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【摘 要】东莞市X233线K14滑坡位于清溪镇与凤岗镇交界的浸校塘村，公路左侧山体在2005年公路拓宽改造后发生严重变形，持续变形时间已达5年，在2006年经地质灾害评估确定为滑坡，由东莞市政府列入地质灾害处治项目。目前该滑坡处于蠕滑阶段，一旦滑坡发生大面积滑动，将直接威胁到滑坡区数百人的生命及财产安全，同时会切断公路交通，经济损失巨大。为确保该路段人员财产及公路运营安全，需对滑坡体稳定性进行分析评价，为滑坡治理提供依据。
【关键词】滑坡稳定性系数Ks；主滑线；计算工况
Dongguan X233 line K14 stability evaluation of landslide
Yang Bin,Tang Fa-ming
(Guangdong nuclear power engineering investigations Guangzhou Guangdong 510800)
【Abstract】Dongguan X233 line K14 landslide in Jinxiaotang Village at the junction of Qingxi town and Fenggang town, There was a serious deformation of the left side mountain of the road after the Widening of Highway in 2005, the time has reached 5 years of continuous deformation, the geological disasters Assessment in 2006identified as a landslide, by the inclusion of geological disasters treatment project in Dongguan City.The landslide is in the creep stage, once the large landslide slip, slide area will be a direct threat to the lives of hundreds of people and property, and it will cut off road traffic, huge economic losses. To ensure that the property and personnel safety and highway operations, the need for landslide stability analysis and evaluation, provide the basis for the landslide.
【Key words】Slope stability factor Ks;The main slip line;Calculation condition
1. 引言
2005年5月以前滑坡处于原始地貌状态，未发生明显变形；5月以后，阴雨天气较多，加之X233线进行公路拓宽改造，前缘斜坡受人为工程活动影响，形成高陡临空面，遂开始产生裂缝变形，并延续向斜坡后缘发展至今，于后部产生了规模巨大的滑坡陡坎。滑体范围内马刀树、醉汉林随处可见，一些高大树木根系被裂缝错断裸露出来。该滑坡特点是逢小雨小滑，大雨大滑，雨季时前缘斜坡常滑塌至X233公路路面，阻断交通(如图1所示)。各种迹象表明，该滑坡仍在继续发展，有必要对其进行专项勘察及稳定性评价，从而采取合理有效的治理预防措施。
2. 地质环境
路段区属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，多年平均气温23.1℃，1996~2005年年平均雨量为1802mm。水系流域内的暴雨既有锋面雨，也有台风雨，且多集中在每年4~9月份，降水范围大、历时长、强度小。滑坡区所在山体属构造剥蚀丘陵地貌，地面高程45~145m，高差约100m。山体呈舒缓波状或岗丘形态，自然坡度15°~30°。由于坡体蠕滑牵引作用，造成滑体内形成多级滑坡平台、缓陡相间、局部隆起与拗陷并存的复杂地貌。
