梁户沟滑坡险情应急处置及应急勘查

摘要：梁户沟滑坡为一典型崩坡积层牵引式滑坡，滑体体积约6.4×104m3。滑坡直接威胁对象为11户44人，35KV高压铁塔一座，乡道150m；间接威胁对象17户107人及滑坡前缘的流动过往行人。滑坡现场滑动变形十分明显，险情十分危急。为了保障当地居民的生命财产安全及基础设施安全，必须及时排除滑坡险情并进行应急勘查，为滑坡治理提供详细可靠的地质资料。

关键词：崩坡积、牵引式、险情、应急处置、应急勘查

中图分类号：P62文献标识码： A

一、 工程概况

梁户沟滑坡原始地形为一崩坡积斜坡地貌，由于在其前缘修建一公路对前缘进行了大量的土石方开挖，形成了高16～20m，长约100m的高陡临空边坡。边坡开挖后进行了边坡锚喷支护施工，支护工程施工近于完工时（2013年2月7日）滑坡后缘发现变形裂缝，至2013年2月底裂缝变形加剧，后缘张拉裂缝宽达2～30cm，深3～5m，险情十分危急。直接威胁到前缘居民的生命财产安全及基础设施安全。为此，对该滑坡进行应急排险处理及应急勘查已迫在眉睫。

二、工程地质环境

滑坡区属第四系崩坡积斜坡地貌，地表坡度20～26°，平面形状为圈椅状，滑坡前缘修建公路破坏了原始地质环境，形成了高16～20m，长约100m的高陡边坡，坡度约62°，边坡坡向与滑坡地表坡向基本一致，滑坡滑坡前缘剪出口高程453.0～451.0m。

三、已有工程及现状变形

滑坡前缘路堑边坡于2012年11月初开始切坡开挖，滑坡区前缘的边坡开挖坡度约1：0.25，边坡开挖后坡面采取了锚喷+坡脚挡土墙+坡脚公路排水的工程措施进行了治理。锚喷结构为：锚杆采用φ18压力注浆锚杆与φ25压力注浆锚杆交替布置，锚杆钢筋长为8m、5m，间距1.6m×1.6m，锚杆与水平面呈15°倾角；面层喷12cm厚C20小石子砼，挂网采用φ6.5@200的钢筋网片一层，间距横竖向均为20cm,锚杆位置处布设φ16加强钢筋。坡脚挡土墙公路路面以上墙高为2.8m，护脚墙基础埋入路面标高以下1.2m，墙厚1.0m， 挡土墙采用C20片石砼，片石掺量不大于20％，片石强度不低于Mu40。坡脚排水沟断面尺寸为1.0×1.0m。前期工程治理完工时（2013年2月7日）滑坡后缘出现拉裂缝，2013年2月底裂缝变形加剧，导致前缘路堑边坡支护结构发生了剪胀变形破坏，主要体现于已锚喷坡面混凝土结构的剪胀开裂与位移。

四、 险情应急处置

根据现场踏勘调查分析，滑坡目前正处于蠕滑变形向剧烈滑动的变形阶段，为欠稳定～不稳定状态。技术单位立即采取了如下应急除险的方案：

1、避险搬迁安置：对滑坡正前方的直接危害对象采取临时撤离避险，在险情解除后可搬回居住。

2、开展监测预警：停止滑坡区及其影响区内的一切工程建设，划定了危险区域，组建滑坡监测小组， 24小时对滑坡裂缝进行监测，同时在危险区设立了警示标牌，严禁行人、车辆停留。

3、堆载反压：对滑坡前缘进行堆载反压，堆载体采用土袋进行层层堆载，土袋间相互交叉堆码，不形成通缝，堆载体截面为梯形截面，底面宽与公路开挖宽度一致，顶部宽为不小于3m，堆载体高以公路开挖边坡高的3/4控制。

4、做好地表排水：疏通滑坡两侧的冲沟，将地表排水引出滑坡体，排入梁户沟和公路边沟。

5、裂缝封填：用粘土将现有地裂缝进行封填，处理范围裂缝两侧各30cm，挖深30cm，粘土应用人工夯实

经两天两夜的堆载反压施工，滑坡变形得以有效控制，险情得以控制，居民可返回居住，可进行工程的应急勘查工作。

五、应急勘查

1、滑坡变形特征

滑坡地表变形特征十分明显，滑坡后缘及前缘产生一系列贯通性较好的张拉、剪切、挤胀裂缝，并形成了贯通裂缝带，裂缝带基本贯穿整个滑坡后缘，由于滑坡的蠕滑变形较为明显，前缘已实施的锚喷护面工程的混凝土护面已发生了鼓胀开裂破坏。张拉裂缝主要分布滑坡后缘，剪切裂缝主要分布于滑坡两侧，鼓胀裂缝主要分布于滑坡前缘已支护的锚喷坡面。

