滑坡的工程地质特征及其防治措施

试论滑坡的工程地质特征及其防治措施

——以甘肃花子沟滑坡为例

一、滑坡概述

滑坡是指斜坡上的土体或岩体，受到河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响，在重力作用下沿着一定的软弱面或软弱带，整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。我国是世界上滑坡灾害比较严重的国家之一，史书中早有山崩堵江和地移掩村的记载。改革开放以来随着大规模基础设施的建设，特别是西部大开发战略的实施，建设速度加快机械化施工程度提高，人类改造自然的力度和广度空前增大。而许多滑坡灾害延误工期增加投资甚至造成重大灾害，为此对滑坡进行研究减少滑坡灾害在大规模经济建设中造成的巨大损失显得尤为重要。

二、滑坡分类

滑坡的分类主要根据滑坡体的物质组成、滑动面形状、滑动速度、力学特征、滑坡体厚度、滑坡体规模、发展阶段等来划分,如以滑动面形状为区分标志,有均质滑坡、顺层滑坡和切层滑坡。也有以滑动的位置、移动形式划分,如基岩滑坡、表层滑坡。还有从发育期划分,如幼年期滑坡、青年期滑坡、壮年期滑坡、老年期滑坡。

我国铁路部门提出了以滑坡体组成物质、滑坡体厚度、性质、成因为分类标准的三级分类法：

第一级按滑坡体物质组成分类：粘性土滑坡、黄土滑坡、堆填土滑坡、堆积土滑坡、破碎岩石滑坡、岩石滑坡。

第二级按主滑面的成因分类：堆积面滑坡、层面滑坡、构造面滑坡、同生面滑坡。

第三级按滑坡体厚度分类：巨厚层滑坡：厚度大于50米；厚层滑坡：厚度20～50 米；中层滑坡：厚度6～20米；浅层滑坡：厚度小于6米。

滑坡定名时将三级标志放在前面,二级放中间,一级放在最后。

三、甘肃花子沟滑坡的工程地质分析

3.1花子沟滑坡简介

花子沟滑坡位于甘肃省灵台县境内花子沟北侧，拟建的省道202线泾川至渗水坡段公路K40+700～K41+200范围内。该滑坡是一大型(总体积约400×10 m )深层(滑体厚20 m-50 m)基岩滑坡。拟建道路从滑坡体中部穿过，在连续降雨和施工开挖作用下，该路段右侧出现连续滑坡(滑塌)，影响道路施工为后期运营带来隐患，因此必须对该滑坡进行工程地质勘察并提出治理措施。

3.2花子沟滑坡现状

滑坡所在地貌属于丘陵沟壑区，地势整体西高东低，从坡脚小溪到滑坡后缘顶部平台最大高差约140 m。该滑坡整体形态清晰，轮廓明显，滑坡后壁地形呈圈椅状，有明显滑坡后壁，滑体左右侧界限明显。滑坡后壁陡峭，后壁高5 m～15 m，后壁顶部多处有崩塌产生，滑坡后缘顶部平台见串珠状陷穴。滑坡在平面上呈椭圆形，纵向(沿道路方向)长约470 m，横向(垂直道路方向)宽约330 m，主滑方向为56º。滑坡整体前部、中部较平坦，坡角10º～15º；后部稍陡，坡角30º～40º；滑坡坡脚处稍陡，坡度20º～40º。滑坡坡脚在溪水的冲刷作用下，多处有崩塌产生，如图1，图2所示。

目前由于道路路基施工开挖，在滑体中部形成不同高度的边坡。坡体土质较为松散，由于施工开挖及连续降雨冲刷，造成了边坡滑坡(滑塌)。K41+000～K41+220段右侧边坡为2级，坡坡为2级～4级，坡高20 m～35 m，在该边坡顶部形成2条张拉裂缝，裂缝宽5 cm-10 cm，长度20 m～25 m，下挫距离0．5 m～1．0 m；K40+770右侧边坡为4级，该段边坡位于滑坡的右壁处，坡度约45º，坡高40 m～50 m，坡顶有2处崩塌，该处滑塌最为严重，滑塌土体已经将开挖路槽填平。

