贺太红，何旭东，阮凡，唐文佳

（贵州省地矿局第二工程勘察院有限公司，贵州遵义 563000）

1 工作区概况

本工作区滑坡为工程开挖引发，工程开挖前，未对斜坡进行有效防治，开挖后也未对边坡进行及时支护处理。斜坡体发生变形后，经过快速应急处理，对不合理开挖的坡脚进行快速回填反压，回填后基本贯通滑动面的滑坡体处于缓慢变形阶段。滑坡区为碎屑岩地层，地貌上为大型老滑坡堆积物、局部为残坡积层，老滑坡堆积体整体平面形态大致呈“喇叭”形。物探解译成果显示，中上部较薄，中下部较厚，结合调查分析可将老滑坡分为滑源区、铲刮区、堆积区。滑源区高程为1 520～1 680 m，相对高差160 m，斜长480 m；铲刮区高程为1 460～1 520 m，相对高差60 m，斜长260 m；堆积区高程为1 310～1 460 m，相对高差150 m，斜长660 m。滑源区后缘平面上呈“圈椅”状地形，左右两侧为陡斜坡控制。铲刮区斜坡两侧为纵向冲沟控制。堆积区两侧及前缘均为冲沟，前缘散落区至小河沟一带，平面呈“扇”形，滑坡物质成分主要为含碎石粉质黏土夹玄武岩风化残余物。老滑坡下滑铲刮往下运动，大量堆积于中部村寨一带缓冲平台，部分继续往下散落在整个斜坡区。通过调查发现，村寨右侧一山丘均为玄武岩风化残余物；平台切坡平场发现大量玄武岩球状风化残余物；结合工程地质调绘，在斜坡两侧相同地貌高程部位均未发现玄武岩风化残余物，进一步证明该物质成分为老滑坡堆积体。老滑坡堆积体纵长720 m，横宽约200 m，厚5～20 m，体积约2.1×106m3，规模为大型滑坡，主滑方向346°。滑体物质为含碎石粉质黏土，颜色为黄色、黄褐色、黑色，分布不均，分选性差。碎石含量约为20%～40%，碎石粒径一般为1～5 cm，碎石中可见大量玄武质风化残余物。老滑坡堆积体内有大量有机质腐殖物，半成岩岩芯含植物根茎，有腐质腥味，局部堆积较多，推测为早期水塘地貌，草本植被发育，老滑坡下滑后，覆盖了该区域。

据调查，老滑坡滑源区和铲刮区无变形迹象，在堆积区下部发育3 处滑坡，除此之外，在堆积区村寨发育有陈旧裂缝。居民房屋近些年均有开裂变形情况，主要集中在房屋建设区，变形部位以房屋结构薄弱处居多，以沉降变形为主。本次发生的滑坡位于老滑坡堆积区下部左侧，在5#冲沟两侧部位，拟建盘水中、小学南侧斜坡地带，滑坡纵长约175 m，由东向西，宽约150 m，主滑方向340°，平面呈“舌”形，厚度10～12 m，体积约3.0×105m3，属于中型推移式堆积层滑坡。后缘边界圈定在成品油管道下方玉米地一带，高程为1 400～1 405 m；前缘剪出口位于本次开挖的边坡底部一带，高程为1 347～1 355 m，地形相对较陡，为阶梯状坡地，往前地势逐渐变陡。左侧边界以裂缝L29、L30 为界，后缘以L13 为界，右侧以本次开挖影响区为界。由于滑坡区位置重要，滑坡后部有输油管道及村寨，前缘为拟建实验中学，安全等级高，需要精确地勘查后提出治理方案。滑坡物质成分复杂，为黄色、黄褐色、黑褐色粉质黏土，局部为黏土，含风化碎石，厚0.7～20 m；大部分呈可塑状，韧性中等，干强度中等；碎石含量为20%～40%，粒径为0.5～10 mm，成分为砂质泥岩、玄武岩风化残余物，孔隙度大，历史上有小煤窑存在。斜坡后缘山体雄厚，总体高差达400 m，地下水较丰富，工程地质条件复杂。

2 监测布置情况

防治设计时需要准确找出滑动面，从而计算滑坡推力。由于本次发生滑坡回填反压后处于缓慢变形阶段，深部动态变形监测作用明显。勘查阶段适宜布设深部位移测斜监测，利用勘察钻孔进行测斜监测，根据初步变形方向，坡体上建筑保护的重要程度兼顾边坡规划与坡向垂直，在选取滑坡勘查时的1-1′剖面处布置一条监测轴线，本次沿下一步开挖形成的边坡纵向布置3 个深部位移监测孔（如图1 所示），利用布设的勘探钻孔进行测斜安装，根据潜在滑动层深度，安装深度达到稳定岩土层位。钻孔测斜3 个孔（ZK02、ZK07、ZK12）根据变形的深度推测，总计安装测斜管76 m，其中ZK02 孔18.0 m、ZK02 孔28.0 m、ZK12孔30.0 m。安装调试好后，每日实测一组监测数据。监测工作完成后，得出了斜坡在开挖后反压状态下监测期斜坡变形的累计位移-深度曲线剖面投影图、累计位移-时间曲线图、不同深度的累计位移速率图，找出了本次开挖时滑动面、滑坡体的变形速率、变形深度位置。

图1 滑坡区工程地质剖面图（钻孔处为深度-位移曲线图）

3 监测结果综合分析

3.1 实测数据分析

安装时A 方向为主测方向，B 方向为次测方向，与A 方向垂直。A 方向为坡面方向即主滑方向，为0°，B 方向为270°。位移为正表明测斜管向A0、B0 方向倾斜，反之测斜管向A180、B180 方向倾斜。A 面为拟开挖面，孔口累计位移即从孔底开始每隔1.0 m 逐点累计至孔口的挠度位移。