滑坡裂缝特征统计表

裂缝编号 裂缝分布位置 裂缝特征

L1 滑坡区后缘 张拉裂缝，长70m，宽2～30cm，中部宽，两端逐渐尖灭，张开状

L2 滑坡区南侧 张拉裂缝，长40m，宽5～35cm，中部宽，两端逐渐歼灭，张开状，深2～5m。

L3 滑坡区南侧 张拉裂缝，长20m，宽3～20cm，中部宽，两端逐渐歼灭，张开状，深1～4m。

L4 滑坡前缘南侧 张拉裂缝，长15m，宽2～10cm，中部宽，两端逐渐歼灭，张开状，深1～2m。

L5 滑坡前缘南侧 张拉裂缝，长22m，宽2～18cm，中部宽，两端逐渐歼灭，张开状，深2～3m。

L6 滑坡北侧冲沟下游右岸 剪切裂缝，长18m，宽1～7cm，中部宽，两端逐渐歼灭，两侧分布羽状裂隙。

L7 滑坡区前缘南侧边坡坡面处 鼓胀裂缝，长22m，宽0.2～1.0cm，中部宽，两端逐渐歼灭，张开状，混凝土喷射护面已挤胀开裂。

L8 滑坡区前缘中部边坡坡面处 鼓胀裂缝，长8m，裂缝上部宽，往下逐渐变窄，上部宽5mm，下部宽1mm，呈张开状，混凝土喷射护面已挤胀开裂，立面形状呈直线形。

L9 滑坡区前缘中部边坡坡面处 鼓胀裂缝，长8m，裂缝上部宽，往下逐渐变窄，上部宽约3mm，下部宽约1mm，呈张开状，混凝土喷射护面已挤胀开裂。

2、勘查工作

根据对滑坡的现场工程地质调查及滑坡特征本次勘查以尽快查明滑坡区地质条件为目的，为此共布置钻孔9个，探井2个，勘探孔深度均穿过滑动面（潜在滑面）进入稳定层内。由于滑坡体物质以块碎石为主，采取干钻难度大、进度慢，因此本次钻探均采用植物胶冲洗液套管护壁双层岩芯管金刚石钻头钻进，此工艺的选择既可防止冲洗液渗入滑坡体内又可保障勘查进度。

3、滑坡物质结构特征

3.1、滑体特征

滑体物质为第四系崩坡积层含块碎石粘土。空间分布具以下特征：垂向上粘土及块碎石含量及不均匀，块碎石含量约10～40%，块体粒径一般3～15cm，最大可达60cm以上，颗粒级配差，软硬相混，结构呈松散～中密状，局部可见架空现象，粘土呈可塑～硬塑状，干强度高，韧性、粘性强，钻探揭示滑坡中后滑体厚度为18.0～5.0m，厚度平均12m左右，前缘坡体土体较厚11.0～15.7m，平均厚14m左右；从横向上看，滑坡由南向北，滑体厚度逐渐呈增大之势。

3.2、滑带特征

滑带（面）的确定主要依据滑坡地表变形特征及钻孔揭示的土体特征来综合确定。该滑坡后部现状地表变形比较明显，据监测结果表明前缘堆载反压后滑坡现状变形趋于基本稳定，滑坡处于蠕滑阶段，贯通滑带还未完全形成。滑坡中部及前缘钻孔揭示在滑体内分布有一层以黏土为主含小粒径碎石的粘土层，呈可塑状，碎石含量10～20%。且在后缘TJ2底部也揭示了该层土，并在该层图探井开挖过程中发现了明显滑动擦痕，因此确定该层土为滑坡的滑动面。

3.3、 滑床特征

钻探及探井工程除在滑坡后缘探井开挖过程中直观的发现滑坡滑动带（面）外其余钻孔均为揭示明显的滑带（面）。因此据滑坡变形特征分析，滑坡的滑动面是含小粒径碎石的粘土层，该滑坡1、2剖面滑床为含粘土块碎石层（碎石含量大），3剖面为志留系下统龙马溪组泥灰岩。

