古滑坡复活成因机理分析及治理研究

王 云

(贵州省地质矿产勘查开发局101地质大队，贵州 凯里 556000)

最新颁发的国家标准《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864—2016)中将全新世以前发生滑动、现今整体稳定的滑坡定义为古滑坡，而把全新世以来发生滑动、现今整体稳定的滑坡称为老滑坡。无论是古滑坡还是老滑坡，只意味着它们相对暂时稳定，在一定自然因素或人为因素作用下，均可能复活。在实际工程地质勘察中，我们常把现阶段以前，且目前处于基本稳定状态的滑坡体均称为古(老)滑坡。为了聚焦关键科学问题和阐述方便，文中所指的古滑坡包括上述“古滑坡”和“老滑坡”。随着我国经济的高速发展，人类工程活动也随之加强，在降雨等各种因素的影响下，古滑坡复活诱发的地质灾害在逐年递增。为此加强对古滑坡复合诱发的地质灾害治理研究分析对新时代地质工作者非常有必要。

古滑坡位于黔东南州从江县洛香镇高速公路收费站北侧约300 m处。2019年5月滑坡初始变形，6月变形加剧。后缘产生10 m长的拉裂缝、并形成3 m高的滑坡壁和2 m宽的滑坡台阶，两侧形成的滑坡侧壁高0.5～2 m；
前缘新修的挡土墙出现断开和局部倒塌，消防通道及篮球场出现大规模的鼓丘和挤压裂缝，见图1。

图1 滑坡现状示意图Fig.1 State of the slide

勘查单位对古滑坡进行勘查，结果显示该古滑坡长90 m、宽60 m，滑体厚约8 m，造成直接经济损失约为20万元，潜在经济损失约800万元，属于牵引式小型土质滑坡。滑坡灾情等级属于小型，险情属于中型，勘查单位调查时，监测结果显示强降雨期间滑坡变形加剧，存在明显下滑迹象，需及时进行治理。

2.1 特殊的地形地貌为古滑坡复活提供有利条件

古滑坡地貌形态呈长轴北东向展布的“簸箕”状，或称圈椅状地形，滑坡北西、南东两侧为山脊(分水岭)，形成1个完整的汇水流域，使土体易于饱水。斜坡剖面形态为多级台阶状，该滑坡体中上部为古滑坡的崩积物，为滑坡提供了物质基础，前缘开挖形成临空面，为滑坡提供了足够的卸荷空间，见图2-3。

图2 纵剖面图Fig.2 Vertical profile of the slide

图3 横剖面图Fig.3 Horizontal profile of the slide

2.2 气象水文加快古滑坡复活的速率

气候条件是引发滑坡的重要因素之一。黎平县属亚热带湿润季风气候区，根据黎平县气象站资料，2010—2020年最大日降雨量均值为76.2 mm，实测最大日降雨量达200.9 mm，实测小时最大降雨量81.3 mm(2014年6月31日)，降雨量年内分布不均，4—9月为丰水期。2019年6月，在强降雨长期作用下，雨水沿古滑坡裂缝下渗，地下水位快速提升，降雨在古滑坡体表层岩土体中具有滞后性，在古滑坡体内增加了水压力及滑坡体自重，抗剪强度降低，形成滑动面，从而加快古滑坡的复活速率。

2.3 古滑坡区的岩土结构特征为古滑坡复活创造了良好的物质基础

该古滑坡区域工程地质条件主要包括上部松散类工程地质岩组和下部的较硬岩类工程地质岩组，上部松散类工程地质岩组主要为古滑坡堆积的碎石黏土层和卵石层，碎石黏土厚3～10 m，整体结构松散，力学强度偏低，地质性质较差。卵石层厚0～8.3 m，卵石以灰白色石英砂岩为主，磨圆度较好、多呈次圆状，充填物以粘性土为主，粗中砂次之，泥质胶结，下部富水。较硬质岩类工程地质岩组为二叠系合山组(P2h)页岩，透水性差、为相对隔水层，力学性质较好。上部古滑坡堆积的碎石黏土层透水、中部古河床卵石层的富水、下部二叠系合山组(P2h)页岩的相对隔水，为古滑坡复活创造了良好的物质基础，提供内在控制因素，见图2-3。

2.4 人类工程活动破坏了古滑坡的力学平衡

该古滑坡初始变形于2019年5月，因办公楼修建，对古滑坡坡脚进行大规模的开挖。开挖后未及时对复活的古滑坡进行有效支护，仅仅采取简单的挡土强护脚，破坏了原有的力学平衡，导致在2019年6月分强降雨作用下斜坡发生变形拉裂，在后缘形成滑坡壁、横向拉张裂缝，滑坡侧缘形成滑坡侧壁、纵向张裂缝，滑坡前缘形成放射状裂缝(挡土墙断裂)，滑坡前缘形成滑坡鼓丘，见图1。该工程活动是导致古滑坡复活的直接因素，也是决定性因素。

综合以上自然因素和人为因素，该古滑坡复活的主要因素是坡脚工程切方活动(人为因素)，次要因素是古滑坡区的地形地貌、岩土结构特征(自然因素)，诱发因素是气象水文(自然因素)。