总钻孔施工完成后开始安装，K02 采集数据时间为12-02—12-22，ZK07 采集数据时间为12-05—12-22，ZK12 采集数据时间为12-05—12-22。安装后每日实测一组数据。

通过近20 d 的现场测量，分析各组数据分别得出3 条曲线：累计位移-深度曲线、累计位移-时间曲线、累计位移-速率曲线，通过综合对比3 条曲线得出以下结论：①ZK02。从2 号钻孔得出的测斜数据分析曲线可以看出，呈“B”形，为滑坡滑动的典型曲线特征，说明滑坡存在多层滑动面。该孔测斜数据存在2 处变化最大的位置，根据该钻孔钻探情况，该区域地下土层厚度为17 m，因此在该区域下方存在2 处潜在滑动面，分别位于地下2～4 m、12～14 m 处，其中位移量最大位置位于地下2 m 和12 m。②ZK07。从7 号钻孔得出测斜数据分析曲线可以看出，呈“r”及“B”形，该孔数据最明显的变化位置位于地下3～4 m、12～13 m、21～22 m，根据该钻孔钻探情况，该区域地下土层厚度为15.5 m，因此该孔潜在滑动面位于地下3～4 m、12～13 m 这2 处。③ZK12。从12 号钻孔得出测斜数据分析曲线可以看出，呈局部侧凸状，该孔数据最明显的变化位置位于地下11～12 m 和17～23 m，根据该钻孔钻探情况，该区域地下土层厚度为13.4 m，因此该孔潜在滑动面位于地下11～12 m 处，其中位移量最大位置位于地下11 m 处。17～23 m 经分析为水位变幅影响，变形可控[1-2]。

根据以上3 个钻孔测斜数据，初步统计分析了数据量测可靠值T，数据不大于1.0 mm，各测点正、反方向测值之和的平均值S是否近似为一常数来检验测斜点测值的数据质量是否可靠。分析可以得出结论，12 号钻孔至2 号钻孔之间存在2 组潜在滑动面，其中一组滑动面自12 号至2 号钻孔之间，滑动面的位置位于地下12～13 m，另一组滑动面自7 号至2 号钻孔之间，滑动面的位置位于地下3 m。通过监测，滑坡区持续处于变形之中，变化速率较小。3 个监测孔主滑方向的位移-深度曲线如图1 所示，同时通过变形速率曲线可知，整个滑坡仍处于塑性变形状态，变形状态蠕动，变形速率较慢。综合分析测斜监测实测数据及工程地质调查发现：滑坡滑带主要为堆积体，该滑坡区域为斜坡，地形坡度相对较大，接近20°，自然状态下局部较陡区域处于基本稳定状态，产生松弛变形。本次滑坡变形区，受开挖影响，前缘临空高度即为开挖面高度，分析各孔相关性发现，滑带形态大致呈圆弧形，总体上后缘较陡，中前部较平缓，构成圆弧形的形态特征。通过监测数据可知初步形成3 层滑动面，通过3层滑动面分别受力进行计算分析，选取最不利滑动面进行设防[3-4]。

3.2 钻孔成相印证

用先进的DSP 图像采集与处理技术，系统高度集成，探头全景成像，剖面实时自动提取，图像清晰逼真，方位及深度自动准确校准，可对所有的观测孔全方位、全柱面观测成像钻孔。JL-ⅠDOⅠ（A）智能钻孔电视成像仪主要由主机、电缆绕线架、光学探头3 部分组成，3 部分之间通过电缆连接。按照智能钻孔电视成像仪进行检测试验工作，得出钻孔成孔后布置的井下电视成像图，通过观测成果图，得出钻孔深度为12.7 m 附近存在塌空现象，是形成滑动变形的特征类型。

3.3 有限元分析印证

根据滑坡（边坡）勘查设计要求，计算模型按设计提供的典型地质剖面勘查参数建立1 条典型2D 模型。同时为了避免边界范围对有限元计算精度的影响，采用郑颖人院士的建议计算范围：当坡脚到左端边界的距离为坡高的1.5 倍，坡顶到右端边界的距离为坡高的2.5 倍，且上下边界总高不低于2 倍的坡高时，计算精度较为理想。模型的边界范围为368 m×135 m；采用混合网格生成器进行2D 网格离散化，网格划分后的模型如图2 所示。模型共有11 242 个单元、11 134 个节点；模型底部X、Y方向约束，左右边界X方向约束，基础桩底部支承采用固定端约束。根据综合选取参数，计算出未经支护开挖至12 m 时，边坡稳定性系数为1.003 1，处于欠稳定状态，从图2 中可知，塑性变形区域也与滑坡监测滑坡位置相互吻合。

图2 有限元分析计算模型

4 结语

钻孔测斜数据在滑坡勘查过程中对滑动面确定、滑坡变形塑性变形尺度具有很高参考价值，提高了滑坡防治工程的精确性。结合该滑坡能提供良好的地质观察情况，发现测斜曲线斜率变化大时所测土体深度与孔内地质编录上出现的滑带土深度基本吻合，进一步印证了钻孔测斜仪在滑坡滑带土和滑动方向的确定上具有很好的适用性。因此在实际工程中，通过钻孔资料和测斜仪数据去判断土质滑坡的内部结构是可行的。可以广泛地在具有一定变形速率的滑坡勘查及防治中使用，可以探索直接使用深部位移监测代替探井揭露滑动面这类耗资较大、工期较长的原有勘查方法。