连海波，田 辰，高 晨
（陕西核工业工程勘察院，陕西西安 710054）
摘 要：通过对陕南典型切脚型滑坡形成机制进行分析，着重对滑坡裂隙分期配套特性进行了深入分析；并结合滑坡形成机制，分析对比斜坡主、被动加固优缺点，为类似斜坡开发利用提供了一定参考价值及指导意义，提出了被动加固不足之处，而主动预先加固处理，可达到减灾、减少加固工程量、节约成本的目的。
关键词：切脚型滑坡；裂缝分期配套；主动加固；被动加固
中共陕西省委、省政府计划于2011—2020年对陕南汉中、安康、商洛3市的28个县（区）60万户240万人群众实施移民搬迁，基于陕南特殊地质环境条件背景，选址成为关键，自陕南移民搬迁项目实施以来，为了开发更多可利用空间，对原始坡体进行坡脚开挖现象愈来愈明显，不合理的人工开挖坡体导致坡体变形失稳，增加治理费用，造成极大浪费，因此本文以安康梅子铺滑坡为例，对其形成过程及主、被动加固对比分析，为类似斜坡开发利用提供一定参考价值及指导意义。
0 引 言
安康恒口梅子铺安乐社区是当地政府实施陕南移民搬迁的一项惠民工程，建设过程中对坡脚进行了开挖，使山体前缘形成临空面失去支撑，2014年9月，受连续降雨及排水渠道开裂影响，致使大量雨水渗到坡体内部，加剧坡体饱和、增重，土体强度进一步降低，引发滑坡（图1），致使山坡上出现了大量裂缝，坡体上派出所房屋变形严重（图2）。
图1 滑坡区全貌
作者简介：连海波（1986—），男，汉族，陕西渭南人，硕士，主要从事地质灾害防治技术方面研究工作。E－mail：913632595＠qq.com
图2 建筑物变形情况
1 滑坡基本特征
1.1 滑坡形态特征及规模
滑坡外貌特征明显，平面形态上呈半圆弧形，横向大于纵向，纵断面形态为半圆弧形（见图8），滑坡体长（南北方向）52～56m，前缘宽约95m，中部宽约72m，后缘宽40m，平面面积约3450m2，滑体平均厚度约4.5m，滑坡体体积约17 388m3，属小型浅层滑坡。
1.2 滑坡物质结构特征
滑体特征：滑体物质原岩主要为第四系上更新统黏性土，因滑动后，该土层结构比较疏松，孔隙率高，裂隙较为发育，利于地表水径流下渗，坡体土质整体较湿，局部地段形成湿地。
滑带特征：通过钻探揭露及坡体变形特征分析，确定滑带主要位于粉质黏土层内。钻孔钻进过程中，出现严重缩孔及卡钻现象，且此处土体很湿，软塑，含水量明显较上下土层大，其滑带物质以粉质黏土为主，含少量碎石，颜色混杂，滑带土厚度在5～15cm左右，埋深约2.3～5.2m，滑面倾角约8°，呈弧形。
滑床特征：滑床主要为粉质黏土，该层土质均一，干时硬度高，为相对隔水的地层，切面光滑有光泽，自然条件下呈坚硬或硬塑状态。
1.3 滑坡变形特征
后缘拉张裂缝（图3）：坡体后缘出现基本平行于坡体走向的拉张裂缝及下陷变形，后缘滑坡体上形成多条弧形拉张裂缝和下错台坎，走向约355°，长约8m，深0.6m，宽约0.3m。
中前段侧翼剪张裂缝（图4）：调查发现滑坡体东侧边界清晰，错台已形成，西边最外侧边界部位，中前断滑体分布有多条侧翼剪切裂缝，呈雁行排列的方式，走向约300°，裂隙宽约1～3cm，密度为6条/m。
前缘鼓胀裂缝（图5）：由于该滑坡体前缘临空条件较好，滑动面剪出口埋深较浅，前缘鼓胀裂缝不是很明显，但局部地段形成隆起带，产生放射状的纵向隆胀裂缝，横向上土体因弯曲变形形成横向隆胀裂缝。
牵引性张裂缝（图6）：西滑壁以外土体因失去侧向支撑而形成的尚未滑动的断断续续拉张裂缝，致使滑坡规模不断向外扩大。
1.4 已有建筑物变形及成因分析
前缘坡体发生滑动后，牵引后缘坡体发生变形，引起梅子铺派出所东侧房屋变形，主要由3处不断发展裂缝控制（图7），分别如下。
