四川涼山州某滑坡穩(wěn)定性評價及防治建議

湯勝博 袁 港

（1.西南科技大學(xué)環(huán)境與資源學(xué)院，四川 綿陽 621000；2.陜西地礦九〇八環(huán)境地質(zhì)有限公司，陜西 西安 710600）

四川省的山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較多，尤其是滑坡災(zāi)害最嚴重，在暴雨和大暴雨后，四川省山區(qū)地質(zhì)環(huán)境變得更脆弱，導(dǎo)致更嚴重的滑坡災(zāi)害，有逐漸加重的趨勢。雖然研究區(qū)的滑坡目前處于穩(wěn)定的狀態(tài)，但是暴雨期仍出現(xiàn)局部垮塌現(xiàn)象，預(yù)測趨勢為欠穩(wěn)定。調(diào)查研究地區(qū)的山體滑坡，分析其穩(wěn)定性，并簡要提出具有針對性控制措施的應(yīng)急計劃[1]。

1 研究區(qū)自然地質(zhì)環(huán)境

1.1 研究區(qū)地質(zhì)條件

該研究區(qū)從西向東分別屬于鹽邊臺拱的鹽邊臺穹、瀘定-米易臺拱的米易穹斷束、螺髻山臺穹3個Ⅳ級構(gòu)造單元。褶皺：德昌境內(nèi)褶皺不甚發(fā)育，主要是春光村破背斜、鐵爐—熱河破向斜、丹桂破背斜、小尖山向斜、方家梁子破背斜、大尖山破向斜及馬鞍山向斜、號高坪背斜等。斷裂：區(qū)域性安寧河斷裂帶、磨盤山斷裂帶縱貫?zāi)媳保瑬|部主體隸屬安寧河斷裂帶，西部為磨盤山斷裂帶，中間為卵形構(gòu)造體。主要構(gòu)造形跡呈近南北向展布。

研究區(qū)地質(zhì)體在喜馬拉雅運動EW向擠壓機制下廣泛產(chǎn)生褶皺、斷裂以后，磨盤山、安寧河斷裂帶再次成為構(gòu)造強烈活動的地帶。區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運動主要表現(xiàn)為老斷層的復(fù)活、斷塊的升降和走滑及地震活動。由于間歇性差異升降和走滑，鑄就了區(qū)內(nèi)現(xiàn)今南北呈條、兩壘夾一塹的構(gòu)造格局。

1.2 研究區(qū)地形地貌

該研究區(qū)地處雅礱江右岸，屬于深切割高中山地貌，總體地勢呈西北低南東高的態(tài)勢，海拔約為1820m～1980m，相對高差160m，總體相對較為陡峭，滑坡區(qū)后緣分布高程1960m～1980m，坡角約為25°～30°，滑坡中部較為平坦其中多為政府學(xué)校所在地，地形坡角約10°～15°，分布高程1890m～1960m?；虑熬壍匦屋^陡，坡角約25°～30°，分布高程1820m～1980m。

1.3 研究區(qū)地層巖性

研究區(qū)內(nèi)出露的地層主要為第四系滑坡堆積物（Q4del）含碎石粉質(zhì)黏土、三疊系白果灣組（T3bg）變質(zhì)砂巖和印支期侵入巖脈（δ02）花崗巖，其中含碎石粉質(zhì)黏土是分布最廣的，含量達到了30%到40%，為早期崩塌滑坡風(fēng)化的堆積物，巖性為紅棕色，可塑狀，結(jié)構(gòu)較為松散易于降雨滲入[2]。