4、水文地质特征

勘查区水文地质条件简单，具上覆松散土层与下伏基岩的双层结构，地下水分为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水两类。含块碎石粘土层孔隙度相对较大，富水性好，为滑体内形成局部上层滞水提供条件，上层滞水的分布对滑坡局部的变形有着较重要的影响。志留系下统龙马溪组泥灰岩，裂隙发育，是主要含水层和透水层，为地下水的渗流提供了有利的通道，裂隙面常见黄色水锈为地下水活动频繁有力证据。滑坡区后缘山势高陡，汇水面积大，为滑坡体地下水的补给提供了丰富的水源，地表水下渗至基覆界面或粘土含量相对较大的含碎块石粘土层时易使粘土层饱水降低其物理力学性质形成滑带。本次勘查正处于春季，降雨稀少，在钻探过程中未发现有稳定地下水，根据探井揭示土体，上部3～4米含水量较少，土质较硬，下部土体多成稍湿状，土质呈可塑～硬塑状。

5、岩土参数选取

5.1、室内试验参数统计

勘查过程中对滑体、滑带、滑床分别采取了6组样品进行了室内试验，试验过程中对样品中的碎石进行了剔除，试验成果统计如下：

（1）滑体土：天然密度ρ0=1.86（g/cm3），干密度ρd=1.48（g/cm3），天然抗剪强度标准值：C=28.80kPa，φ=16.76°；饱和抗剪强度标准值：C=24.24kPa，φ=15.12°。

（1）滑带土：天然密度ρ0=1.85（g/cm3），干密度ρd=1.43（g/cm3），天然抗剪强度标准值：C=26.81kPa，φ=16.17°；饱和抗剪强度标准值：C=23.09kPa，φ=14.52°。

5.2、滑坡滑带土层抗剪强度反演分析及敏感性分析

试验时对所取土样内的碎石进行了剔除，因此试验成果对取样粘性土的力学性质的反应较为准确，即C值与实际情况较为稳合，而φ值变化差异较大，因此以室内试验的C值为基础对滑带土的φ值进行反演计算，并进行C、φ值的敏感性分析，综合确定滑带土的力学指标。

反演分析计算表

C

Φ 28 27.5 27 26.5 26 25.5 25 24.5 24 23.5 23 22.5 22 21.5 21

20 1.118 1.113 1.108 1.103 1.098 1.093 1.088 1.083 1.078 1.073 1.068 1.063 1.058 1.053 1.048

19.5 1.094 1.089 1.084 1.079 1.074 1.069 1.064 1.059 1.054 1.049 1.044 1.039 1.034 1.029 1.024

19 1.071 1.066 1.061 1.056 1.051 1.046 1.041 1.036 1.031 1.026 1.021 1.016 1.011 1.006 1.001

18.5 1.047 1.042 1.037 1.032 1.027 1.022 1.017 1.012 1.007 1.002 0.997 0.992 0.987 0.982 0.977

18 1.024 1.019 1.014 1.009 1.004 0.999 0.994 0.989 0.984 0.979 0.974 0.969 0.964 0.959 0.954

17.5 1 0.995 0.99 0.985 0.98 0.975 0.97 0.965 0.96 0.955 0.95 0.945 0.94 0.935 0.93

17 0.977 0.972 0.967 0.962 0.957 0.952 0.947 0.942 0.937 0.932 0.927 0.922 0.917 0.912 0.907

16.5 0.955 0.95 0.945 0.94 0.935 0.93 0.925 0.92 0.915 0.91 0.905 0.9 0.895 0.89 0.885

16 0.932 0.927 0.922 0.917 0.912 0.907 0.902 0.897 0.892 0.887 0.882 0.877 0.872 0.867 0.862

15.5 0.909 0.904 0.899 0.894 0.889 0.884 0.879 0.874 0.869 0.864 0.859 0.854 0.849 0.844 0.839

15 0.887 0.882 0.877 0.872 0.867 0.862 0.857 0.852 0.847 0.842 0.837 0.832 0.827 0.822 0.817

从反演计算表和敏感性分析图表可知，C值每增加0.5kpa稳定系数增加0.005，φ值每增加0.5°稳定系数增加0.023，滑带土φ值对滑坡稳定性的影响是十分明显的，因此φ值为影响滑坡稳定性最主要的敏感因素。

（1）滑体重度

室内试验成果统计标准值r =18.6kN/m3。考虑到含块碎石粉质粘土层土石比8∶2，块石、碎石含量较高，按加权平均值计算确定，天然状态取r =20.6kN/m3，饱水状态取r =21.08kN/m3

（2）滑带抗剪强度

由于滑带土试验时对含有的碎石进行了剔除，其C值与实际较为稳合，经反演分析及敏感性分析知φ值为影响滑坡稳定性最主要的敏感因素，结合当地类似工程经验对滑带土抗剪强度进行综合取值（详见下表）。