图3 后缘拉张裂缝
图4 侧翼剪切裂缝
图5 前缘鼓胀裂缝
图6 牵引性张裂缝
图7 建筑物裂缝
第一处发展裂缝：位于Ⅲ级滑坡体拉张裂缝与房屋南侧外墙相交处，由于后缘坡体拉裂－下陷变形，导致墙体形成下宽上窄的“八字形”裂隙，裂隙高2.5m，拉裂1.1m，下错0.8m，外墙内平台下错约1m。
第二处发展裂隙：主要位于Ⅱ级滑坡体拉张裂缝与房屋北侧外墙相交处，由于Ⅱ级滑体后缘拉张裂隙引起，裂隙高5.5m，拉裂0.2～0.4m。
第三处发展裂隙：主要位于Ⅲ级滑坡体外缘拉张裂缝延伸线与房屋西北侧外墙相交处，由于Ⅲ级滑体后缘拉张裂隙引起，裂隙高5.5m，拉裂5～10mm。
2 滑坡形成演化过程分析
滑坡体的变形及演化过程宏观上表现为地表裂缝的发生、发展及形成的不断演化过程，随着变形的不断变化逐渐形成了一套较为完整配套的裂缝体系，不同成因类型滑坡，不同变形阶段会在滑坡相应部位产生与其力学性质相对应的裂隙，不同成因类型的滑坡裂隙出现的位置、顺序具有一定规律，常见滑坡成因类型有推移式和牵引式，而梅子铺滑坡同时兼具推移式和牵引式两种形式，属混合式滑动模式，分析如下。
2.1 滑坡变形破坏模式分析
从滑坡坡体地形条件、地质条件、变形破坏特征及裂隙配套特性综合分析，可推断出该滑坡体变形破坏模式分为两阶段。
第一阶段：Ⅰ级滑坡体形成（图8）。挖切坡角，削弱了坡体前缘支撑力，改变了坡体的应力状态及地下水的渗流场，坡体发生蠕滑变形，随着裂缝不断发展，最终导致Ⅰ级滑坡发生，主要为推移式滑动机制。
第二阶段：Ⅱ、Ⅲ级潜在滑坡体形成（图8）。Ⅰ级滑坡体滑动之后，后缘坡体因失去支撑，致使坡体后缘出现拉张裂缝，形成潜在滑坡体，主要为牵引式滑动机制。
图8 典型地质剖面图
2.2 滑坡裂缝分期配套特性及演化过程
结合现场详细裂隙调查成果，得出滑坡裂隙分布图（图9），分析裂隙分期配套特性及滑坡演化过程。
第一阶段：Ⅰ级滑坡体裂隙发展及形成过程。
（1）后缘弧形拉张裂缝形成：坡脚开挖削弱了坡体抗滑段支撑力，改变了坡体应力状态及地下水渗流场，致使坡体发生蠕滑变形，后缘产生拉张裂缝，滑坡体后缘排水渠被拉裂，强降雨条件下导致大量雨水渗入坡体，一方面软化了易滑地层，形成滑动带；另一方面滑体饱和增重，增加了滑体重力和下滑力，并在后缘形成拉张应力区，因此在坡体后缘首先发生拉裂变形。
（2）中段侧翼剪张裂缝形成：坡体后缘发生拉裂和滑动变形，形成拉张裂缝，随后岩土体变形不断向前、两侧以及坡体内部发展，将在坡体两侧边界出现剪应力集中区，由此形成剪切错动带，产生侧翼剪张裂缝。
（3）前缘隆胀裂缝形成：随着变形量加大，不断推挤中前部抗滑段岩土体产生变形，最终形成前缘的鼓胀裂隙，滑动面贯通，产生滑坡；由于Ⅰ级滑坡整套裂隙均已经出现，并形成圈闭的地表裂隙形态，表明坡体滑动面已贯通。
图9 滑坡区裂隙分布图
第二阶段：Ⅱ、Ⅲ级滑坡体裂隙发展及形成过程。
（1）后缘牵引性张裂缝形成：由于Ⅰ级滑坡体发生滑移变形后，脱离母体，为后缘岩土体的变形提供了新的临空条件，即紧邻Ⅰ级滑体的坡体失去前缘岩土体的支撑，逐渐形成新的变形，产生向临空方向的拉裂－错落变形，形成横向拉张裂缝（即牵引性拉张裂缝），形成Ⅱ级潜在滑坡，依此向后，逐渐形成从前至后的多级弧形拉张裂缝、下错台坎和Ⅲ级潜在滑坡，从现场调查可发现，Ⅱ级滑体后缘拉张裂缝明显，并不断向西侧临空面延伸，Ⅲ级滑体后缘拉张裂隙顺着房屋及外墙向临空开挖面延伸及不断发展。
（2）侧翼剪裂缝形成：斜坡拉张变形从前向后逐渐扩展过程中，存在向前的滑动变形，在滑移区两侧边界形成与推移式滑坡类似的侧翼剪张裂缝。
