滑坡灾害分析及治理

滑坡灾害分析及治理

万畅

中国葛洲坝集团勘测设计有限公司   湖北 武汉  430010

摘要：为了充分了解滑坡形成机理，科学分析评估滑坡稳定性，提高滑坡治理效果，保证周边施工及运营安全，本文针对滑坡产生机理、滑坡稳定性及工程对策展开综合探究，通过观察滑坡裂缝、地表变形及周围岩石特征，分析了滑坡体的基本特征和滑坡的成因机制。调查发现在降雨影响下，滑坡软弱面部分产生泥化夹层，使抗剪强度急剧降低，同时开挖在坡体前缘卸载，多种因素导致滑动变形加剧，最终产生滑坡。通过滑坡稳定性计算，研究了滑坡体在不同工况下的稳定性，并针对不稳定区域提出了滑坡防治措施，为同类型滑坡治理工程提供参考。

关键词：矿山滑坡、稳定性分析、滑坡治理

1 工程概况

原斜坡滑体纵长230.0m，前缘宽125.0m，中部宽110.0m，平均宽度114.2m,滑坡平面面积25265m3，滑体厚度厚4.0～19.0m，平均厚为10.5m，滑体体积为27.6×104m3。地质灾害应急治理工程实施后，滑坡变形得到了较有效的控制，其危险性与危害性明显降低。应急治理工程实施后，斜坡上仍然残留8.0×104m3左右的滑体，对其监测的数据及近两年变形迹象显示，残留的滑体仍在蠕滑。若滑坡受降雨影响滑坡整体滑动，工业广场将无法使用，亦将严重损毁副平硝，潜在经济损失巨大[1-3]。

2 滑坡灾害分析

2.1 滑坡空间形态

现状滑坡长140m，宽75m，厚约10m，主滑方向为130°，属于小型推移式土层滑坡。残留滑体在持续发生蠕滑变形，变形主要集中在残留体周边的拉张开裂，前缘强变形区挡墙破坏，坡脚挡墙前土体受滑坡推力挤压隆起变形及弱变形区副平酮的变形等。由现场踏勘结合勘查资料可知，滑坡中下部形成较深层的蠕滑变形，滑坡右侧缘现已削方至基岩，南侧（弱变形区）受侧缘挤压变形，有了前缘强变形区变形严重的现象。

2.2 滑坡物质组成及结构特征

滑体主要为古崩滑堆积层碎石土，厚5.0～10.0m，沿下坡方向滑体除厚度由薄变厚外，滑体物质成分亦有所变化，表现为滑体古崩塌灰岩块石的含量逐渐减少，后缘滑体灰岩块石含量60%，最大块度1.5m，平均块度0.5m；中部滑体灰岩块石含量约50%，最大块度达6.0m，平均块度1.5m；前缘滑体灰岩块石含量20%，块度一般为2.0m，坡脚临空面仅见零星块石，但右侧主、副平雨间临空面灰岩碎石含量增多。滑体土成分除灰岩块石外，主要为粉质粘土，黄～灰色，稍湿，硬塑～可塑状。

2.3 滑坡水文地质特征

第四系松散层孔隙水主要赋存于结构松散的第四系松散层孔隙中，含水介质物质成分、结构、厚度变化以及分布面积等决定了松散层透水性强而含水性弱，富水性差。基岩裂隙水主要赋存于浅部岩体的风化裂隙中。地处山麓斜坡地带，地形西高东低，整体地形略有起伏，但相对平缓，地下水较富集，坡体局部雨后有水冒出。

2.4 滑坡岩土物理力学性质

为了量化分析滑坡的稳定性问题，故在本次工作中采集了岩土样进行室内试验，基于滑坡的变形破坏现状，采集了滑带土样与滑体土样做了常规物理试验、土体的饱水残余剪、饱水状态下的峰值剪强度试验[4-6]。根据在滑坡区采集的的9件滑体土样作室内天然密度、饱和密度试验，试验成果及数理统计结果见表1。

