老街三社滑坡稳定性分析及防治措施建议

(1.四川省煤田地质工程勘察设计研究院 四川 成都 610000) (2.四川省凉山彝族自治州会东县地质环境监测站 四川 会东 615200)

老街村3社滑坡位于会东县会东镇老街3社。滑坡坡脚地理坐标为北纬26°37′33.72″；东经102°34′32.97″。地处会东县城城区，位于老街小河左岸，属县城规划区老街古镇风貌景观打造区域，会东县距成都市约850km，会东县～会理县S310省道从滑坡坡脚通过。

老街村3社滑坡其一旦失稳破坏将直接威胁坡脚会东镇老街3社规划区16户65人、汽修厂以及租住在此的流动人口约450人，共约515余人的生命财产安全及前缘省道S310过往车辆安全，威胁财产即潜在经济损失达1500万元。因此开展该地质灾害评估分析是必要的。

一、滑坡的基本特征及工程地质条件

勘查区内出露的基岩主要是侏罗系中统新村组(J2x)砂岩，灰色，主要由石英、长石、少量云母等矿物组成，中粒结构，中厚～厚层状构造，钙质胶结，锤击声哑。滑坡坡脚地形陡缓交界处及崩塌危岩带出露多。产状为52°∠69°，岩土类别为Ⅳ类

二、滑坡的成因及形成机制分析

(一)滑坡形成成因及机制

滑坡的形成与其地层岩性、地形地貌、地表水、地下水及人类生产活动密切相关。勘查区内第四系松散堆积物的存在，为滑坡的形成提供了物质基础。在滑坡区域内，以含碎石粉质粘土为主，浅表块石含量较重，结构较疏松，在暴雨作用下，粉质粘土的内聚力和内摩擦角急剧减小，易形成滑坡，是滑坡形成的物质因素；该地段地形纵向坡度平均38°，地势较陡，且前缘坡脚由于人为活动，在民房背后形成陡坎，较陡的地势和前缘分布的临空面是滑坡形成的地形地貌条件；水的作用是滑坡形成的诱发因素，在雨季时勘查区内降雨量大而集中，地表水容易沿碎石(含粉质黏土)下渗，从而降低了土体的抗剪强度，增加了土体自身的重量，并产生动水压力等，因此是滑坡暴发的决定性因素。而人类的生产活动，改变坡体原有地形，破坏斜坡原有应力平衡状态，为滑坡形成提供有利条件。

(二)滑坡破坏模式分析

根据本次勘查，滑坡是在暴雨作用下发生变形，且从变形迹象来看，后缘的拉张主裂缝、中部地表裂缝也为拉张性质、前缘及剪出口垮塌变形等，结合坡体及剪出口村民开挖临空面，综合判断该滑坡为牵引式滑坡。另据宏观判断会东县老街村3社滑坡于2008年9月开始发生变形，2013年6月暴雨作用下变形加剧，发生大规模垮塌变形，在至今的每次降雨后，坡体均会有不同程度的微小变形，若遇到连续强降雨，极可能再次发生大规模滑移变形。

根据以上定性分析，认为该滑坡在天然状态下处于稳定状态，在暴雨及地震工况下处于不稳定至基本稳定状态。

三、滑坡稳定性计算及评价

(一)计算模型及工况组合

计算目的是为滑坡稳定性评价及防治提供依据。根据该滑坡的破坏模型，采用综合野外与室内分析的滑面即软弱面来计算，滑面呈折线形，故稳定计算采用折线型滑动面计算模型。

根据本次勘查可知，坡体上无建筑，可不考虑建筑荷载；滑坡不被水淹没，不考虑水淹没的影响；因坡体物质松散，渗水性比较强，可不考虑动静水压力对滑坡的影响；坡体内无稳定地下水位，不考虑地下水的影响；该区地震设防烈度为7度；本区降雨季节雨量集中，要考虑暴雨对滑体加载及对滑带软化的影响，由于该滑坡造成的潜在经济损失为1500万元，根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),其防治工程级别属Ⅱ级，对应暴雨强度按20年的重现期计。经以上分析综合本滑坡特征及其各种荷载情况，本次选定如下几种工况计算评价滑坡稳定性。(1)工况1：自重(天然状况)；(2)工况2：自重+暴雨(坡体1/3饱水)；(3)工况3：自重+地震。

通过钻孔资料和野外变形调查，系统分析滑坡内软弱带、岩性分界面和已有变形破坏迹象，推测出滑坡滑带，并对滑坡4条纵剖面分别进行三种工况下的滑坡稳定性计算分析，滑坡推力计算模型见滑坡推力计算附表后附图。

