湖北五峰山滑坡事件的分析推测
湖北五峰山滑坡事件的分析推测
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楔 子
在古希腊神话中，西西弗斯是一位被惩罚的人。他必须将一块巨石推上山顶，而每次到达山顶后巨石又滚回山下，如此永无止境地重复下去。
《西西弗斯》
提香（1548年－1549年）
滑 落
7月8日下午4时许，随着一股灰从山间冒出，约50万方的岩土体突然从山上滑下，在地上散落成大小不一的碎块。
滑坡鸟瞰
巨大裂痕
塌下的碎块推倒了沿途的树木，最远滚落至下方的村落。
由于滑坡造成了数人的掩埋，争分夺秒的搜救工作随即开展，灾害救援力量迅速地组建了起来。
在地质灾害救援过程中，如何防止发生次生灾害非常关键。在此之前，弄清楚滑坡发生的原因与机制，将对有效防范提供有益的支撑。
为此，根据目前有限的资料，本文将作出一些分析与理性推测。
注：文中资料均为网络搜集整理所得。
地 点
根据官方公告，滑坡发生在五峰自治县长乐坪镇的月山村，并滑向了宜来高速项目的在建工地。
滑坡事件的官方公告
公告中的信息，意味着宜来高速位于滑坡体的下方。从地图上看，滑坡应该发生在下图的圈定范围之内。
滑坡的大致范围
将滑坡鸟瞰图与地图卫星照片对比，可以进一步定位滑坡的地理位置。上下图中的月山村、乡道的位置关系都是吻合的。
滑坡鸟瞰（上）与卫星照片（下）对比
宜来高速全称“宜都至来凤高速公路”，是湖北省十二五高速公路网规划七纵五横三环中横五阳新至来凤高速的西段。事发区域属于整条高速公路项目的宜昌段，宜昌段路线全长约94公里，于2022年开工，计划2025年年底通车。
宜来高速宜昌段基本信息
通过上面的信息牌得知，项目起点位于渔洋关互通，这与在线地图上的路线是一致的。
宜来高速宜昌段在地图中的路线
若将信息牌中的路线图放大，可以发现沿线有很多下图红圈中的小黑点。这些黑点是高速公路项目平面图中的里程桩号标注，在如此长的线路中，里程桩号一般是每5公里标注一次。
路线平面图中的里程桩号
所以，从项目起点开始数，就可以知道滑坡发生在宜来高速的哪个里程。
滑坡与路线的里程关系
从上图得知，滑坡大致位于宜来高速宜昌段项目的K25里程，即距离起点约25公里。
机 制
在探究滑坡发生原因之前，首先要知道边坡的地质情况，以及发生的滑坡属于哪种类型机制。
在文章开头的滑坡照片中，可以清晰地看到滑坡体浅层处的岩块，即整个滑动的边坡主要由岩石构成，而不是泥土。仔细观察，出露的岩块有很明显的层状特征，仿佛是一层层叠起来所形成的。
这是沉积岩的特征。
出露岩块具有沉积岩的特征
滑坡点所在地质区域内，不远处是柴埠溪大峡谷。
地质区域内的柴埠溪大峡谷
根据查询的信息得知，柴埠溪大峡谷所在的森林公园属于典型的喀斯特地貌，有各种形态各异的灰岩石林景观。
柴埠溪大峡谷为典型的喀斯特地貌
结合前面照片的分析，滑坡点大概率也是由灰岩所构成。
回到滑坡鸟瞰图。滑坡上缘的陡坎近乎垂直，这是一种被拉裂的迹象；陡坎下方的滑裂面呈平面形态。综合这两点特征，本次滑坡发生机制是非常典型的顺层滑坡（Dip Slope Failure）。
滑坡体特征
对于沉积岩，正常状态下成岩后应该是呈水平层状结构的，就如下图一样。
水平层状结构的沉积岩（示意）
然而，在漫长的地质环境中，由于构造运动或差异风化等一系列原因，岩层就会变得不再水平，形成下图倾斜的层状结构。
倾斜岩层的沉积岩（示意）
