云南省维西县白马洛滑坡稳定性评价及治理措施

王邦阳，杨华舒，范华

（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明 650093）

我国是世界上地质灾害最严重的国家之一［1]，几乎每年都有多起重大地质灾害事故。斜坡破坏过程和它造成的不良地质环境均可对人类的工程活动带来十分严重的危害，并且还可能引起生态环境的失调和破坏，造成更大范围和更深远的影响。云南是个地质灾害多发的省份，尤以滑坡、泥石流更为严重［2]。因此，对滑坡进行研究，在防灾、减灾中发挥着重要的作用［3]。

云南省维西县白马洛滑坡是一个在内外营力共同作用下形成的自然滑坡。滑坡自2010年雨季发生后，每年雨季均有不同程度变形、滑动。白马洛滑坡位于白马洛村西南侧，滑坡的发展趋势是向后扩展。滑坡的进一步发展将直接影响后侧白马洛村民小组的安全。另外，白马洛滑坡滑动后，滑体前缘沿陡坡滑入梓里河将引发泥石流灾害。本文通过实地勘察及相关资料的基础上，分析了滑坡特征及形成机制，并对滑坡的稳定性进行分析，为滑坡的治理提供建议。

1 滑坡区地质概况

滑坡区地形起伏较大，高差悬殊；地貌以河流阶地地貌和侵蚀地貌为主；构造处于三江地槽褶皱系与扬子准台地的衔接部位，新构造运动活跃，地震频发；地层岩性主要为第四系松散堆积物和二叠系千枚岩、微晶片岩为主；地下水主要为第四系松散物孔隙水与变质岩裂隙水。

2 滑坡体特征

（3）滑床特征：滑床主要为二迭系上统（P2a）云母片岩、千枚岩，全－强风化，青灰、灰色，较破碎，风化强烈。产状受构造影响较大，大致产状为240°∠42°。倾角变化较大，在30°～45°。滑床中石英岩脉发育。

2.1 滑坡地形特征

白马洛滑坡分为H1和H2两个滑坡及滑坡之间挟持的斜坡。滑坡位于澜沧江左岸支流梓里河北侧山坡地段，原始地形坡度10°～15°，为澜沧江四级阶地。地表现为台阶状耕地，坡面剥蚀严重。斜坡倾向南西，与梓里河源头呈大角度斜交。坡体上植被茂盛，主要为乔木和灌木混合林，乔木以阔叶类的云南松为主，灌木以藤类为主。

2.2 滑坡变形特征

滑坡于2010年滑动，滑坡周界清楚，后缘及两侧形成错坎。目前仅滑坡后缘出现拉裂，局部产生错坎。滑坡坡面现有台阶状水田，滑坡滑动后整体下错，现为坡地。局部还保留有滑坡形成的错坎，拉张裂缝等。滑坡前缘沿地形陡缓变化处剪出，呈反翘现象。

2.3 滑坡体结构特征

（1）滑体结构：滑坡堆积层（Q4del）为粘土，灰、灰褐色，结构松散。角砾粒径在2～5 mm，棱角－次棱角状。母岩为片岩，角砾含量20%～30%，局部含碎石。滑体厚5.6～7.4 m，平均厚6.5 m。

（2）滑带（面）土特征：滑动面位于坡洪积与残坡积接触面。滑动面呈折线型，后缘埋深5.6～7.2 m，倾角8°～18°；中部主滑段埋深6.7～7.5 m，倾角10°～12°。滑动带为褐灰、灰色粘土，湿－很湿，硬塑－可塑，厚5～20 cm。角砾粒径2～20 mm，棱角状，含量10%～20%。局部滑带土擦痕较明显，并有挤压现象。

3 滑坡成因分析

3.1 地形条件

滑坡位于梓里河左岸侵蚀斜坡上，地形坡度10°～15°，局部为陡坎。从地形上看，有利于雨水的渗入。斜坡前缘为梓里河河谷，为滑坡的形成提供了滑移临空面。

3.2 岩土条件

滑坡区位于澜沧江四级阶地上，坡体上部为第四系坡洪积粘土和残坡积粉质粘土，力学强度弱，遇水易软化。下伏全－强风化绢云母片岩，强度差异性成为坡体的不稳定结构面。

3.3 水源条件

水是促使滑坡形成的主要因素。由于滑坡区原为水田，在雨季蓄水后加载影响坡体的稳定性。坡体上产生多条裂缝，雨水及地表水沿裂缝不断发展，使土体饱水后力学强度降低。地下水沿不利结构面汇集流动，软化土体，沿岩土界面形成软弱带，加速滑坡的形成。

4 滑坡稳定性评价［3－4]