坡体横向裂缝与纵向裂缝均很发育，K40+870-K41+000段右侧坡面上见有4条地表水冲刷形成的长10 m～25 m、深1 m～3 m、宽1 m～2 m的冲沟。滑坡地下水较发育，由于开挖路基沟槽，地下水从路基右侧边坡渗出，形成5处泉水出水口，其中3处流量1．5 L／rain～

2．0 L／rain，另外2处为渗水。由于坡体渗水及雨季雨水的汇集，高8 m-10 m，该段边坡形成连续塌方；K40+800～K41+000段边在K40+850位置处形成小水塘。

3.3 滑体岩土特征

根据野外钻孔揭露，滑坡体岩土以黄土状粉质粘土层及马兰黄土层为主。滑体岩土层如下：

①粉质粘土层：褐黄色，软塑状态，土质不均匀，结构松散，以粘性土为主。

②黄土状粉质粘土层：褐黄色，可塑一硬塑状态，局部为软塑，土质较均匀，以粘性土为主，孔隙较发育，具垂直节理，含少量钙质结核。

③马兰黄土层：褐黄色，硬塑状态，土质较均匀，以粉粒为主，含少量钙质结核，孔隙较发育，具垂直节理，含有黑色铁、锰质斑点。

3.4 滑床的岩土特征

据勘探钻孔揭露，滑坡的滑床岩性为浅绿色～青灰色的强风化砂质泥岩，泥质结构，层状构造，局部铁质侵染、质软。岩体完整性较差，多呈层状碎裂结构。

3.5 滑带和滑面特征

据野外钻孔和探槽揭露，该滑坡滑带分为浅层滑带和深层滑带。深层滑带发生在基岩面上，滑带由青灰色全风化砂质泥岩和马兰黄土层混杂而成，颜色杂乱，滑动迹象明显，滑带所含圆砾具有一定磨圆度。浅层滑带位于②黄土状粉质粘土层及③马兰黄土层内，局部位置存在小型擦痕及光滑滑面。

3.6 滑坡工程地质成因

（1）深层滑动(老滑坡)

老滑坡原始地形较陡，滑坡体为马兰黄土层，下伏基岩为砂质泥岩，其质软易风化，是相对隔水层。在坡脚溪水的冲刷作用下，坡脚不断发生塌方，抗滑力不断减小，在雨水作用下土体抗剪强度减小，引发深层滑坡，滑动因受到小溪对岸山体阻挡而减缓。深层滑带标高

在坡脚小溪标高之下，说明其发生年代久远，加上山体阻挡，无再次滑动可能，滑坡整体处于稳定状态。

（2）浅层滑动(诱发滑坡)

浅层滑体主要由第四系黄土状粉质粘土组成，滑坡体在随深层滑带滑动过程中已受扰动，土质松散；路基施工开挖期间连续有3个月的降雨，使得地下水位上升，土体在地下水及雨水作用下有效应力减小、抗剪强度大幅下降；施工开挖破坏了滑坡体原有的平衡状态；在以上原因综合作用下诱发了浅层滑坡(滑塌)。这些滑坡(滑塌)体处于临界稳定状态或者不稳定状态，需要进行及时的处理。

四、滑坡防治的基本原则和工程措施

4.1 防治原则

滑坡防治是一个系统工程各个环节环环相扣紧密联系，一般而言根据防治滑坡的经验教训可以提出以下10 条防治原则：

(1) 正确认识滑坡的原则 (2) 预防为主的原则

(3) 一次根治不留后患的原则 (4) 全面规划分期治理的原则

(5) 治早治小的原则 (6) 综合治理的原则

(7) 技术可行经济合理的原则 (8) 科学施工的原则

(9) 动态设计信息化施工原则 (10) 加强防滑工程维修保养的原则

4.2 防治滑坡的主要工程措施及应注意的问题

国外防治滑坡有 100 多年的历史，我国从20世纪50 年代以来也防治了许多滑坡。美国将防治措施分为绕避减小下滑力增加抗滑力及滑带土改良四类。日本将其分为抑制工程和控制工程两大类。我国将其分为绕避排水力学平衡和滑带土改良四类，从防治措施上与国外经济发达国家没有大的区别。我国在滑坡防治中大量使用挖孔钢筋混凝土抗滑桩及锚索抗滑桩其基本形式如下图所示：