表1 滑体土样室内试验成果数理统计

2.5 滑坡岩土物理力学参数建议

根据勘查报告钻探资料，工况一天然情况下钻孔未见地下水，故滑带土取天然值，工况二、三暴雨情况下，滑体孔隙率较高，故水体将下渗到滑带处，取饱和值。滑带土的参数选取应考虑了多方面和因素，滑坡已产生明显的滑移变形，其主要的滑带土室内反复直剪试残余值力学强度接近于现场滑带土抗剪强度。由于碎石土受内摩擦角及碎块石间咬合力影响较大，故需根据地区类似工程经验值结合滑坡体的变形现状进行反演分析。

滑带土:天然状体下C、中应取天然残余值，容重应考虑与碎石容重的加权平均值。暴雨工况下C取饱和残余值，φ应根据计算剖面与现有滑坡变形迹象相结合反演而得。

强风化页岩地基系数K=150KPa/m，中风化页岩地基系数K=250KPa/m。

3滑坡稳定性计算及评价

经过实地勘察，观察滑坡裂缝、地表变形及周围岩石，发现该滑坡总体呈曲线方式运动。具体计算公式如下：

其中：

式中，是第i块段的剩余下滑里传递至第i+1块段的传递系数（j=i），即

是第i条块的重量（KN/m），是第i条块内聚力（kPa），第i条块内摩擦角（°），是第i条块画面长度（m）,是第i条块画面倾角（°），是第i条块地下水流向（°），是地震加速度（重力加速度g），是稳定系数。

经稳定性计算，l-1’剖面、3-3’剖面在工况一下处于稳定状态，工况二下处于欠稳定状态，工况三情况下处于不稳定状态，这与滑坡变形迹象相符，而且与两条剖面对应变形区在暴雨时蠕滑变形特征完全吻合。计算结果与现场的实际情况基本一致，故该计算结果可用于本次设计。

4 滑坡处治措施建议

(1)卸荷:对滑坡体上部进行卸荷，降低下滑力，治理有效。但卸荷、预开挖坡体，也可能导致滑坡体外的老滑坡体产生失稳现象，老滑坡体本身处于基本稳定状态，故卸荷体积、范围应通过计算确定。

(2)支挡:通常采用抗滑桩支挡，以抵抗下滑力。相关项目如需要满足规范要求的安全系数1.15(或1.10)，剩余下滑力达到3236 kN(或3393 kN)，多排抗滑桩才能达到要求,工程造价巨大。

(3)排水:封堵裂缝、开挖截水沟等可拦截部分雨水进入滑坡体，除接受大气降雨补给外，还接受上方山体基岩裂隙水的侧向补给，坡体地下水丰富，可打仰斜式排水孔排泄部分地下水。

5 结语

（1）内在原因如地理位置、土壤类型、结构特征等，外部原因如降雨、土壤侵蚀、建筑活动以及机械破坏等，都可能导致滑坡出现。本文研究的滑坡，是在不稳定斜坡并具备滑坡形成条件的基础上，由于自然因素及人为因素综合作用下产生的。

（2）滑坡发生后，一直处于缓慢的变形之中，由于滑体上裂缝发育，结构松散，应力仍未平衡，在暴雨影响下，滑体因饱水而增加自重，滑面因饱水而抗剪力学强度降低，滑坡因应力调整而变形继续下滑。

（3）滑坡南区有矿山主、副平硐，滑坡右侧自然冲沟两岸居住村民。若滑坡失稳变形，极易发生快速下滑，必将影响广场的建设使用、威胁主副平硐生产安全和威胁村民的生命财产安全。

参考文献

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[2]金德均,徐国锋.某高速公路滑坡稳定性分析及治理设计[J].公路交通科技：应用技术版, 2008(10):3.DOI:CNKI:SUN:GLJJ.0.2008-10-038.

[3]穆启超, 王万迁, and 蔡铁刚. "四川地震灾区某滑坡稳定性分析及治理工程方案比选." 安全与环境工程 18.4(2011):6.

[4]焦瑞锋.松原朝阳村后山滑坡稳定性分析及治理方案研究[D].成都理工大学,2017.

[5]吕敬军. "多雨季节滑坡稳定性分析及治理方案和监控量测." 江西建材 7(2015):2.

[6]洪刚,吴徐华,刘鹏.某高速公路滑坡稳定性评价及治理方案设计[C]//中国公路科技创新高层论坛.2013.