4.1 定性评价

从该滑坡体的特征（地形、形态、变形及结构特征）方面进行分析，目前滑坡虽产生滑动，但滑坡整体处于基本稳定状态，处于挤压固结阶段。坡体前缘受雨水冲刷形成滑坡舌，局部产生滑动。若在地震或持续性降雨因素的激发下，仍有可能出现局部或整体的滑移和坍塌。

图1 滑坡稳定性计算图

4.2 定量评价

4.2.1 计算模型

滑体物质为第四系碎石土，滑体主要沿土石界面产生滑动。经过勘查，分别在H1、H2及H1与H2之间的斜坡各布置一条勘探线剖面1－1′、2－2′和3－3′作为计算断面模型（图2、图3、图4及表1、表2、表3），剖面方向与滑坡主滑方向基本一致。滑坡处于基本稳定状态和固结阶段，采用极限平衡理论计算滑坡稳定性，滑坡滑面简化成折线。因此，稳定性计算采用通用的传递系数法计算滑坡稳定性及推力。

图2 剖面1－1′计算简图

图3 剖面2－2′计算简图

图4 剖面3－3′计算简图

表1 1－1′剖面滑坡推力计算表

表2 2－2′剖面滑坡推力计算表

表3 3－3′剖面滑坡推力计算表

4.2.2 计算方法

滑动面近似折线型，按照《滑坡防治工程勘查规范》（DZ／T 0218－2006）［5]及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ／T 0219－2006）［6]的有关要求，对滑坡的稳定性及推力进行计算，计算原理见图1。

（1）滑坡稳定性计算公式（1）

其中，TDi＝NWisinβicos（αi－βi）；RDi＝NWisinβisin（αi－βi）；NWi＝γWhiWLicosβi；

式中，Fs为稳定系数；Wi为第i计算条块的重量（k N／m）；ψj为第i计算条块的剩余下滑力传递至i＋1块段时的传递系数（j＝i），即ψj＝cos（αi－αi＋1）－sin（αi－αi＋1）tanφi＋1；TDi为渗透压力产生的平行滑面分力；RDiRDi为渗透压力产生的垂直滑面分力；NWi为孔隙水压力，即近似等于浸润面以下土体的面积hi w Licosαi乘以水的容重γw（k N／m3）；Ti为作用于第i计算条块重量滑动面切线方向上滑动分力（k N／m），出现与滑动方向相反的滑动分力时，Ti应取负值；ci为第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（k Pa）；Li为第i计算条块滑动面长度（m）；φi为第i计算条块滑带土的内摩擦角标准值（°）；αi为第i计算条块滑面倾角（°），反倾时取负值；βi为第i计算条块地下水流向（°）；A 为地震加速度（重力加速度g）；rv为孔隙压力比，rv＝（滑体水下面积×水的容重／滑体总体积）≈滑体水下面积／滑坡总面积×2。

（2）滑坡剩余下滑推力计算公式（2）

式中，Pi、Pi－1分别为第i块、第i－1块段滑体的剩余下滑力（k N／m）；Fst为老滑坡推力计算安全系数，根据老滑坡体的影响危害程度取值；Ti为作用于第i块段滑动面上的滑动分力（k N／m）；Ri为作用于第i块段的抗滑力（k N／m）。

（3）计算工况及荷载组合

为了分析自重荷载、水、地震荷载等因素对滑坡稳定性的影响，选3种工况进行稳定性计算［7]，见表4，稳定性计算参数及计算结果见表5。

表4 稳定性分析计算工况

（4）计算参数选取

① 岩土重度（γ）：根据试验成果粉质粘土γ取19.6 k N／m3。饱和重度据室内岩土测试成果和滑体岩土特点γ取20.00 k N／m3。

②抗剪强度参数根据滑坡形态特征、滑动带特征和土工试验确定：

天然状态：C值取重塑残余剪平均值，C ＝10.31 k Pa，φ取重塑剪残余剪值，φ＝6.17°。

饱和状态：C值取重塑残余剪平均值，C＝9.75 k Pa，φ取重塑饱和剪平均值，φ＝5.04°。

③ 滑坡稳定安全系数（Fst）：工况一取1.20；工况二取1.05；工况三取1.05。

④水平地震系数（Kn）：滑坡处于抗震设防烈度Ⅷ度区，按规范规定，Kn取0.10。

⑤ 滑动面长度（L）、滑块面积（A）与重量（G）在计算断面上量取与计算。

（5）结算结果与滑坡稳定性评价

表5 滑坡稳定性计算结果

根据《滑坡防治工程勘察规范》（DZ／T 0218－2006），滑坡稳定性状态按稳定系数分四级（见表6）。滑坡稳定状态应根据滑坡稳定系数按表6确定［8]。

表6 稳定性分级

H1滑坡在工况一条件下，FS＝1.13，处于基本稳定状态；工况二条件下，FS＝0.98，滑坡处于不稳定状态；工况三条件下，FS＝0.99，滑坡处于不稳定状态。

H2滑坡在工况一条件下，FS＝1.08，处于基本稳定状态；工况二条件下，FS＝0.95，滑坡处于不稳定状态；工况三条件下，FS＝0.96，滑坡处于不稳定状态。

H1与H2之间的斜坡在工况一条件下，FS＝1.08，滑坡处于基本稳定状态；工况二条件下，FS＝0.95，滑坡处于不稳定状态；工况三条件下，FS＝0.96，滑坡处于不稳定状态。