因此通过对滑坡体裂隙的发生、发展及演化过程的分析，与实际现场情况进行对比，综合认为梅子铺滑坡形成机制属于先推移后牵引组合式滑坡。
3 被动与主动加固对比分析
被动加固是通过人工切坡改变了原斜坡地表形态，坡体稳定状态发生变化，引发滑坡，在外界不利条件下滑带抗剪强度降低，抗滑力减弱，滑动范围不断扩大，此时对其加固治理属被动加固。
主动加固是指切坡前，通过初步试算或工程类比，分析确定坡体潜在滑动趋势，为了使潜在滑带抗剪参数保持原有性质，防止抗剪参数下降造成工程损失，在切坡前对坡体采取预加固措施属主动加固。
3.1 被动加固特点
采取被动加固方式，坡脚开挖改变了坡体地表形态，坡体临空面增大，削弱了坡体前缘抗滑力，使坡体稳定状态发生变化，边坡发生蠕滑变形，一方面扩大了坡体变形范围，另一方面导致加固力增大，治理费用增加。
3.2 主动加固特点
主动加固通过预先采取加固措施，弥补因切坡而导致坡体抗滑力减小部分，阻止斜坡变形，能够充分发挥坡体自身强度，相对被动加固，能起事半功倍效果。
主动加固优点：
（1）能够有效控制坡体失稳范围，充分发挥坡体岩土体固有的抗剪强度，切坡前对斜坡进行主动预先加固，避免切方造成的坡体变形裂缝，阻止雨水、地下水下渗对潜在滑带的软化，引发滑坡。
（2）加固力较小，降低工程造价，主动加固不会造成坡体大面积失稳变形和牵引后缘坡体变形，所需主动加固力只是切坡临空造成的抗滑力损失，并保证达到一定安全系数储备即可，比被动加固力小很多。
3.3 实例分析
梅子铺滑坡属典型被动加固，通过与邻近同等地质环境条件未经开挖坡体主动加固进行对比分析，临近坡体与梅子铺滑坡形成之前地形地质条件相同，同等条件下滑坡区因坡脚大面积开挖引发滑坡，而临近坡体未发现变形破坏迹象，两者形成鲜明对比，下面针对同等地质条件坡体主、被动加固从坡体失稳范围、加固力及治理费用分别进行对比分析。
3.3.1 坡体失稳范围
由图10和图11可发现，被动加固首先进行坡脚大面积开挖，引发滑坡，治理对象转换为滑坡治理，变形范围扩大；而主动加固首先对坡体进行预加固措施，控制了坡体向后发展演化变形，治理对象主要针对前缘局部变形区，变形范围较被动加固明显减小。
图10 被动加固变形范围
图11 主动加固变形范围
3.3.2 加固力
被动加固坡脚开挖引发滑坡，滑动面强度参数降低，需提供抗滑力增大；而主动加固没有造成坡体变形失稳及牵引后面的坡体变形，能够保持坡体潜在滑动面长期形成的固有强度参数，所需主动加固力只是切坡临空造成的抗滑力损失以及大于一定安全系数储备，比被动加固力小得多。
3.3.3 治理费用
由图12和图13可知被动加固采用支撑渗沟措施，起到抗滑移兼排水作用；而主动预加固措施采用普通挡土墙即可，保证坡体前缘不稳定块体平衡即可，两者治理费用差异极大，被动加固明显大于主动加固。
图12 被动加固方案
图13 主动预加固方案
4 结 论
（1）梅子铺滑坡因坡脚开挖，造成前缘临空面增大，加之连续强降雨影响，坡体变形范围不断扩大，引发滑坡，属典型切脚型滑坡。
（2）结合梅子铺滑坡裂隙分布及其分期配套特性，对滑坡形成演化过程进行分析，认为梅子铺滑坡属先推移后牵引式组合式滑坡。
（3）在充分认识梅子铺滑坡形成机制基础上，通过与同等地质环境条件下坡体进行主、被动加固分析，从坡体失稳范围、加固力及治理费用三方面说明了主、被动加固的优缺点。
（4）通过以梅子铺滑坡形成机制及主、被动加固分析为例，可为区内类似工程建设提供一定参考价值，达到防灾减灾目的。
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