3.1 稳定性计算法

根据钻探、探井工程揭露地质情况，古滑坡复活区土层较厚、地质条件简单，本次稳定性评价，采用“Bishop法”(圆弧滑动)计算其滑坡稳定性和剩余下滑力(计算参数见表1)，计算软件采用“地质测量计算机数据处理及辅助成图系统”(王康年、王云，2021)作为成图软件，简称“地质测量成图系统”。

3.2 计算过程

结合“地质测量计算机数据处理及辅助成图系统”和表1的参数，根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2013)，应按附录A的A.0.1公式对主剖面(2-2′)在暴雨工况下进行计稳定性计算，计算参数见表1，计算过程见图4。

表1 潜在滑体力学参数采用值Tab.1 Mechanical factors of potential landslide

图4 地质测量成图系统(Bishop法)Fig.4 Graphing system of geological survey(Bishop method)

3.3 计算结果

主剖面(2-2′)的计算结果为：天然状态下，稳定系数为1.106，属于基本稳定；
暴雨状态下，稳定系数为1.048，属于欠稳定，拟设工程处下滑推力为524.63 KN/m，与实际勘查一致，吻合古滑坡现状调查的基本变形破坏特征。

4.1 治理原则

在充分认识古滑坡复活的机理后，要遵循以人为本的原则，突出重点、因害设防、施工简便、经济可行、结构安全，工程布置期间需选择可靠的技术及可行的方案，并充分考虑工程的经济效益。设计期间需将支护结构极限承载力作为相关计算标准，并类比其他治理工程，结合滑坡区域的施工条件、地质条件、应力监测信息等确定具体施工方案。

4.2 滑坡治理目标

工程治理必须彻底消除安全隐患，确保职工及行人的生命财产安全，同时确保工程效果与周边环境相协调，做到施工方案科学、社会反响好。

5.1 桩板式抗滑桩

抗滑桩为圆形断面，桩经为1 500 mm，其中1#～12#桩中心距为3 500 mm，12#～17#桩中心距为3 800 mm。1#～7#桩长度为24.0 m，8#～12#桩长度为22.5 m，13#～17#桩长度为21.0 m，嵌固段长度为9.2～10.1 m，悬臂长度为11.0～14.8 m，嵌固段属于中风页岩。全部桩孔均通过旋挖设备成孔，并采用钢护筒保护孔口。桩身为C30混凝土浇筑，保护层厚度为100 mm，桩间设置挡土板，板高为1.0 m，厚度为0.6 m，长度为3.5 m，采用C30混凝土浇筑，保护层厚度为50 mm。桩顶预留0.7 m钢筋，以便于桩板连接。桩顶需设置冠梁，截面高度为1.0 m，宽度为1.5 m，长度总计59.0 m，并采用C30混凝土浇筑，保护层厚度为100 mm。完成抗滑桩、桩间板、冠梁施工后，需采用碎石铺填并夯实桩间板与原有挡墙区间的间隙。

5.2 截排水沟

截排水沟均为人工开挖，并采用C20混凝土浇筑，间隔20 m设置宽度为0.02 m的伸缩缝，采用沥青麻丝填充，浇筑后需及时回填沟槽并夯实。断面形式为矩形，净深×净宽为0.6 m×0.5 m(安全超高0.3 m)，沟邦和沟底砼厚度0.20 m。

5.3 场地恢复及坡面绿化

该区域内篮球场混凝土已产生变形破坏，需拆除混凝土地面，采用特定机械设备平整滑坡破坏区域，完成平整施工后利用C20混凝土硬化相应区域，整体硬化面积为2 244.69 m2，硬化厚度为0.2 m。采用散生竹完成坡面绿化，栽种间距设定为10 m×10 m，完成栽种后需养护90天。

工程采用桩板式抗滑桩、截排水沟、场地恢复及坡面绿化相结合的综合治理的方案进行治理，结果显示该区域古滑坡复活诱发的地质灾害隐患得到彻底消除，职工及行人的生命财产安全得到保障，直接和间接地减少了经济损失，滑坡治理后该区域生态环境得到有效修复，防灾减灾效益显著，见图5。

图5 治理后效果图Fig.5 Effect of the treatment

不同的古滑坡体，复活的机制不尽相同，文章从气象水文、地形地貌、地质环境条件、人类工程活动等方面对该古滑坡进行分析和定量计算，得出以下结论：

(1)地形地貌为古滑坡复活提供有利条件；
强降雨加快古滑坡的复活速率，是古滑坡复活的诱发因素；
岩土结构特征为古滑坡复活创造了良好的物质基础，是古滑坡复活的内在控制因素；
坡脚切方工程活动打破了原有的力学平衡，是导致古滑坡复活的直接因素，也是决定性因素。

(2)通过定性分析和定量计算古滑坡在天然状况下稳定系数为1.106，属于基本稳定；
暴雨状态下，稳定系数为1.048，属于欠稳定。

(3)针对滑坡变形特征，采用坡脚设置桩板式抗滑桩，后缘设置排水沟，前缘消防通道及篮球场进行修复，坡面进行绿化的综合方案进行治理。

(4)建议日常生产生活中，应尽量避免在古滑坡体附近进行大规模的工程建设活动，以规避风险，减轻和避免由古滑坡复活带来的损失。

(5)古滑坡是斜坡长期复杂演化过程的产物，古滑坡的复活机理与早期识别尤为重要，建议新时代地质工作者加强对内外因素耦合作用下古滑坡复活机理和演变过程研究，为重大工程规划和防灾减灾提供新的理论基础和技术支撑。