滑坡体主要为坡残积层，由含碎石粉质粘土、粉质粘土及滑带上的软弱粘性土组成，下伏侏罗系中统塘厦组粉砂岩（J2t）为软质岩，上部0.8~25m为强风化层，以下为弱风化层，薄层状构造，节理裂隙发育，测得滑坡后缘岩层产状316°∠25°，前缘产状25°∠18°。
图1 滑坡体地貌卫星图
勘测区内未见活动性断裂构造发育，亦无明显褶皱构造，属较简单的北西倾向单斜构造。基岩节理裂隙以顺层裂隙为主，次生裂隙为辅。岩体中的原生节理裂隙以NNE向构造节理为主，次生裂隙包括风化裂隙及边坡的卸荷裂隙，风化裂隙方向分散，发育深度较大，裂面较平整，张开度1~5mm，多充填泥质、钙质，延伸长度5.0~10.0m，发育密度3~8条/m。风化裂隙与卸荷裂隙、构造裂隙及层面组合对边坡稳定极不利。
由于滑坡体含水层的原有状况被破坏，使其成为水文地质条件较为复杂的单独含水体。地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水与基岩裂隙水。松散土层主要由残坡积土层及滑带软弱层组成，由于介质透水性较差，地形切割凌乱，整体富水性差，水量小，在滑体中，该类型地下水具有较为连续的地下水面，一般位于在软弱层中下部；基岩裂隙水主要沿下伏基岩顺坡与切层向节理裂隙发育，上部风化强烈，裂隙极为发育，且多呈张性，导水性好，形成了一定的储水空间。地下水主要受大气降水控制，沿内部孔隙、基岩面及基岩裂隙向滑坡体前缘剪出口呈密集发育的下降泉型式排泄，其排泄方向与坡体坡向、滑体下滑方向一致。滑坡的发生、发展与地下水的活动密切相关，强烈的地下水活动是加剧滑体下滑的重要因素。
3. 滑坡体基本特征
整个滑坡体在斜坡上形成圈椅状地形，滑坡周界非常明显。前缘以X233线拓宽改造后形成的高陡边坡为界，两侧以沟谷及裂面为界，后缘则以滑壁与错落坎之间的连续弧形拉张裂缝为界，滑坡平面呈宽短扇形。滑坡体前缘标高48m，后缘标高为130m，纵向长度约270m。滑体规模约106.8万m3，面积约53400m2，属巨型滑坡类型，依据滑体的变形特征与形成机制，该滑坡为推移式滑坡，后缘呈弧形，前缘及两侧较平直。
滑坡体地形变化较大，总体上前部较平缓，中后部较陡。滑体由前缘至后壁纵向上呈现出多个台阶状，台阶高度一般几米，大的10~20m，台阶纵向长度一般60~90m，横向宽度多在80~100m。台阶前部地形陡倾，多以横向贯通性张拉裂缝为界。滑坡区地表密集发育大量拉张裂缝，这些裂缝走向大多呈SN走向，缝宽10~120cm不等，近似直立，延伸长度5~100m不等，对地面的破坏主要表现为松弛下陷，局部形成5~50cm高的断阶。
滑体物质主要由含碎石粉质粘土、粉质粘土及软弱粘性土组成。含碎石粉质粘土呈可塑~硬塑状，分布于斜坡表层及浅部，钻探揭露平均厚度5.1m；粉质粘土为可塑~硬塑状，平均厚度4.6m；软弱粘性土层呈饱和、软~可塑状，分布于强风化基岩上部，成份混杂，多含碎石、角砾，钻孔取芯靠底部强风化界面上所含的碎石、角砾多具磨光现象，且碎石偶见有新鲜断口，整体结构松散易垮塌，浸水易软化，厚度多在5~10m，与强风化破碎层呈过渡关系，成份混杂，难于区分。
滑坡后缘拉张主裂缝与滑坡壁形成封闭洼地，滑体沿坡体错落1~3m，顺坡向滑移0.5~2m，滑体厚度大，滑面、滑带与滑床未出露地表，通过地质调绘结合钻探、地震勘探及钻孔电磁波透视CT扫描探测结果综合分析：滑坡体厚度为3.5m~23.0m，标高在40.9m~94.87m；滑动面埋深在3~25m，位于软弱粘性土层下部与破碎强风化粉砂岩的分界面上，滑面形态呈折线型；滑床主要为强~中风化粉砂岩；滑体主滑线位于滑体顺坡向中轴线附近，该方位滑体的厚度最大，下滑时滑坡推力最大，主滑方向308°。滑坡变形特征明显，主要为前缘与两侧沟谷滑塌，后缘滑体错落、沿顺坡向滑移，滑体上形成一系列拉张裂缝及两侧缘剪裂缝。
4. 稳定性分析计算