1.4 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)地下水類型有碳酸巖鹽巖溶水、松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。研究區(qū)可以分為牦牛山、螺髻山高山峽谷區(qū)和安寧河谷區(qū)兩個不同類型的地質(zhì)單元：1）牦牛山、螺髻山高山峽谷區(qū)主要斷裂為南北和北西向壓性及壓扭性斷裂，為地下水的形成運動和富集提供了良好條件，高山區(qū)融雪水也是形成泥石流的因素之一。塌方和滑坡經(jīng)常發(fā)生，沿著下坡和溝壑堆積，往往在暴雨期間形成。泥石流是一種地質(zhì)災(zāi)害。在高山地區(qū)，融雪也是形成泥石流的一個因素。融化的水將固體的雪和冰轉(zhuǎn)化為液態(tài)水，從高處流向低處。但是由于該地區(qū)在高海拔區(qū)，無人居住，所以一般不會對人類構(gòu)成危害。2）安寧河谷區(qū)，河谷平原西側(cè)為磨盤山，巖漿巖裂隙水區(qū)。東側(cè)為中生界碎屑巖裂隙水區(qū)，以南為古生界碎屑巖裂隙水區(qū)。因為該地區(qū)主要由未固結(jié)的巖石組成，主要是河流階地沉積物、排水道口的沖積物、舊冰川扇中的沉積物以及山腳下殘坡上的沉積物。 通常發(fā)現(xiàn)在河谷、小溪和峽谷底部以及山腳下，那里通常分布著松散的基巖，而且通常有許多住宅和重要的基礎(chǔ)設(shè)施，如公路、鐵路、工廠和礦山。由于安寧河等地表水的侵蝕，山體滑坡和泥石流在這些地區(qū)并不少見，由于房屋和重要建筑較多，雨季地表水的增減造成的靜水壓力和動水力壓力使松散的山體變得濕滑，容易發(fā)生滑坡和泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。3）研究區(qū)地下水運動的基本特點是，主要補給來源是大氣降水，其次是高山上的冰雪融化和農(nóng)業(yè)用水。徑流途徑很短，排放后會轉(zhuǎn)化為地表水。地下水運動與當?shù)氐臍庀蠛退拿芮邢嚓P(guān)，并受地層、地層、巖石、地形和植被發(fā)展的制約。研究地區(qū)的地形高度起伏，降水在該地區(qū)的不同地方分布不均，從東南向西北移動時，降水逐漸增加。同時，降水在時間上分布不均，地下水補給主要發(fā)生在雨季，在旱季的程度較低。滲透補給的強度與降水的數(shù)量和分布密切相關(guān)。然而，從地形上看，陡峭的地形和強烈的地貌導(dǎo)致降水以地表徑流的形式迅速流走，這不利于地下水的滲透和補給。

1.5 地震

安寧河—則木河地震帶：北起石棉，向南經(jīng)冕寧、西昌、普格至云南巧家，該帶北段與安寧河斷裂帶走向一至，南段沿則木河斷裂帶展布，近南北向，帶寬50km，長約250km，以冕寧至普格一段（中段）地震發(fā)生頻度較高。安寧河與則木河斷裂的交匯處，新構(gòu)造運動強烈，該帶歷史上發(fā)生5級以上地震達20次，其中7級以上地震3次，均屬震源深度10km左右的淺震，最強震發(fā)生在1536年西昌新華及1850年西昌與普格間，均為7.5級地震。工作區(qū)就位于該地震帶內(nèi)。

鹽源地震帶：由鹽源向西，經(jīng)鹽塘至棘子鄉(xiāng)一帶，與鹽源弧形構(gòu)造線展布方向一致。該帶寬80km，長100km左右，發(fā)生6級以上地震達4次，主要地震發(fā)生頻度較高的地區(qū)在鹽塘至棘子鄉(xiāng)一帶，1976年甲米6.7級地震為該帶最高震級，形成地裂縫及堰塞塘。

馬邊地震帶：包括峨眉、馬邊、沐川、雷波一線，該帶位于峨邊—金陽斷裂帶東側(cè)，屬多組不同向構(gòu)造的交匯地帶，寬約50km，四川省內(nèi)長180km，近南北向展布并延入云南。該帶地震多為震群出現(xiàn)，歷史上記載共發(fā)生5級以上地震35次，以1216年雷波馬湖7級地震及1936年馬邊6.8級地震強度最大，均屬淺源性地震。

2 滑坡特征

2.1 滑坡區(qū)地貌形態(tài)及邊界特征

此次研究的滑坡為大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡。該滑坡位于斜坡體中后部，滑坡平面呈“舌”狀，如圖1所示，該滑坡體縱向長為425m，橫向?qū)挒?25m，滑體厚約8m～13m，平均厚約10m，體積為106.2×104m3，為一大型土質(zhì)滑坡，主滑方向約315°。

圖1 滑坡全貌

2.2 滑坡變形特征

通過調(diào)查，大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡處于蠕變變形階段，由于滑坡區(qū)地形坡度總體較大，且呈“陡-緩-陡”相間的折線形斜坡，滑坡本身也相對不穩(wěn)定，有利于地表下匯聚與下滲；滑坡結(jié)構(gòu)相對松散，地表水入滲易形成積水和弱透水儲水層進而形成不利于斜坡穩(wěn)定的軟弱面；此外該地區(qū)的降水量相對較高，地震頻繁，這兩者都是滑坡不穩(wěn)定的誘因。目前，滑坡體穩(wěn)定性較好，但遇暴雨、長時間降雨及地震等不利條件疊加時，滑坡體局部發(fā)生失穩(wěn)、滑動的可能性較大。

