)處于超飽和狀態(tài)是滑坡發(fā)生的主要原因；實(shí)踐中有段建新等[4]對(duì)高速公路開(kāi)挖路塹式邊坡誘發(fā)牽引式滑坡進(jìn)行的分析；袁從華等[5]針對(duì)牽引式滑坡特征提出了主被動(dòng)加固的比較分析。這些研究對(duì)防治工程滑坡起到了很好的指導(dǎo)和推動(dòng)作用。同時(shí)，工程實(shí)例表明，還有一種滑坡模式容易被忽略，從而簡(jiǎn)單的歸為上述兩種模式中的一類，那就是兼具推移式和牽引式滑動(dòng)的混合式滑坡，對(duì)混合式滑坡的認(rèn)識(shí)不足可能會(huì)造成施工組織設(shè)計(jì)的不當(dāng)從而引發(fā)工程事故的發(fā)生，也會(huì)降低防治手段的有效性。

本文以南大梁高速練山灣滑坡為例，從地質(zhì)勘查到成果分析，對(duì)該滑坡的成因進(jìn)行了全面分析，闡述了混合式滑坡的形成機(jī)理、不同發(fā)展階段的特點(diǎn)及主被動(dòng)防治措施，希望在建設(shè)項(xiàng)目設(shè)計(jì)施工一體化(EPC 模式)的大背景下，能有效的結(jié)合勘察設(shè)計(jì)施工各方的優(yōu)勢(shì)，為做好施工組織設(shè)計(jì)，事前預(yù)防，避免工程事故的發(fā)生提供一定的參考。

1 工程概況

南充～大竹～梁平（川渝界）高速公路K51+030～K51+120 段，位于南充市營(yíng)山縣茶盤鄉(xiāng)練山灣境內(nèi)，其左側(cè)為挖方路塹，坡比1:0.75～1:1,最大挖方深度19.94m。路塹開(kāi)挖后未采取支擋措施，2012 年6 月連續(xù)降雨后，挖方邊坡內(nèi)側(cè)平臺(tái)土體出現(xiàn)明顯滑移變形跡象，其后緣出現(xiàn)多處張拉裂縫，原有三幢民居遭到不同程度的損壞，邊坡前緣地表土體多處產(chǎn)生溜滑現(xiàn)象，邊坡呈現(xiàn)整體失穩(wěn)趨勢(shì)，對(duì)坡上居民人生財(cái)產(chǎn)安全形成嚴(yán)重威脅并對(duì)施工安全造成嚴(yán)重影響。

工程區(qū)覆蓋層主要為第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）粉質(zhì)粘土，下伏基巖為侏羅系上統(tǒng)遂寧組（J3S）粉砂質(zhì)泥巖。強(qiáng)風(fēng)化帶一般厚約1.0～1.6m，巖層產(chǎn)狀為 255°∠3°。工程區(qū)構(gòu)造不發(fā)育，據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2015），地震動(dòng)峰值加速度為0.05g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，地震基本烈度為Ⅵ度。

2 滑坡的基本特征及形成機(jī)理

2.1 滑坡形態(tài)特征

滑坡平面形態(tài)大致呈簸箕狀，地形坡度10～15°，縱向長(zhǎng)60m 左右，橫向?qū)?0m 左右，堆積體厚度3～9.2m，體積約為3.2×104m3，屬小型中層滑坡。滑坡后緣緊鄰施工便道處竹木傾斜，基巖垮塌，可見(jiàn)約2.4m 高的滑坡陡壁。前緣路塹開(kāi)挖形成7～12m 的臨空面，坡腳積水明顯?；掠覀?cè)緊靠施工道路，側(cè)壁邊界明顯，裂隙發(fā)育，土體有一定沉陷；左側(cè)邊界地表特征不明顯，僅局部可見(jiàn)有細(xì)小裂縫?；麦w中后緣橫向張拉裂隙發(fā)育，以滑坡體右側(cè)為甚，多形成寬10～15cm，長(zhǎng)達(dá)十幾米的地裂縫；左側(cè)裂縫發(fā)育少，寬為1～3cm，長(zhǎng)數(shù)米。滑坡體地表土體多呈陡坎狀，前緣土體局部下挫形成小平臺(tái)。后緣一座二層民居開(kāi)裂下陷，積水嚴(yán)重，形成洼地。左側(cè)兩座單層民居地表亦開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)微拉張裂縫，且有變寬的趨勢(shì)。