滑带土抗剪强度参数综合取值表

指标 抗剪强度指标

室内试验值 反演分析值 类似工程取值 综合取值

滑坡滑带 天然状态 内聚力C(KPa) 26.81 21~28 19～27 26.00

内摩擦角φ(°) 16.17 15~20 16～25 18.50

饱和状态 内聚力C(KPa) 23.09 / 17～23 22.00

内摩擦角φ(°) 14.52 / 15～19 16.50

6、稳定性分析

6.1、计算模型

稳定性分析计算模型主要根据各剖面钻探揭示岩土层情况确定的滑坡滑动面并结合地表变形裂缝的分布综合确定，本次计算模型为不平衡传递系数条分计算模型。

6.2、计算工况

根据滑坡发生的地质背景和形成机制，稳定性计算分析以最有可能出现的两种工况进行计算分析：

工况Ⅰ：天然工况，考虑坡体在现状条件下不受外界因素的影响。

工况Ⅱ：暴雨工况，考虑今后在滑坡区遭遇暴雨时雨水下渗使潜在滑体重量增加，据调查暴雨过后观测地下水位变化较大，无统一地下水位，暴雨工况下一般充水按滑体厚度1/3考虑。

6.3、计算方法

滑坡体岩土组成为含块碎石粘土，块石、碎石含量较高。据勘查钻孔揭露，滑带位于土层内部，部分地段为基覆界面，根据《滑坡防治工程设计与施工规范》（DZ/T 0218―2006）推荐的不平衡传递系数法计算滑坡稳定性和推力。

6.4、计算结果

根据上述确定的计算参数和计算模型，对滑坡和不稳定斜坡均在在设计工况和校核工况条件下分别进行稳定性和推力计算，考虑到工程重要性滑坡部分天然状态安全系数取1.15，暴雨状态下安全系数取1.05。滑坡稳定性系数和推力计算成果统计见下表。

稳定性及剩余下滑力计算成果统计表

剖面编号 计算工况 稳定系数 稳定状态 安全系数 剩余下滑力（kN/m）

1-1’剖面 工况一：自重 1.022 欠稳定 1.15 675.28

工况二：自重＋暴雨 0.890 不稳定 1.05 867.92

2-2’剖面 工况一：自重 1.027 欠稳定 1.15 870.47

工况二：自重＋暴雨 0.893 不稳定 1.05 1139.91

3-3’剖面 工况一：自重 0.995 欠稳定 1.15 497.07

工况二：自重＋暴雨 0.861 不稳定 1.05 602.16

6.5、稳定性分析评价

由上表计算结果可知：滑坡在工况Ⅰ（天然状态）条件下，稳定系数K=0.995～1.027，1―1’剖面和2―2’剖面均处于欠稳定状态，安全系数Ks取1.15，剩余下滑力为675.28～870.47KN/m，3-3’剖面处于不稳定状态，安全系数取1.15，剩余下滑力为497.07；在工况Ⅱ（自重+暴雨）条件下，稳定系数K=0.874～0.893，均处于不稳定状态，安全系数取1.05，剩余下滑力为602.16～1139.91KN/m。计算结果与滑坡现状的变形情况相符，滑坡受水的作用影响较大，在暴雨工况下极易产生整体滑移。

六、结论及建议

1、经过对该滑坡的调查、勘查分析可知该滑坡为一典型的工程建设导致的次生地质灾害，由此带来的社会影响及经济损失较大。

2、随着各地经济建设不断发展，工程建设也日益扩大，工程建设对诱发次生地质灾害的案例不断增加，因此在工程建设实施前应对建设场地进行地质灾害危险性评估及地质环境情况进行详细的勘查、分析，对有潜在地质灾害的场地应做好防灾减灾预案，必要时应做好地质灾害治理的设计方案，并先治灾后建设。

3、工程勘查、设计过程中应根据现场实际情况进行客观判断，并进行详细分析比较，选择与实际情况相符的治理方案进行治理，否则将会事倍功半。

4、根据勘查结论建议对滑坡采取抗滑桩进行治理，待抗滑桩施工完后将前缘堆载土体进行清除后再进行公路施工。

参考文献

[1]郑颖人、陈祖熠、王恭先、凌天清 边坡于滑坡工程治理 人民交通出版社 2007

[2]行业标准. 滑坡防治工程勘查规范（DZ/T 0218-2006）中华人民共和国国土资源部

[3] 柴海峰、申月芳、郭磊、王国旭.临界状态下滑坡稳定性分析方法研究长江科学院院报 2013

[4]四川省一三五岩土工程有限公司 洪滩包装车间滑坡治理勘查报告 [R] 2010