山体的结构特点、地质环境因素及人类频繁的工程活动改变了原本处于自然平衡状态的山体，这是发生滑坡的重要因素之一，连续长时间的降雨成为滑坡形成的诱发因素。
4.1 定性分析。
滑体目前所处的情况是逢小雨小滑，大雨大滑。由于滑体后缘主裂缝呈连续弧状，且整体滑移了0.5~2m，前缘因路面拓宽形成3~10m的高陡临空面，滑体上部出现大量横张裂缝，且滑体前部张裂缝宽度有加大的趋势，根据滑体变形破坏机制与滑坡诱发因素，滑坡体处于极不稳定状态，在连续降雨的情况下将加速失稳下滑。
4.2 滑坡稳定性计算。
4.2.1 计算公式的选择。
根据浅层地震探勘分析确定的滑动面为折线型，滑体上没有建筑构物等附加荷载，剩余下滑力计算采用传递系数法，按国标《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）推荐的公式进行稳定性计算，公式如下：
Ks=∑n-1i=1(Ri∏n-1j=1Ψj)+Rn∑n-1i=1(Ti∏n-1j=1Ψj)+Tn
传递系数法剩余下滑力计算公式如下：
Pi= Pi-1ψi-1 + γtWisinθi - Wicosθi tanφ- cLi
式中：Ks——滑坡稳定安全系数；Ri——第i计算条块单位宽度在滑动面上的抗滑力（KN/m）
Ti——第i计算条块单位宽度在滑动面切线上的反力（KN/m）
ψi——第i计算条块剩余下滑推力向第i+1计算条块的传递系数
Pi——第i计算条块单位宽度的下滑力（KN/m）
Wi——第i计算条块单位宽度的岩土体自重（KN/m）；γt——滑坡推力安全系数(1.20)
θi——第i计算条块的底面倾角（°）；φi——滑动面上岩土体的内摩擦角（°）
ci——滑动面上岩土体的内聚力（KPa）；Li——第i计算条块的长 度（m）
4.2.2 计算剖面的选择。
选择滑坡的主滑线方向剖面（B-B′）进行计算（见图2滑坡稳定性计算模型图）。
4.2.3 计算参数的选择。
因滑坡体上土质极不均匀，局部含较多碎石、角砾，室内试验制样时对试样有一定的干扰，物理力学指标须剔除异常值，经统计后结合反演分析法推演得出的c、φ值综合确定岩土参数取值（见表1）。
4.2.4 计算结果及滑坡稳定性评价。
按天然状态及饱和状态两种计算工况，其成果见表2。
计算得出天然状态下滑坡稳定系数Ks=1.24，饱和状态下滑坡稳定系数Ks=0.96，参考通用性较强的重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中规定，其判别标准见表3。天然状态下滑坡稳定性系数小于1.35（Kst），说明滑体处于基本稳定状态，滑坡体可能处于变形、蠕动阶段；饱和状态下滑坡稳定系数Ks=0.96，说明滑坡体在雨天饱水的情况下有失稳、加速下滑的可能，这与定性分析结果相一致。计算中未考虑地震力加速度的作用，根据滑坡现状，在地震作用下滑坡同样失稳加速下滑。
5. 建议措施
图2 滑坡稳定性计算模型图
5.1 根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布特征，采用二级支挡进行防治。对于一级支档，采用抗滑桩进行支挡，桩位建议设置在滑坡体下部的横向断面上；对于二级支档，滑坡前缘形成高切坡地段采用格构式预应力锚杆方式支护，坡脚可设置重力式挡墙。
5.2 施工中应加强对滑坡的监测工作，在滑坡体适当位置做好截水、平沟、填缝、护面等防、止水措施，以确保滑坡体处于稳定状态。
参考文献
［1］ 中华人民共和国行业标准.公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）［S］.北京：人民交通出版社，1999.
［2］ 《工程地质手册》编委会.工程地质手册(第四版)［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2007.
［3］ 中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）［S］.北京：中国建筑工业出版社，2002.
