康家坪滑坡稳定性分析及防治对策

王　华，陈国辉，邹立国

康家坪滑坡稳定性分析及防治对策

王华1，陈国辉2，邹立国3

（1.四川省地质矿产勘查开发局川西北地质队， 四川 绵阳 621000；2.四川省地质工程勘察院， 成都 610072；3.中石油管道西安输油气分公司，西安 710000）

以翔实的资料为依据，结合前人的部分研究成果，以汉源县康家坪滑坡为研究对象，采用地质分析、稳定性定量计算等方法，进一步研究了该滑坡的自然地质环境条件、基本特征及成因机制，评价了滑坡的稳定性状况、发展趋势及影响滑坡稳定性的敏感性因素；在此基础上，结合有关工程经验和相关规范，制定了可行的治理方案。

滑坡；稳定性分析；防治对策；康家坪

近年来，我国对水利水电资源的开发利用进入了前所未有的阶段[1]，2003年四川省政府办公厅批复的《四川省大渡河干流水电规划调整报告》推荐了3库22级的开发方案[2]。由于水库修建及库区移民工程的建设，将带来一系列人类活动与地质环境相协调发展的问题与挑战。仅以瀑布沟电站为例，其为大渡河下游控制性水库工程，是大渡河流域梯级电站开发的关键项目之一。库区淹没涉及四川雅安汉源、石棉和凉山州甘洛3个县共21个乡（镇），包括汉源附近大渡河河谷地带最富庶的农业区，动态移民约10 至15万人，科学、合理的安排移民安置工作自然成为省政府最重要的工作之一[3]。其中汉源县城按规划将搬迁至汉源县萝卜岗场地新建，通过初勘、规划详勘工作均在萝卜岗场地发现了滑坡，其中乱石岗滑坡既是场区最大的一处滑坡，在汉源新县城的M、N地块的建设施工过程中，又在乱石岗滑坡后缘及外围发现了基岩拉裂缝和松动、松弛变形迹象，即乱世岗滑坡扩大部分和富塘滑坡，后来在调查斜坡时，进一步发现了斜坡后部的古蠕滑体，即康家坪滑坡。

图1　钻探揭露的康家坪滑体后缘存在基岩凹槽

1　康家坪滑坡基本特征

1.1地形地貌

康家坪滑坡位于汉源县萝卜岗流沙河口与大渡河交汇的条形山地上，山地走向N40° W，海拔高程850～1 230m，相对高差达380m。横向上地形西陡东缓，呈向东（流沙河）倾斜的单斜山地形，纵向上波状起伏，总体向南（大渡河）降低。地形坡度一般10°～20°，高程1 300m以上和东坡前缘地形较陡，坡度30°～50°。

1.2变形特征及边界的确定

在康家坪滑坡前缘挡墙基槽内有大块解体不充分的岩块出露，岩体内拉张裂缝有发育，见拉裂缝宽约1.1m，最宽宽度可达8m以上。拉裂缝内被碎块石土充填，充填物结构密实，呈泥质胶结，局部甚至具一定程度弱铁质胶结。根据16、17号剖面钻孔揭露，康家坪滑体后缘存在深约35m的基岩凹槽，宽度近百米（图1），基岩凹槽主要由粉质粘土、砂岩块体、块碎石土及粉砂组成。

该滑坡北侧以松林沟为界，南侧以石板沟为界，前缘高程约1 150m，后缘高程约1 250m，滑坡体宽约280m，长约400m，面积约0.103km2。

1.3滑动深度及厚度

根据地面调查，在康家坪滑坡前部的WD23号调查点，可见明显擦痕。从4、16、17号剖面的拉陷槽深度，可推断出康家坪滑体厚约35m，前缘厚度约15m多。

根据16～17号剖面分析，康家坪滑坡中部厚，达35m，前缘薄，约15m，平均厚度20m。

1.4滑体物质组成及结构

根据地质剖面测绘、钻孔、槽探等资料揭示，滑体物质组成主要为灰白色砂岩岩块的杂乱堆积，局部呈似基岩状，与基岩层理相同，岩块一般呈中～强风化状态。在滑坡体后部南西侧分布有昔格达组粉质粘土、粉土、粉砂或粉质粘土夹块碎石。从滑体垂直分布特征来看，上部浅表形成的人工堆积的块碎石土，局部为褐黄色、棕红色耕植土、粉质粘土，下部为基岩错动后块石。