2.3 滑坡體成因與變形破壞機制

2.3.1 滑坡成因

滑坡的成因主要為以下5點：1）地形地貌條件為滑坡體的形成提供了有利的地形條件，滑坡體約20°～30°的，滑坡體上存在多級陡坎，陡坎高1m～4m，為滑坡剪出提供了接近條件，也為滑坡的形成提供了一定的勢能條件。2）地層巖性及空間組合是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)，滑坡體由含有礫石粉質(zhì)黏土和塊狀土的第四系滑坡堆積物組成，其中松散堆積物中間凹陷現(xiàn)象明顯，地下水容易溢出，塊狀土的空隙之間填充多層粉質(zhì)黏土，形成飽水軟弱面，導(dǎo)致坡體失穩(wěn)和破壞。因此，巖性和巖層的空間組合構(gòu)成了滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。3）特大暴雨是滑坡的主要因素，每當?shù)接昙緯r，滑坡的變形和破壞加劇，滑坡上的建筑墻體出現(xiàn)多處拉裂，滑坡體陡坎局部滑塌，地表水沿著裂縫進入滑坡體，使滑坡拉裂變得更厲害。這表明山體滑坡是由強降雨引起的。4）人類在滑坡區(qū)的日常生活中，人類工程活動和人們的生活用水對滑坡體也是有的較大的影響，降低了滑坡體的凝聚力，增大了滑坡體的下滑力，進一步加劇了滑坡的變形破壞。5）地表水排泄不通暢，人們在日常生活中，隨意將生活用水扔在地上，導(dǎo)致其進入滑坡內(nèi)部，與此同時地表水也進入滑坡內(nèi)部，然而整個滑坡又缺少排泄的措施，導(dǎo)致地表水排不出去，這也是地表水排泄不通暢的主要原因之一。

2.3.2 變形破壞機制

在大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡前沿，因為陡峭的地勢，另外再加上人類工程活動形成的巖土體滑動時自由空間的邊界面，在這些不利條件的影響下，滑坡體的前部向前滑動，導(dǎo)致滑坡體的中部和后部慢慢向下變形并開裂。近年來，降雨量增加，山體滑坡裂縫擴大。地表水和生活排水不斷流入滑坡體，導(dǎo)致整個滑坡體蠕動變形并向前滑動。因此，該滑坡均為牽引式滑坡，由滑坡體前沿逐漸向后緣擴展。

3 滑坡特征

3.1 工況確定

根據(jù)滑坡發(fā)生的地質(zhì)環(huán)境條件、形成機制，目前未治理時，滑坡體形成了大量的應(yīng)力裂縫，提高了滑坡土體的透水性，有利于地表水的進入，使滑坡體很容易因水的飽和而發(fā)生滑動。綜上所述，該滑坡可能會由于天然自重、暴雨飽水、以及地震力的作用而發(fā)生滑動。根據(jù)《滑坡治理工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T 0219—2006）滑坡防治工程分級，本次防治工程為三級，確定其安全系數(shù)，穩(wěn)定性計算分以下3種工況：第一種工況（工況Ⅰ），在天然狀態(tài)下，安全系數(shù)1.15；第二種工況（工況Ⅱ），在暴雨狀態(tài)下，安全系數(shù)1.10[3]。

3.2 滑坡滑帶參數(shù)反演

根據(jù)滑坡現(xiàn)狀的穩(wěn)定程度采用反演法計算出滑帶土的抗剪指標，如公式（1）和式（2）所示。

選取主滑方向的1-1'剖面為第一級最不利滑面建立計算模型，因為剖面處于欠穩(wěn)定或者不穩(wěn)定的狀態(tài)，所以可以看作為暴雨的情況下處于極限平衡狀態(tài)，通過反演分析，穩(wěn)定系數(shù)F=1.00，滑體飽和重度為20.5 kN/m3。運用室內(nèi)試驗法、工程類比法和反演法，考慮各種試驗條件及方法的局限性，決定以演數(shù)據(jù)為主、參考工程類比及室內(nèi)試驗，綜合確定滑坡的抗剪強度綜合取值表，見表1。