［文章编号］1006-7619（2011）05-16-501
［作者简介］ 杨斌（1978-），男，工作单位：广东核力工程勘察院，主要从事公路、铁路、地铁项目的勘察，2001年毕业于华东地质学院。
唐发明（1978-），男，工作单位：广东核力工程勘察院，主要从事公路、铁路、地铁项目的勘察，2002年毕业于华东地质学院。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文
【关键词】滑坡稳定性系数Ks；主滑线；计算工况
Dongguan X233 line K14 stability evaluation of landslide
Yang Bin,Tang Fa-ming
(Guangdong nuclear power engineering investigations Guangzhou Guangdong 510800)
【Abstract】Dongguan X233 line K14 landslide in Jinxiaotang Village at the junction of Qingxi town and Fenggang town, There was a serious deformation of the left side mountain of the road after the Widening of Highway in 2005, the time has reached 5 years of continuous deformation, the geological disasters Assessment in 2006identified as a landslide, by the inclusion of geological disasters treatment project in Dongguan City.The landslide is in the creep stage, once the large landslide slip, slide area will be a direct threat to the lives of hundreds of people and property, and it will cut off road traffic, huge economic losses. To ensure that the property and personnel safety and highway operations, the need for landslide stability analysis and evaluation, provide the basis for the landslide.
【Key words】Slope stability factor Ks;The main slip line;Calculation condition
1. 引言
2005年5月以前滑坡处于原始地貌状态，未发生明显变形；5月以后，阴雨天气较多，加之X233线进行公路拓宽改造，前缘斜坡受人为工程活动影响，形成高陡临空面，遂开始产生裂缝变形，并延续向斜坡后缘发展至今，于后部产生了规模巨大的滑坡陡坎。滑体范围内马刀树、醉汉林随处可见，一些高大树木根系被裂缝错断裸露出来。该滑坡特点是逢小雨小滑，大雨大滑，雨季时前缘斜坡常滑塌至X233公路路面，阻断交通(如图1所示)。各种迹象表明，该滑坡仍在继续发展，有必要对其进行专项勘察及稳定性评价，从而采取合理有效的治理预防措施。
2. 地质环境
路段区属亚热带季风气候区，四季分明，雨量充沛，多年平均气温23.1℃，1996~2005年年平均雨量为1802mm。水系流域内的暴雨既有锋面雨，也有台风雨，且多集中在每年4~9月份，降水范围大、历时长、强度小。滑坡区所在山体属构造剥蚀丘陵地貌，地面高程45~145m，高差约100m。山体呈舒缓波状或岗丘形态，自然坡度15°~30°。由于坡体蠕滑牵引作用，造成滑体内形成多级滑坡平台、缓陡相间、局部隆起与拗陷并存的复杂地貌。