滑动带（面）主要依据地面调绘、钻孔中揭露层面来综合确定。由于基岩有较多的软弱夹层，且有多个滑面的存在，因而滑带土构成也较多样，主要为黄色、灰黄色、灰白色可塑状粘土、粘土夹砂岩角砾、或砂岩角砾充填10%～40%的黄色粘性土。在粘土的滑带土中可见到黑褐色铁锰质斑点或在粘土上下面见极薄层片状灰白色砂岩。

滑床主要为三叠系上统白果湾组砂岩，薄～中厚层状，岩性坚硬，裂隙较发育，浅部裂隙张开度大，普遍铁锰质锈染或充填粘性土，随深度增加，裂隙张开度减小，至闭合。强风化层厚约2.5～3.0m，其下为中风化。在滑床以下的基岩中也多见软弱夹层存在。

照片1　2号主干道下线内侧岩层起伏示意图

2　滑坡形成机制分析

康家坪滑坡是漫长地质历史过程中，流沙河不断下切作用的产物，因此流沙河的下切是诱发该滑坡的主控因素。另一方面历史上该地区曾遭受过多期构造活动的挤压作用，造成区内奥陶系下段软硬互层的砂岩内顺层发育多层软弱结构面，并且导致区内岩层产状在较小的范围内出现较为明显的变化，有些部位甚至形成小型褶皱（照片1），可见构造也是诱发区内滑坡形成的一个重要因素。调查期间发现区内出露于地表的软弱夹层粘土含量均较高，有些软弱夹层被地下水浸泡后软化成软塑状，强度显著降低，因此地表水体的下渗，导致软弱结构面进一步软化也是区内滑坡形成的重要因素。

因此综合上述分析，可以认为影响康家坪滑坡形成的主要因素主要有以下几个方面：

①区域地质构造：研究区所处区域构在复杂，历史上曾遭受过多期构造活动的挤压，导致区内奥陶系互层状砂泥岩岩体沿岩性相对软弱的薄层泥岩产生挤压错动，形成多层软弱层带，其中某些软弱夹层就构成了后期区内滑坡失稳滑动面的雏形。

②流沙河河谷下切：流沙河河谷下切为区内岩体沿岩体内软弱层带向河谷方向产生蠕滑变形提供了良好的临空条件，这种蠕滑变形导致区内砂岩内产生横向拉张裂缝，而这种裂缝的存在为地表水的下渗提供了通道。

③地表水的下渗：当地表水沿坡体拉张裂缝下渗至下伏的软弱层带后，导致构造作用形成的软弱层带进一步软化，其强度也相应的急剧降低，当强度降低到一定程度，在重力作用下上覆岩体就会沿软弱层失稳下滑。

图2　16—16′剖面计算简图

当然在长期的地质历史过程中，区内的地震活动也可能成为诱发坡体失稳的另一个重要因素。

3　滑坡稳定性评价

滑坡稳定性评价方法较多，且解决问题的优缺点各异。国内外研究表明，对于为防治工程目的而进行的滑坡稳定性评价的准确与否，首要的不是方法的新奇，而是其成熟性和可靠性。考虑到现今工程应用的实用性和可操作性，结合本滑坡的特点，本次稳定性定量评价采用基于刚体极限平衡理论的垂直条分法。

3.1稳定性定性评价

康家坪滑坡是一大型顺层基岩古滑坡，该古滑坡的形成和发展与区域内的自然地理、地形地貌、地层岩性、地质构造及新构造运动等背景条件、河流侵蚀、地下水活动、大气降雨、地震等影响诱发因素有关。古滑坡形成后，在相当长的一段时间内处于稳定状态，滑体在后期充填物固结密实的过程中，整体性和稳定性得到了进一步的提高。目前，人类工程及生产活动对滑体的影响有限，滑体内未发现有新的整体变形破坏迹象，仅存在局部的表层土质滑塌现象，古滑坡仍处于相对稳定的状态，但是随着在古滑坡内规划建设和今后居民的生产生活的进行，在暴雨、地震等不利工况下，古滑坡仍然有复活的可能。

3.2稳定性定量评价

本次稳定性计算过程中主要采用瑞典条分法、毕肖普(Bishop)法和传递系数法，其中以规范要求的传递系数法为准，其他两种方法作为验证。

3.2.1计算剖面的确定

计算过程中滑动面的确定，同样是根据勘探资料揭露的软弱层带以及滑带在各条剖面上的展布特征，进行相互组合，采用逐条计算、逐条分析的方法，最终找出各工况条件下的最危险滑动面。