表1 滑動面抗剪強度綜合取值表

3.3 穩(wěn)定性計算與分析

在各方面比較后，滑動面穩(wěn)定性計算采用天然狀態(tài)下C=11.0kPa，j=9.0°，飽水狀態(tài)下C=9.0kPa，j=7.0°，選取主滑方向上的1-1'剖面至3-3'剖面，用傳遞系數(shù)法來計算滑坡的穩(wěn)定系數(shù)及剩余下滑推力，滑坡穩(wěn)定性計算如公式（3）所示。

式中：φj為第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數(shù)（j=i）；Wi為第i條塊的質(zhì)量（kN/m）；Ci為第i條塊的內(nèi)聚力（kPa）；θi為第i條塊的內(nèi)摩擦角（°）；Li為第i條塊的滑面長度（m）；αi為第i條塊的滑面傾角（°）；A為地震加速度（重力加速度g）；Kf為穩(wěn)定系數(shù)。

B滑坡推力計算如公式（4）所示。

以規(guī)范推薦的傳遞系數(shù)法公式計算的穩(wěn)定性系數(shù)及推力值為準，剖面計算條分圖如圖2～圖4所示。

圖2 1-1′剖面計算條分圖

圖4 3-3′剖面計算條分圖

由表2可知，滑坡體天然工況和地震工況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況下，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 滑坡整體性穩(wěn)定性計算成果

4 滑坡危害及防治

4.1 滑坡危害

圖3 2-2′剖面計算條分圖

通過調(diào)查發(fā)現(xiàn)，滑坡區(qū)背面的應(yīng)力裂縫，滑坡中部的房子被應(yīng)力裂縫破壞，許多道路受到不同程度的破壞。從目前的研究結(jié)果表明，大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡處于蠕變階段。然而惡劣條件的影響，如暴雨，可能會影響滑坡體的穩(wěn)定性，危及村民的生命財產(chǎn)安全，影響斜坡上的交通。如果不加以治理，大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡可能會出現(xiàn)崩塌，泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，滑坡體上的居民的生命財產(chǎn)受到威脅，直接危害滑坡體上居住的大山聯(lián)合村六社66戶居民及大山鄉(xiāng)政府、大山鄉(xiāng)中心完全小學(xué)、大山鄉(xiāng)中心衛(wèi)生院等單位共計287人，滑坡一旦發(fā)生，其生命財產(chǎn)安全將受到嚴重威脅，潛在經(jīng)濟損失達600萬元。

4.2 滑坡防治的目標

滑坡防治的目標包括以下5個：1）對滑坡體采用抗滑支擋、排水等綜合措施增加滑坡體的穩(wěn)定性。防止大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡體滑動破壞。做到重點突出，以確?；聟^(qū)斜坡體上村民安全為總體目標。2）抗滑樁工程應(yīng)以盡量少占地和最大支護力度為原則。3）對滑坡體上的地表水排泄必須嚴格控制。4）防護工程布置應(yīng)做到方案可行、技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理。5）防護工程應(yīng)與建設(shè)用地和美化環(huán)境相結(jié)合，并充分利用當?shù)厝肆?、物力資源，節(jié)省投資。

4.3 滑坡防治的方案

滑坡防治的方案如下：1）對滑坡體采用抗滑支擋、排水等綜合措施增加滑坡體的穩(wěn)定性。防止大山鄉(xiāng)聯(lián)合村六社龍窩子滑坡體滑動破壞。做到重點突出，以保障滑坡區(qū)斜坡體上村民安全為總體目標。2）抗滑樁工程應(yīng)以盡量少占地和最大支護力度為原則。3）對滑坡體上的地表水排泄必須嚴格控制。4）防護工程布置應(yīng)做到方案可行、技術(shù)可靠、經(jīng)濟合理。5）防護工程應(yīng)與建設(shè)用地和美化環(huán)境相結(jié)合，并充分利用當?shù)厝肆?、物力資源，節(jié)省投資[4-5]。

5 結(jié)論

計算結(jié)果表明，在天然狀態(tài)下滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)；但是在暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?？紤]到該安全隱患，并且考慮滑坡體上的66戶人家297人的生命財產(chǎn)安全，對于該滑坡的處理提出以下3個建議：1）立即讓滑坡體上房屋損壞嚴重的居民搬遷撤離。2）立即采取滑坡體的治理工程措施，完善滑坡的截排水系統(tǒng)，并對后緣裂縫進行黏土夯填，確?；伦冃伟l(fā)展得到控制或緩解，構(gòu)筑相應(yīng)的抗滑支擋設(shè)施，有效控制滑坡的穩(wěn)定性。 3）加強滑坡的監(jiān)測工作，同時，做好宣傳工作，保障當?shù)厝嗣竦纳敭a(chǎn)安全。