滑坡体主要为坡残积层，由含碎石粉质粘土、粉质粘土及滑带上的软弱粘性土组成，下伏侏罗系中统塘厦组粉砂岩（J2t）为软质岩，上部0.8~25m为强风化层，以下为弱风化层，薄层状构造，节理裂隙发育，测得滑坡后缘岩层产状316°∠25°，前缘产状25°∠18°。
图1 滑坡体地貌卫星图
勘测区内未见活动性断裂构造发育，亦无明显褶皱构造，属较简单的北西倾向单斜构造。基岩节理裂隙以顺层裂隙为主，次生裂隙为辅。岩体中的原生节理裂隙以NNE向构造节理为主，次生裂隙包括风化裂隙及边坡的卸荷裂隙，风化裂隙方向分散，发育深度较大，裂面较平整，张开度1~5mm，多充填泥质、钙质，延伸长度5.0~10.0m，发育密度3~8条/m。风化裂隙与卸荷裂隙、构造裂隙及层面组合对边坡稳定极不利。
由于滑坡体含水层的原有状况被破坏，使其成为水文地质条件较为复杂的单独含水体。地下水类型主要为第四系松散土层孔隙水与基岩裂隙水。松散土层主要由残坡积土层及滑带软弱层组成，由于介质透水性较差，地形切割凌乱，整体富水性差，水量小，在滑体中，该类型地下水具有较为连续的地下水面，一般位于在软弱层中下部；基岩裂隙水主要沿下伏基岩顺坡与切层向节理裂隙发育，上部风化强烈，裂隙极为发育，且多呈张性，导水性好，形成了一定的储水空间。地下水主要受大气降水控制，沿内部孔隙、基岩面及基岩裂隙向滑坡体前缘剪出口呈密集发育的下降泉型式排泄，其排泄方向与坡体坡向、滑体下滑方向一致。滑坡的发生、发展与地下水的活动密切相关，强烈的地下水活动是加剧滑体下滑的重要因素。
3. 滑坡体基本特征
整个滑坡体在斜坡上形成圈椅状地形，滑坡周界非常明显。前缘以X233线拓宽改造后形成的高陡边坡为界，两侧以沟谷及裂面为界，后缘则以滑壁与错落坎之间的连续弧形拉张裂缝为界，滑坡平面呈宽短扇形。滑坡体前缘标高48m，后缘标高为130m，纵向长度约270m。滑体规模约106.8万m3，面积约53400m2，属巨型滑坡类型，依据滑体的变形特征与形成机制，该滑坡为推移式滑坡，后缘呈弧形，前缘及两侧较平直。
滑坡体地形变化较大，总体上前部较平缓，中后部较陡。滑体由前缘至后壁纵向上呈现出多个台阶状，台阶高度一般几米，大的10~20m，台阶纵向长度一般60~90m，横向宽度多在80~100m。台阶前部地形陡倾，多以横向贯通性张拉裂缝为界。滑坡区地表密集发育大量拉张裂缝，这些裂缝走向大多呈SN走向，缝宽10~120cm不等，近似直立，延伸长度5~100m不等，对地面的破坏主要表现为松弛下陷，局部形成5~50cm高的断阶。
滑体物质主要由含碎石粉质粘土、粉质粘土及软弱粘性土组成。含碎石粉质粘土呈可塑~硬塑状，分布于斜坡表层及浅部，钻探揭露平均厚度5.1m；粉质粘土为可塑~硬塑状，平均厚度4.6m；软弱粘性土层呈饱和、软~可塑状，分布于强风化基岩上部，成份混杂，多含碎石、角砾，钻孔取芯靠底部强风化界面上所含的碎石、角砾多具磨光现象，且碎石偶见有新鲜断口，整体结构松散易垮塌，浸水易软化，厚度多在5~10m，与强风化破碎层呈过渡关系，成份混杂，难于区分。
滑坡后缘拉张主裂缝与滑坡壁形成封闭洼地，滑体沿坡体错落1~3m，顺坡向滑移0.5~2m，滑体厚度大，滑面、滑带与滑床未出露地表，通过地质调绘结合钻探、地震勘探及钻孔电磁波透视CT扫描探测结果综合分析：滑坡体厚度为3.5m~23.0m，标高在40.9m~94.87m；滑动面埋深在3~25m，位于软弱粘性土层下部与破碎强风化粉砂岩的分界面上，滑面形态呈折线型；滑床主要为强~中风化粉砂岩；滑体主滑线位于滑体顺坡向中轴线附近，该方位滑体的厚度最大，下滑时滑坡推力最大，主滑方向308°。滑坡变形特征明显，主要为前缘与两侧沟谷滑塌，后缘滑体错落、沿顺坡向滑移，滑体上形成一系列拉张裂缝及两侧缘剪裂缝。
4. 稳定性分析计算
山体的结构特点、地质环境因素及人类频繁的工程活动改变了原本处于自然平衡状态的山体，这是发生滑坡的重要因素之一，连续长时间的降雨成为滑坡形成的诱发因素。
4.1 定性分析。