当岩层倾斜方向与边坡倾斜方向相同时（倾斜角度不一定相等），则称为顺层边坡。这种类型的边坡对工程建设常常会造成挑战。
顺层边坡（示意）
顺层边坡的稳定性不取决于岩体有多完整或多坚硬，而是取决于岩层与岩层之间结构面的情况。在极端情况下，如果结构面是一层软泥，即使岩石硬如钢铁，边坡的失稳风险仍会十分之大。
顺层边坡的稳定性取决于结构面
若工程建设过程中遭遇顺层边坡，必须进行适当的加固防护避免潜在的失稳风险。
如果未进行任何加固就进行顺层边坡的开挖，结果将十分危险——没有人清楚山上的岩体什么时候会沿着结构面滑下，甚至可能多次发生（如果存在多个不利结构面）。
就如古希腊神话中的西西弗斯——每次将石头推上山顶后，他并没有采取措施固定石头，结果就是往返做徒然的功夫。
西西弗斯的惩罚
分 析
根据卫星地形图，滑坡事发点在2020年时并未进行任何工程活动，天然山坡以大约30°的坡度缓缓延伸至月山村下方的河谷。
工程建设前的山坡
2022年底，因为要建设宜来高速宜昌段，山体须从坡间进行一定的削坡，以创造出路基的空间。
所以，宜来高速项目相当于在坡间砍出了一条路。
削坡必然会影响天然边坡的稳定性。滑坡照片中也可以发现边坡工程加固的措施。
其中，上部采用的是预应力锚杆（索）。通过在地层内设置钢筋或钢绞线，灌入水泥浆锚固在坚实的地层，从而增加边坡的稳定性。
预应力锚杆（索）加固边坡（示意）
安装锚索后，施加预应力将其拉紧才能起到效果。为此，锚头处还需要设置承力措施，以锁定拉紧的锚索。在一般土质边坡中，常见的是纵横相交的钢筋混凝土格构梁，锚索拉紧后将锁定在格构梁交叉点位置。
常见的格构梁体系（示意）
然而，对于岩质边坡，格构梁却不一定适用，因为有些硬岩表面修理平整比较费工夫。此时锚头处提供反力的就不一定是格构梁了，更多是方形的承压板，就如滑坡照片中见到的一个一个小墩。
锚头承力板
上述锚墩大多未见明显的损坏痕迹，包括滑坡体区域的部分也是。这意味着，滑坡体的滑裂面深度很大，甚至可能令到部分或大部分锚索未起到加固效果。
路基边坡下部采用的则是抗滑挡墙。下面照片最右侧矮挡墙处可以见到未拆的模板，从这点可以判断是较常见的毛石混凝土墙身结构。
抗滑挡墙
从另一个角度可以看更加清晰。值得注意的是，滑坡处的坡脚挡墙似乎并未全部施工完成，同样可以看到未拆除的支模模板。
未完全施工完成的挡墙
综合上述所有信息，现尝试大致还原一下事故发生的全过程。
01
工程建设开始前，滑坡区域为坡度约30°的天然边坡，坡体内部存在多条深层浅层的顺坡结构面。
02
工程建设开始后，由于路线从坡间穿过，需要对天然边坡进行削坡。挖方边坡的削坡从上而下进行。先进行的是上一级的削坡与防护。削坡后，顺层岩体失去了下部的支撑，创造了发生浅层顺层滑坡的条件。但得益于后续预应力锚索的加固，且穿过了浅层结构面，滑坡没有发生。
03
锚索施工完成后，继续进行下一级的削坡，并削至路基标高。与上一级削坡类似，深层的结构面暴露出来后，创造了发生深层顺层滑坡的条件。
04
下部削坡完成后，继续建造抗滑挡墙。在挡墙施工完成并完成墙背回填之前，坡体的稳定性仅能依靠结构面的摩擦力与预应力锚索加固。然而，出于某种原因，锚索可能并未完全穿过深层结构面，发挥的加固作用有限。
05
长时间的暴露使得发生深层顺层滑坡的风险在增大。最终，在抗滑挡墙完成之前，边坡的稳定性到达临界点，沿着深层结构面发生顺层滑坡。
FIN
岩土沿途Geotech
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