圖1 練山灣滑坡

圖2 滑坡平面圖

2.2 滑坡物質(zhì)組成特征

2.2.1 滑體

經(jīng)地質(zhì)勘查，滑坡體物質(zhì)構(gòu)成為碎石質(zhì)粉質(zhì)粘土和碎石土。

碎石質(zhì)粉質(zhì)粘土：褐黃色，稍濕～濕，可～硬塑狀，含有20～25%左右的碎石、角礫。鉆探揭示，其厚度分布不均，以右側(cè)最厚，有向左側(cè)逐漸變薄的趨勢(shì)。

碎石土：褐黃色，碎石成分為泥巖，粒徑2～8cm，含量45～55%，余為粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)松散～稍密，干燥～稍濕。多分布于滑坡體前緣，后緣鄰近施工便道處也有一定分布。

堆積體厚度3.5～9.4m,以滑坡體右側(cè)為厚，左側(cè)較薄。

2.2.2 滑帶

堆積體尚未形成整體貫通滑面，據(jù)鉆探揭示，堆積體與基巖接觸面之間多夾有一層含礫粉質(zhì)粘土，粉質(zhì)粘土含水率較高，濕，可塑狀，含泥礫，粒徑0.3～0.5m，略具磨圓，含量不均，多為20%左右，局部地段可達(dá)40%，且?jiàn)A有少量泥巖碎石，受地下水作用，礫石和碎石軟化現(xiàn)象較明顯。其厚度不均，為0.1～0.2m。

2.2.3 滑床

構(gòu)成滑坡滑床物質(zhì)為強(qiáng)～中風(fēng)化基巖?；鶐r為粉砂質(zhì)泥巖，中～厚層狀構(gòu)造。巖石質(zhì)軟，具遇水易軟化，失水易開(kāi)裂之特性。

2.3 滑坡形成機(jī)理及特點(diǎn)

挖方邊坡后緣施工便道的修建和場(chǎng)地平整，使得原有地表排水溝道消失，并在便道外側(cè)形成了明顯高于滑坡區(qū)域的陡坎，地表水排泄的途徑由溝道引流變?yōu)橄虮愕劳鈧?cè)漫流。而邊坡內(nèi)側(cè)平臺(tái)地勢(shì)平緩，不利于地表水排泄，遂成為主要匯水區(qū)域。前緣路塹施工邊坡開(kāi)挖，形成高陡臨空面，使得坡體內(nèi)應(yīng)力調(diào)整，坡體向臨空面變形松弛；在暴雨工況下，后緣匯聚的雨水沿土體滲入，導(dǎo)致短時(shí)間內(nèi)地下水在坡體表面和坡體內(nèi)大量聚積,增加了土體的重度，更使得巖土體軟化飽水，降低了巖土體間和土體自身的抗剪強(qiáng)度，并在自重的作用下向臨空一側(cè)卸荷推移，但推力并未大到將整個(gè)堆積體推出，因此在瞬間的短距下挫后，坡體內(nèi)部應(yīng)力達(dá)到新的平衡，表現(xiàn)為后緣土體下沉，形成后緣洼地，中前部局部隆起，此在二層民居的破壞形式表現(xiàn)的最為明顯。而前緣臨空面的應(yīng)力調(diào)整，以及坡表和坡腳地表水的浸泡軟化下，又使得前緣土體不斷坍塌變形，牽引后部土體繼續(xù)變形，形成牽引式破壞。

整個(gè)變形過(guò)程可歸納為牽引-推移-牽引的混合式滑坡，其特點(diǎn)是：發(fā)展上表現(xiàn)為牽引-推移過(guò)程先后或同時(shí)出現(xiàn)；空間上則表現(xiàn)為同一個(gè)滑坡在不同地段有不同的滑動(dòng)變形表現(xiàn)方式。

3 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià)

練山灣滑坡兩側(cè)變形特征有所不同，因此，將滑坡劃為兩個(gè)區(qū)（見(jiàn)平面圖Ⅰ、Ⅱ區(qū)），Ⅰ區(qū)為滑坡體中部到右側(cè)，其堆積體厚度最大，坡度較陡，變形強(qiáng)烈，屬推移-牽引混合式，為主動(dòng)強(qiáng)變形區(qū)。

Ⅱ區(qū)為滑坡體左側(cè)，其堆積體厚度較小，基巖埋深淺（0.8～3m），變形以牽引為主，為被動(dòng)變形影響區(qū)。其主要特征為：受Ⅰ區(qū)滑體的牽引而出現(xiàn)變形，地表開(kāi)始出現(xiàn)細(xì)小裂縫，但延伸不長(zhǎng)，深度不大，變形發(fā)展明顯較Ⅰ區(qū)緩慢。

