狮子坪滑坡特征分析及治理措施

时间：2024-07-28

陈果李涌泉

（四川省林业和草原调查规划院，四川成都 610081）

0 引言

滑坡是山区公路频发的一种灾害类型，常威胁到公路工程建设及运营的安全。对滑坡成因的分析主要从地形条件、地层岩性、地质构造、水文地质以及人类工程活动等方面进行考虑；滑坡的防治措施以综合处治为主，主要有削方减载、坡脚反压、排水、支挡以及坡体内部加固等[1-2]。狮子坪滑坡位于四川大渡河瀑布沟水电站库区公路复建工程 G108 线 K2560+005～K2560+250 段，在路基开挖过程中，路基内侧边坡坡顶地面出现拉张裂缝，上部房屋开裂、倒塌，边坡坡脚出现剪切位移等现象。该滑坡处于活动状态，一旦失稳，将对公路产生严重危害，亟需进行必要的处治。本文以狮子坪滑坡为研究对象，在分析其基本特征、形成原因及稳定性的基础上，提出了合理的工程治理措施。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

狮子坪滑坡处构造侵蚀中山区，位于大渡河左岸谷坡上，河谷为深切“V”型河谷，河谷谷坡陡峭，谷坡高200 余米。边坡上部为大渡河V 级阶地；中部为迎美路路基内边坡，坡脚为新建G108 路基内边坡，坡脚下部为悬崖。边坡坡面高程1030～1090m，下陡上缓，自然坡度20°～40°，为阶地前缘斜坡。

1.2 地层岩性

勘察区地层可分为第四系坡残积（Qdl+el）堆积层、滑坡堆积层（Qdel）和三叠系上统白果湾组（T3bg）。

1）第四系坡残积堆积层（Qdl+el）：表层为粉质黏土，紫红色、灰黄色，干燥，硬塑，含少量碎石。下部为碎、块石土，灰色、灰黄色，干燥，松散～稍密，具架空结构。碎块石呈棱角状，分选性差，岩性以砂岩为主。厚度变化较大，厚7～30 余米。

2）第四系滑坡堆积层（Qdel）：该层在勘察范围内广泛分布，主要由粉质黏土、碎石土、块石土组成。

3）三叠系白果湾组（T3bg）：灰～深灰色粉砂岩、灰黑色炭质页岩，强风化～中风化，岩层产状35°∠3°。在边坡上部埋深20～30m，在坡脚新建G108 路堑边坡出露。该套地层在该区广泛分布，本次勘察未揭穿，揭露最大厚度为27.10m。

1.3 水文地质条件

1）地表水：工程区属大渡河水系，地表冲沟不发育，地表水主要为边坡上部阶地上农田灌溉水和边坡坡面水，主要来源于大气降水。

2）地下水：区内地下水丰富，主要有第四系松散堆积层中的孔隙潜水和基岩裂隙水。第四系松散堆积层主要为碎、块石土，厚度大，有良好的渗透性和储水空间，孔隙潜水储藏丰富，主要来源于上部坡体地下水的渗透、上部农田水的渗透和大气降水。地下水位一般高于基岩面0.5～1.0m。在基岩面上形成了一个地下水的连续通道，在坡脚岩土接触面以降泉的形式出露。在新建G108 线路基边坡上，全段沿岩土接触面均有地下水出露。基岩风化带裂隙发育，具有良好的储水性和连通性，基岩裂隙水埋藏丰富，主要接收大气降水和上部孔隙潜水的补给，向下部渗透排泄于大渡河。边坡上没有发现基岩裂隙水出露。

3）地表水、地下水水化学类型均为HCO3·SO4—Ca·Mg 型，PH 值为7.8，矿化度为0.55g/L，地下水和地表水对混凝土结构和钢筋混凝土结构中钢筋具微腐蚀性。

2 滑坡基本特征及成因分析

2.1 滑坡区变形特征

狮子坪滑坡位于大渡河左岸谷坡上，呈带状分布，为谷坡岩体坡残积形成的粉质黏土、碎块石土堆积边坡。滑坡沿河谷横向长245m，沿斜坡方向宽80～95m，滑体厚5.0～16.5m，滑坡面积19198 m2，滑坡体体积约30.2375×104m³。根据滑坡形态和变形活动特征，将滑坡划分为2 个区，见图1。

图1 狮子坪滑坡平面示意图

1）Ⅰ区（K2560+005～K2560+083 段）：地面较平缓，自然横坡约15°，变形破坏轻微。地面开裂1～5mm，裂缝长3～10m。滑坡造成Ⅰ区4 户房屋墙体开裂，裂缝宽1～5mm，长1～5m。新建G108 线路基内边坡岩土界面清晰，在岩土界面处有地下水出露，呈散状流出，流量约0.2L/s。Ⅰ区滑坡体长78m，宽约80m，厚12.0～16.5m，平均厚度约15m，面积6398 m2，滑坡体体积约17.4375×104m³。