(二)计算方法

本次滑坡计算采用传递系数法计算滑坡稳定性系数及剩余下滑推力。

1.稳定性系数计算公式

式中：

Rn=(Wn((1-ru)cosαn-Asinαn)-RDn)tgφ CnLn

Tn=(Wn(sinαn+Acosαn)+TDn

式中：

ψj—第i块的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数(j=i)；ψj=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tgφi+1；Wi—第i条块的重量(KN/m)；Ci—第i条块内聚力(KPa)；Φi—第i条块内摩擦角(°)；Li—第i条块滑面长度(m)；αi—第i条块滑面倾角(°)；βi—第i条块地下水线与滑面的夹角(°)；A—地震加速度(重力加速度g)；Kj—稳定系数。

2.剩余下滑推力计算公式选择

Pi=Pi-1ψ+KS·Ti-R1i

滑坡推力计算模型图1所示。

图1 滑坡推力计算模型

其中：

传递系数：ψ=Cos(ai-1-ai)-Sin(ai-1-ai)tanφi

下滑力：Ti=Wisinαi+Acosαi

抗滑力：Ri=(Wi(cosαi-Asinαi)+CiLi

式中：Pi—第i条块推力(KN/m)；Pi-1—第i条块的剩余下滑力(KN/m)；Wi—第i条块的重量(KN)；Ci、ψi—第i块的内聚力(KPa)及内摩擦角(°)；Li—第i条块长度(m)；ai—第i块的滑面倾角(°)；A—地震加速度(重力加速度g)；Ks—设计安全系数。

(三)计算参数

本次分析主要采用如下途径选取岩土物理力学参数：(1)根据勘查试验结果确定；(2)滑带土多次反演试算至与实际的地质情况对比达到基本吻合。

经现场大重度试验可知：滑体土天然重度为19.1kN/m3；在已知天然重度基础上，根据岩土体物理力学参数经验值，本次滑体土饱和重度建议值21.2kN/m3。

根据试验结果，结合反演分析结果，并综合考虑滑坡宏观稳定性分析，最终综合确定滑坡稳定性计算岩土体物理力学参数值，见表3-1。

表1 滑坡岩土体物理力学性质指标取值表

(四)计算结果及评价

1.滑坡坡稳定性计算与结果评述

根据《滑坡防治工程勘查规范》第12.4.6条的规定，滑坡稳定状态应根据其稳定系数按表3-2确定。

表2 滑坡稳定状态划分

2.设计安全系数取值

结合滑坡威胁对象、潜在受灾损失等，根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)相关技术要求，该滑坡防治工程等级为Ⅱ级，计算推力时设计安全系数Ks取值见下表。

表3 滑坡设计安全按系数取值

3.计算结果

按照上述工况及方法进行滑坡稳定性计算，现将计算结果汇总于下表。

表4 滑坡稳定性计算成果

(五)滑坡变形发展趋势分析

滑坡演化发展的过程显示坡体总是具有从高位能向低位能转化的趋势，滑坡暴发时右前缘大面积垮塌，并在后缘形成横向贯通拉裂缝，并形成下错达1.2m，滑坡右侧的位能已得到了一定的释放，但左侧坡体物质并未整体下滑，且滑坡前缘还有较陡的临空面条件，结合滑坡稳定性定量计算分析，本次滑坡在天然工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于不稳定-欠稳定状态，在天然+地震工况下处于基本稳定状态。

滑坡稳定性分析结果表明，滑坡在暴雨工况下，极有可能沿滑面产生滑坡。经过敏感因素分析，滑坡稳定性对Φ值的敏感度较高，暴雨对滑坡的诱发至关重要。综上分析得本次滑坡在暴雨工况下还有很大的滑动趋势。

三、滑坡防治工程建议

通过计算得知，老街3社滑坡在暴雨工况下处于不稳定-欠稳定状态。鉴于该滑坡可能继续造成严重人员伤亡和重大财产损失，建议对该滑坡进行综合治理，在对滑坡进行桩板支挡的同时，为防止滑坡体次级剪出，在板后采用碎块石土回填反压，由于该地质灾害点的治理应考虑灾害点地处县城城区，治理工程不仅安全性要求极高，而且应当与会东县城老街古镇风貌紧密结合，与环境协调一致，治理工程应当成为景观的一个有机组成部分。因此防护工程应配有相应绿化工程。