目前滑坡整体处于稳定状态。经计算，在工况一条件下，FS＝1.10～1.13，滑坡处于基本稳定状态；工况二条件，下FS＝0.97～0.99，滑坡处于不稳定状态；工况三条件下，FS＝0.96～0.99，滑坡处于不稳定状态。综上，滑坡在自然状态下基本保持稳定，但在暴雨或地震的作用下，滑坡将处于不稳定状态。

5 滑坡发展趋势及危害

5.1 滑坡发展阶段

滑坡产生的力学性质为推移式。据滑坡的发展状况，滑坡整体处于基本稳定状态，目前处于挤压固结阶段，坡体前缘受雨水冲刷形成滑坡舌，局部产生滑动，在地震或持续性降雨因素下仍有可能出现局部的滑移和坍塌。

5.2 发展趋势及危害

滑坡处于白马洛村民小组的下侧，虽现状处于基本稳定状态，在地震或持续性降雨因素下仍有可能出现滑移。根据工程地质类比，H1与H2滑坡之间地段为潜在滑坡区，在地震或持续性降雨条件下将产生滑坡。滑坡滑动后将影响后侧白马洛村民小组的安全。另外，在滑坡前缘有可能发生局部的坍塌，淤积于河道，阻塞河道，诱发泥石流，从而威胁到梓里村居民的生命财产安全。

6 治理建议

根据滑坡特征、威胁对象及防治原则，滑坡防治重点是保护白马洛村民安全。其次，是防治滑坡体沿滑坡西侧的斜坡滑入梓里河引发泥石流。因此，建议洛滑坡防治以抗滑支挡工程为主，辅以排水护坡措施。

6.1 抗滑支挡工程

抗滑支挡工程可起到抗滑的作用，增强滑坡体抗滑力，保持滑坡的稳定。对滑坡前缘滑体滑入沟谷形成泥石流起到较好的预防作用。也可控制拦挡滑体松散物质在强降雨条件下形成泥石流灾害。同时，可确保施工过程中不会对滑坡地质灾害产生大的扰动影响，确保工程安全。主要的方式有矩形抗滑桩，有利于滑体稳定，减少滑体物质滑入沟谷形成泥石流。根据滑坡特征，支挡位置可在滑坡后缘或中部。

（1）在白马洛滑坡后部即村庄下方设矩形抗滑桩（A 型）二排（A1－A40′），共35根，桩心距5.0 m，桩身截面1.5 m×2.0 m，护壁厚0.20 m，单桩长10～12 m，合计408 m，设计结构安全系数1.1，设计护壁砼强度C20，桩身砼强度C25，目的是保护白马洛村民小组建筑物及村民生命财产安全。

（2）在滑坡前部设矩形抗滑桩（B型）二排（B1－B1′9根，B2－B2′5根），共14根，桩心距5.0 m，桩身截面1.2 m×1.5 m，护壁厚0.20 m，单桩长10～11 m，合计146 m，设计结构安全系数1.1，设计护壁砼强度C20，桩身砼强度C25，目的是防治滑坡前缘滑体滑入河道，阻塞形成泥石流。

6.2 排水护坡

滑坡形成的主要影响因素为地表水。因此，针对该区降雨量大的特点，根据地形采取排引地表水，完善排水系统，对坡体及周围地表水进行有序引排，防治雨水入渗，增加滑体的稳定性，保证滑坡的稳定。

在滑坡区及后部村庄设置3条矩形排水沟与原有排水沟相接，目的是将滑体后缘居民区生活污水和地表水引出滑体外，减轻对滑体的浸润。设计长325 m，设计坡比1∶1.2，上口宽0.60 m，底宽0.60 m，深0.70 m，沟邦和沟底为MU30块石、M7.5砂浆砌筑；现有引水渠受滑坡变形影响，多处已破坏，需重修引水渠、长290 m，设计坡比1∶1.2，上口宽1.00 m，底宽1.00 m，深1.00 m，沟邦和沟底为MU30块石、M7.5砂浆砌筑，目的是防止引水渠渗漏，减轻对滑体的浸润。

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［6]中华人民共和国国土资源部.滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ／T0219－2006）［S].北京：中国标准出版社，2006，11.

［7]中国国家标准化管理委员会.滑坡防治工程勘查规范（DZ／T0218－2006）［S].北京：中国标准出版社，2006，11.

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