滑体目前所处的情况是逢小雨小滑，大雨大滑。由于滑体后缘主裂缝呈连续弧状，且整体滑移了0.5~2m，前缘因路面拓宽形成3~10m的高陡临空面，滑体上部出现大量横张裂缝，且滑体前部张裂缝宽度有加大的趋势，根据滑体变形破坏机制与滑坡诱发因素，滑坡体处于极不稳定状态，在连续降雨的情况下将加速失稳下滑。
4.2 滑坡稳定性计算。
4.2.1 计算公式的选择。
根据浅层地震探勘分析确定的滑动面为折线型，滑体上没有建筑构物等附加荷载，剩余下滑力计算采用传递系数法，按国标《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2002）推荐的公式进行稳定性计算，公式如下：
Ks=∑n-1i=1(Ri∏n-1j=1Ψj)+Rn∑n-1i=1(Ti∏n-1j=1Ψj)+Tn
传递系数法剩余下滑力计算公式如下：
Pi= Pi-1ψi-1 + γtWisinθi - Wicosθi tanφ- cLi
式中：Ks——滑坡稳定安全系数；Ri——第i计算条块单位宽度在滑动面上的抗滑力（KN/m）
Ti——第i计算条块单位宽度在滑动面切线上的反力（KN/m）
ψi——第i计算条块剩余下滑推力向第i+1计算条块的传递系数
Pi——第i计算条块单位宽度的下滑力（KN/m）
Wi——第i计算条块单位宽度的岩土体自重（KN/m）；γt——滑坡推力安全系数(1.20)
θi——第i计算条块的底面倾角（°）；φi——滑动面上岩土体的内摩擦角（°）
ci——滑动面上岩土体的内聚力（KPa）；Li——第i计算条块的长 度（m）
4.2.2 计算剖面的选择。
选择滑坡的主滑线方向剖面（B-B′）进行计算（见图2滑坡稳定性计算模型图）。
4.2.3 计算参数的选择。
因滑坡体上土质极不均匀，局部含较多碎石、角砾，室内试验制样时对试样有一定的干扰，物理力学指标须剔除异常值，经统计后结合反演分析法推演得出的c、φ值综合确定岩土参数取值（见表1）。
4.2.4 计算结果及滑坡稳定性评价。
按天然状态及饱和状态两种计算工况，其成果见表2。
计算得出天然状态下滑坡稳定系数Ks=1.24，饱和状态下滑坡稳定系数Ks=0.96，参考通用性较强的重庆市地方标准《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）中规定，其判别标准见表3。天然状态下滑坡稳定性系数小于1.35（Kst），说明滑体处于基本稳定状态，滑坡体可能处于变形、蠕动阶段；饱和状态下滑坡稳定系数Ks=0.96，说明滑坡体在雨天饱水的情况下有失稳、加速下滑的可能，这与定性分析结果相一致。计算中未考虑地震力加速度的作用，根据滑坡现状，在地震作用下滑坡同样失稳加速下滑。
5. 建议措施
图2 滑坡稳定性计算模型图
5.1 根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布特征，采用二级支挡进行防治。对于一级支档，采用抗滑桩进行支挡，桩位建议设置在滑坡体下部的横向断面上；对于二级支档，滑坡前缘形成高切坡地段采用格构式预应力锚杆方式支护，坡脚可设置重力式挡墙。
5.2 施工中应加强对滑坡的监测工作，在滑坡体适当位置做好截水、平沟、填缝、护面等防、止水措施，以确保滑坡体处于稳定状态。
参考文献
［1］ 中华人民共和国行业标准.公路工程地质勘察规范（JTJ064-98）［S］.北京：人民交通出版社，1999.
［2］ 《工程地质手册》编委会.工程地质手册(第四版)［S］. 北京：中国建筑工业出版社，2007.
［3］ 中华人民共和国国家标准.建筑边坡工程技术规范（GB50330-2002）［S］.北京：中国建筑工业出版社，2002.
［文章编号］1006-7619（2011）05-16-501
［作者简介］ 杨斌（1978-），男，工作单位：广东核力工程勘察院，主要从事公路、铁路、地铁项目的勘察，2001年毕业于华东地质学院。
唐发明（1978-），男，工作单位：广东核力工程勘察院，主要从事公路、铁路、地铁项目的勘察，2002年毕业于华东地质学院。
注：本文中所涉及到的图表、注解、公式等内容请以PDF格式阅读原文