3.2.2计算结果分析

根据16－16′剖面中发育的软弱层带以及滑带在各条剖面上的展布特征，进行相互组合，并根据现场调查期间对滑坡及变形岩体结构特征、变形特征的调查结果，共组合得到1条可能滑动面，该可能滑动面的条分图（图2）。

根据17－17′剖面中发育的软弱层带以及滑带在各条剖面上的展布特征，进行相互组合，并根据现场调查期间对滑坡及变形岩体结构特征、变形特征的调查结果，共组合得到1条可能滑动面，该可能滑动面的条分图（图3）。

16－16′、17－17′剖面各潜在滑面在各工况条件下稳定性计算结果如表1所示。计算结果表明：

总体上16—16′剖面在各种工况条件下的稳定性均较17—17′剖面要好，但是在各工况条件下，两剖面的稳定性均保持在同一水平。从计算结果来看，在各种工况下，古滑坡的稳定性均满足《规范》设计要求，即古滑坡现处于稳定状态。另外，坡体的稳定性对水较为敏感，在暴雨条件下，稳定性系数降低幅度在0.1左右。

虽然地震烈度不是很大，但从计算结果可知，地震对坡体的影响也较大，无论天然还是暴雨状态下，发生地震时，稳定性系数将降低0.1～0.15。综合暴雨和地震不利工况，古滑坡将处于极限平衡状态。

综合对古滑坡的稳定性定性分析和基于刚体极限平衡理论的稳定性定量评价，可以对古滑坡的稳定性状况作出以下判断：

图3　17—17′剖面计算简图

表1　稳定性计算结果

古滑坡形成后，在相当长的一段时间内处于稳定状态，滑体在后期充填物固结密实的过程中，整体性和稳定性得到了进一步的提高。目前，人类工程及生产活动对滑体的影响有限，滑体内未发现有新的整体变形破坏迹象，仅存在局部的表层土质滑塌现象，稳定性计算结果也表明古蠕体现处于稳定状况，但是从稳定性的计算结果分析可知，水对坡体的稳定性影响较大，若在古滑坡内规划建设和今后居民的生产生活用水进行的不当，在工程开挖、暴雨、地震等不利工况下，古滑坡仍然有复活的可能。

4　滑坡防治对策

目前滑坡防治工程常用的方法主要有：地表、地下排水工程，减载、反压工程，以及各种抗滑支挡工程（包括自重式抗滑挡墙、抗滑桩、锚索、预应力锚索抗滑桩）等。现将这几种工程应用较成熟的滑坡防治方法在康家坪滑坡中的适宜性和可行性简述如下：

由于康家坪滑坡地处暴雨较多的汉源县，暴雨入渗饱和滑体及滑带土（或潜在滑动带），使之力学强度大大降低，此外，降雨入渗补给地下水，使地下水位急剧抬升和流动，产生巨大的动、静水压力，这些对该滑坡的稳定性都极为不利。因此，为提高该滑坡稳定性，采用地表排水工程是十分必要的。

减载、反压工程是一种直接改变滑坡外形从而减小滑坡下滑力和增大抗滑力的方法。该方法适用于后部滑面较陡、滑体较厚，而前部滑面平缓，具有明显抗滑段的滑坡，通过在滑坡后部及中前部主滑地段减重，在前部抗滑地段加载，如此“挖上、填下”达到稳固滑坡的目的。但是运用该方法时还应特别注意防止因后部的开挖切割，削弱后缘及两侧的支撑而新生成后级滑坡，以及前部反压填土体由于自身失稳而下滑。针对康家坪滑坡，重点的防治对象为该滑坡中前部及其潜在滑体，从剖面形态看，减载与反压在这里也许效果并不明显。何况，该滑坡的后部是汉源县国家移民区建设场地，已无在后部减载的条件，只能采取直接在前部抗滑段堆填反压，但又会影响到已有大量的建筑群。

常用的滑坡整治工程抗滑支挡结构物中，自重式抗滑挡墙主要靠自身重量产生的摩阻力来抵抗滑坡推力，它能承受的滑坡推力较小且施工圬工量大，此外自重式抗滑挡墙还需有稳固的基础，是目前治理小型滑坡，特别是表层滑坡的常用方法。对于康家坪滑坡，因滑面埋深较深，滑坡推力较大，采用自重式挡墙进行治理是不可行的。