2）Ⅱ区（K2560+083～K2560+250 段）：处于迎美路路基边坡上，坡面呈折线型，下陡上缓。下边坡坡度30°～40°，上边坡坡度15°～20°，变形破坏严重。下部：新建G108 线路基上边坡剪切位移约2m。中部：沿ZK4—ZK8—ZK11 形成一条连续贯通的，长约150m 的裂缝密集带，裂缝宽0.3～0.7m，深0.5～1.5m，长20～50m，地面竖向沉降约1m。上部：滑坡造成Ⅱ区4 户人家墙体开裂，土墙房屋倒塌2 间，裂缝宽0.5～7.0cm，长1～5m。地面开裂宽1～8cm，长1～10m，间距1～4m。新建G108 路基边坡主要出露炭质页岩，强风化。有地下水出露，呈股状流出，流量约0.5L/s。Ⅱ区滑坡体长147m，宽约95m，厚5～14m，平均厚度约10m，面积12800 m2，滑坡体体积约12.8×104m³。

据调查和勘探表明：滑坡Ⅰ区地表变形轻微，处于蠕滑变形阶段。滑坡Ⅱ区地表变形破坏严重，路堑边坡坍塌，上部土体已产生滑动，处于活动发展阶段。该滑坡处于新建G108 及迎美路上方，已对近10 户人及房屋的安全、迎美路的运营和G108 的建设产生了严重影响。

2.2 滑坡体结构特征

1）滑体特征。主要由粉质粘土、碎块石土组成。粉质粘土，紫红色、灰黄色，含碎石，干燥，硬塑，厚1.0～5.5m。碎块石土，灰色、灰黄色，干燥，松散。其中碎石含量约45%，一般粒径5～15cm。块石含量约40%，一般粒径40～120cm，地表可见最大孤石粒径150cm。充填物为角砾和粉质粘土，含量约15%。碎块石呈棱角状，分选性差，具架空结构。

2）滑带特征。据勘察报告表明，在滑坡中前部滑带较为明显，主要为灰黑色粉质黏土，含碎石，饱和，厚0.1～0.3m；在滑坡中上部，滑带不甚明显，主要为碎石土，含泥较重。据钻探和物探揭示，滑动带埋深5.0～16.5m。

3）滑床特征。在滑坡前缘，滑坡沿岩土接触面剪出，滑坡中前部滑床为三叠系白果湾组（T3bg）灰～深灰色粉砂岩、灰黑色炭质页岩。在滑坡中后部，滑坡在碎块石土层内滑动，滑床为碎块石土。滑坡区岩土体主要物理力学指标，见表1。

表1 滑坡区岩土体主要物理力学指标表

2.3 滑坡成因分析

1）地形与岩性：狮子坪滑坡处大渡河深切河谷V 级阶地前缘斜坡，为碎块石土、粉质黏土堆积而成，堆积体厚7～30 余米，其内部结构相对松散，大小块体混杂，多具有架空结构，物质组成较为复杂，自身稳定性较差。

2）水的作用：据调查和勘探表明，新建G108 线路基边坡全段岩土接触面均有地下水出露，滑坡区地下水丰富，且上部有地表水渗入坡体内部。在水的浸润作用下，一方面加大了堆积体重量，使其下滑力增大。另一方面降低了基岩顶面附近土体的强度，形成潜在滑动带。

3）人类工程活动：新建G108 线本路段位于斜坡坡脚，由于路基边坡的开挖，在迎美路路基边坡的基础上，进一步增加了边坡高度，破坏了斜坡的稳定状态，造成上覆堆积体沿下伏基岩面的滑动，致使路堑边坡失稳坍塌，进而使上部土体失去支撑，在重力作用下，产生变形，进一步在松散的碎块石土层内形成滑动。

该滑坡是在边坡坡脚开挖，致使坡体前缘失稳的情况下，引发坡体上部碎块石土层内产生了向坡脚临空面的滑动，形成了一个中型牵引式中层堆积层工程活滑坡[3-4]。

3 滑坡稳定性评价

根据滑动面（带）形态特征和破坏模式，采用传递系数法[4]，参数的选取依据室内试验、反算法和参照粉质黏土、碎石土滑坡经验值确定。以1－1'，3－3'为代表性断面，分区计算滑坡在天然状态和暴雨时的稳定系数，根据《滑坡防治工程勘查规范》[4]评价滑坡的稳定性。

表2 滑坡稳定性计算成果表

结果表明：在天然状态下，滑坡I 区处于相对稳定状态；II 区处于基本稳定状态。在暴雨工况下，滑坡I 区处于基本稳定状态；滑坡II 区处于不稳定状态。该滑坡将对迎美路及新建G108 的正常运营产生严重影响。

在天然、雨季和地震等工况条件下，安全系数[5]K=1.20、1.10、1.05 时，滑坡产生下滑的剩余下滑力计算结果，见表3：

表3 剩余下滑力计算成果表

4 滑坡治理措施

综合考虑狮子坪滑坡的发育特征及形成条件，结合项目区多处滑坡处治的经验，以经济、适用、安全的原则，采取抗滑桩+削坡减载+支挡墙+截排水的治理措施。

在迎美路路面内侧2 米处设置一排钢筋砼抗滑桩，抗滑桩尺寸为2×3m，桩长18～22m，桩间距为5m；桩底均置于新建G108 路基面以下稳定岩体，桩顶面及平面与迎美路线形一致，顺适美观。对滑坡Ⅱ区，以迎美路内侧坡脚处为基准点，按1：20～2.8 进行削坡减载。在新建G108 与迎美路之间设C20 片石混凝土挡土墙，墙高6～10m。采用碎石+土工布渗水层，通过纵横向排水沟（φ10cmPVC 管）排泄地下水，并在滑坡周界外侧设置环状截水沟，如图1 所示。