可見(jiàn)，練山灣滑坡仍處于蠕滑變形階段，場(chǎng)地條件穩(wěn)定性差。

3.2 穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)

據(jù)地表調(diào)繪與鉆探揭示，邊體的蠕滑變形既發(fā)生在堆積體內(nèi)部，也發(fā)生在堆積體與基巖接觸面上，故計(jì)算滑動(dòng)面的選取考慮以下2 點(diǎn)：①以斷面所通過(guò)的變形趨勢(shì)明顯的裂縫與鉆探揭露的錯(cuò)動(dòng)面相連作為次級(jí)滑面；②采用基覆界面作為整體滑動(dòng)的主滑面。以此原則，選取厚度最大，滑動(dòng)趨勢(shì)最為明顯的1-1’斷面建立模型進(jìn)行計(jì)算。

圖3 1-1’斷面滑坡計(jì)算圖

對(duì)滑坡土體抗剪強(qiáng)度的確定是根據(jù)對(duì)蠕動(dòng)變形帶含礫粉質(zhì)粘土土體試驗(yàn)成果、當(dāng)?shù)毓こ探?jīng)驗(yàn)和類比，綜合確定穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)如下：

整體滑坡：天然抗剪強(qiáng)度c=18kPa、φ=12°，γ=20 kN/m3；飽和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)Csat=10kPa、φsat=9°，γsat=22 kN/m3。

次級(jí)滑坡：天然抗剪強(qiáng)度c=18kPa、φ=12°，γ=19 kN/m3、；飽和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)Csat=10kPa、φsat=9°，γsat=21 kN/m3。

計(jì)算采用北京理正巖土軟件，按照極限平衡法進(jìn)行計(jì)算,推力計(jì)算按傳遞系數(shù)法來(lái)進(jìn)行計(jì)算。因工程區(qū)地震基本烈度為Ⅵ度，無(wú)需考慮地震因素，按照天然工況和暴雨工況兩種情況對(duì)滑坡體進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算[6]。

不同工況下滑坡穩(wěn)定系數(shù)和剩余下滑力計(jì)算結(jié)果如表1。

表1 滑坡穩(wěn)定性及剩余下滑力計(jì)算成果統(tǒng)計(jì)表

由計(jì)算結(jié)果可以看出，練山灣滑坡在天然狀況下堆積體基本不會(huì)產(chǎn)生整體滑移，但次級(jí)滑體則極不穩(wěn)定，處于蠕動(dòng)變形之中；若暴雨使得滑體飽水，則將發(fā)生整體的變形失穩(wěn)，這與實(shí)際現(xiàn)狀吻合。

4 綜合處治方案建議

（1）練山灣滑坡屬于工程施工誘發(fā)的推移-牽引混合式滑坡，必須對(duì)滑坡進(jìn)行處置，坡腳設(shè)置抗滑樁或擋墻，為避免Ⅱ區(qū)繼續(xù)牽引變形，建議采取抗滑分級(jí)支擋與地表排水體系相結(jié)合的綜合措施進(jìn)行整治。

（2）滑坡土體穩(wěn)定性對(duì)含水率較為敏感，邊坡變形體中裂縫應(yīng)予及時(shí)填埋封閉，以免地表水體侵入。

（3）禁止在抗滑支擋措施未完成前，對(duì)滑坡范圍再進(jìn)行深挖切坡工程,以確?；碌姆€(wěn)定。

（4）建議加強(qiáng)滑坡變形監(jiān)測(cè)工作，特別是對(duì)建筑物的變形監(jiān)測(cè)，做好預(yù)警工作。

5 結(jié)語(yǔ)

工程施工中產(chǎn)生的推移-牽引混合式滑坡并不少見(jiàn)，其誘因多為施工組織不當(dāng)，了解此類滑坡產(chǎn)生的條件和機(jī)理，才能在施工組織設(shè)計(jì)中有效規(guī)避工程滑坡產(chǎn)生的風(fēng)險(xiǎn)或在邊坡變形的不同階段即能采取有效措施應(yīng)對(duì)，以免造成不必要的損失。

本例中如在修筑施工便道之時(shí)注意維護(hù)暢通的地表排水體系，則邊坡內(nèi)側(cè)平臺(tái)無(wú)積水之患，不會(huì)造成土體的飽水軟化，則解除了后部的推移之虞，開(kāi)挖前緣邊坡時(shí)再予正常的支擋措施即可保證坡體穩(wěn)定性，而不至于產(chǎn)生嚴(yán)重事故時(shí)再花大價(jià)錢來(lái)進(jìn)行居民搬遷和滑坡整治，此點(diǎn)在施工組織設(shè)計(jì)中希引起重視。