抗滑支挡结构工程的一大发展是在60年代出现和完善了的抗滑桩结构。这种结构的工程效果明显好于抗滑挡墙。与抗滑挡墙相比，抗滑桩具有圬工量小，施工场地要求低，施工机械简单，布置灵活便利，适应性强等优点。同时抗滑桩埋入深度大，可以抵抗较大的滑坡推力，因此在滑坡整治工程中得到广泛的应用和发展。

现在抗滑桩工程已经发展成为一种成熟的滑坡防治方法，它的作用原理是借助于桩的受力段以及桩背土体与桩两侧的摩阻力形成的土拱效应来承受滑坡推力，进而利用埋于滑床中的桩身锚固段将这些外荷的作用传递到稳定地层之中，从而平衡滑体的下滑推力，达到稳固滑坡的作用，可以看出，抗滑桩工程是治理萝卜岗场地乱石岗滑坡的首选。

通过以上比较表得出：单纯抗滑桩适应范围较大，可靠性较高，在投资控制范围内可以大范围适用；锚索抗滑桩适用于剩余下滑力较大的陡坎或斜坡位置；锚洞受其混凝土既受拉又受剪的不利受力特点和施工安全难以保障的局限，在本工程治理范围内，可在局部采用；锚索墙受布置地形限制适用于在有坡、下滑力不大的位置结合公路挡墙布置；钢管桩只适用于需要控制滑面以下潜在滑面的稳定位置。

表2　不同治理措施比较表

5　结论

本文是以翔实的资料为依据，结合前人的部分研究成果，以汉源县康家坪滑坡为研究对象，采用地质分析、稳定性定量计算等方法，进一步研究了康家坪滑坡的自然地质环境条件、基本特征及成因机制，评价了滑坡的稳定性状况、发展趋势及影响滑坡稳定性的敏感性因素；在此基础上，并结合有关工程经验和相关规范，制定了可行的治理工程优化方案。通过上述工作，得出以下几点主要认识：

1）受区域构造作用的影响，研究区互层状砂泥岩内薄层状泥岩多受到一定程度的挤压或错动作用，形成一系列顺层发育软弱结构面的雏形，后期在流沙河河谷下切过程中，在区内形成宽广的临空面，区内中缓倾角顺坡向岩体沿上述软弱结构面向河谷临空方向产生卸荷、蠕滑变形，这一过程一方面导致早期软弱结构面两侧岩体进一步产生错动变形，软弱结构面的强度进一步降低，另一方面在岩体内产生一系列垂直于层面的陡倾拉张裂缝，当河谷进一步下切，上述岩体蠕滑－拉裂进一步发展，在某些不利因素，如地表水体下渗的影响，就诱发了康家坪滑坡。

2）对康家坪滑坡稳定性评价结果表明，工程开挖是影响滑坡及变形体稳定性的一个重要因素，尤其是工程开挖“切脚”导致下伏软弱结构面（包括滑带）出露于坡脚，并在坡脚形成较好临空条件，在降雨等地表水体下渗、坡面加载等因素诱发下可能导致滑坡及变形体局部失稳。

3）对康家坪滑坡稳定性定性、定量评价结果表明，滑坡及其影响区岩体整体稳定性良好，出现较大规模失稳的可能性较小，但在工程开挖切脚、地表水体下渗等因素影响，可能诱发局部岩土体失稳，康家坪滑坡表层覆盖层稳定性较差，在暴雨或地震条件下出现失稳的可能性较大。

4）治理工程施工过程中，应进行施工地质的详细编录，及时反馈施工过程遇到的新情况，进一步校验设计参数，若发现或监测到设计中未考虑到的意外情况，应根据这种新的反馈及时调整或修改设计。

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Stability and Control of the Kangjiaping Landslide

WANG Hua1 CHEN Guo-hua2 ZOU Li-guo3
（1-Northwest Sichuan Geological Team，Mianyang，Sichuan621000； 2-Sichuan Institute of Geological Engineering Investigation， Chengdu610072； 3- Xi'an Branch， Transmission Pipeline CNPC， Xi'an，710000）

This paper has a discussion on geological environment， basic geological features and genetic mechanism of the Kangjiaping Landslide and assesses stability， developmental trend and influence factors of the landslide by means of quantitative calculation based on the full and accurate data in combination with previous research results. Some control measures are put forward.

Kangjiaping Landslide； formation mechanism； stability analysis； control measure

P642.22

A

1006-0995（2015）03-0422-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.025

2014-02-24

王华（1982-），女，四川宜宾人，工程师，主要从事地质灾害勘查工作