兴义市马岭镇龙井滑坡稳定性分析及防治对策探讨

沈 诚，李阳春，董远峰

(1.贵州省地质环境监测院，贵州 贵阳 550004；2.成都理工大学 地质灾害防治与环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059)

0 引言

随着国家经济的快速发展，人类工程活动日益频繁、规模日益增大，地质灾害频发。国外早在20 世纪20 年代就开始了滑坡灾害防治的研究，中国在建国后也逐步开始滑坡等地质灾害防治技术的研究。目前滑坡的稳定性评价、推力计算有多种方法，龙井滑坡稳定性计算采用传递系数法进行，根据其特征及稳定性综合评价结果提出合理的防治措施建议[1]。

龙井滑坡位于贵州省黔西南州兴义市西南侧，为一顺层岩质滑坡，从2014年至2019年，该滑坡经历了3次滑动破坏，具有渐进后退式破坏的趋势，直到2019年2月17日，滑坡体中部临空面出现崩塌掉块，由后缘裂缝、前缘以临空陡崖及左侧拉裂缝为界，滑坡平面形态呈“舌”形，上陡下缓，坡度约15°～35°，主滑方向北偏东59°，平均宽度约80 m，厚度约30 m，体积约100 ×104m3。由于监测预警和科学的临灾处置，滑坡未造成人员和财产损失。目前滑坡存在潜在不稳定体，分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区共3个区，在不当的工程活动和极端气候条件下，如果该滑坡进一步变形和滑坡体继续向下滑动，将直接威胁滑坡下部的公路来往车辆及附近输气管道、输水管道、加油站以及居民区生命和财产安全(封三图版Ⅱ图1)。

1 滑坡形成条件

1.1 地形地貌

滑坡区属溶蚀中山地貌区，侵蚀切割强烈。斜坡总体地形上陡下缓，主滑方向北偏东59°，后缘坡度50°～70°，潜在滑体坡度约15°～28°，前缘临空面近直立，临空面下部为裸露的岩层层面，坡度16°～20°。斜坡类型有顺向坡、斜顺向坡。最高点位于滑坡西侧山顶，海拔1 320 m，最低点位于兴马大道1 068.82 m，相对高差251.18 m。

1.2 地层岩性

研究区内出露地层主要有：第四系(Q)广泛分布于调查区范围内，以耕植土和残坡积层为主，耕植土(Q4pd)主要为表层分布，结构松散，含碎、块石及植物根系等，第四系残坡积层(Q4el+pl)主要为红粘土和碎石土，红粘土分布于溶槽、溶沟内，碎石土广泛分布于调查区范围内；三叠系中统杨柳井组(T2y)广泛分布于滑坡区范围内，主要为灰色、灰白色薄—中层微晶灰岩、白云质灰岩；三叠系中统关岭组(T2gl)分布于坡前缘处，主要为灰白色厚—巨厚层状白云岩，岩层产状67°∠24°；三叠系下—中统嘉陵江组(T1-2j)主要分布于滑坡区域北西侧，主要为深灰、浅灰色薄至中厚层状泥晶灰岩、白云质灰岩，夹少量泥质灰岩、砂屑灰岩、灰质白云岩(封三图版Ⅱ图2)。

1.3 气象水文

研究区属中亚热带湿润季风气候，具有冬无严寒，夏无酷暑的特点。年平均降雨量1 222.5 mm，历年来最大日降雨量可达203 mm，降雨量集中于每年的5月～10月。

研究区位于珠江流域南北盘江水系，区内无河流、水塘等地表水体，滑坡临空面下部的斜坡敷设有兴义市市区饮用水管道，时有漏失情况，对该滑坡形成发展带来了一定的影响。

1.4 地质构造

研究区位于扬子准地台之普安旋扭构造变形区的黔西南涡轮构造兴义背斜西翼，夹于下午屯向斜、纳省背斜之间，兴义构造盆地西缘，区域地质构造复杂，研究区主要发育3条断层及4条推测断层，对滑坡区有较大影响的主要是F1、F3、F4、F5四条断层，其中F3为逆冲走滑型断层，确定了滑坡的后缘边界；F1、F4、F5三条断层对滑坡区岩体进行了一定程度的切割。F1断层整体走向北东—南西，倾向NW近300°，倾角65°，断层两侧岩性相同，为肉红色、灰色细晶白云岩，岩层总体为薄—中层状，岩石表面部分受到一定溶蚀风化作用；F2断层整体走向北西—南东，断层层面不明显，为地层挤压过后形成的背斜核部的断裂，由两侧岩层产状明显不一、倾向方向近乎相反；F3断层整体走向北东—南西，倾向约290°，倾角60°，中等风化程度；F4断层北西—南东走向，发育一定规模，受溶蚀风化的影响擦痕表面粗糙，发育少数裂隙，可见有水渗出；F5断层整体走向北东南西，受滑坡影响部分发生错动岩体倾倒，整块岩体也有一定的位移；F6断层整体走向北东—南西，为中厚层灰色白云质灰岩；F7断层整体北东—南西走向，倾向282°，倾角63°，为薄—中层状灰岩。

1.5 地震活动

根据2016年6月1日实施的《中国地震动参数区划图》(GB18306-2015)的资料显示，研究区在区域上地震动峰值加速度为0.05 g，反应谱特征周期为0.45 s，相应地震基本烈度值为Ⅵ度。

1.6 水文地质条件

该区地下水主要有松散层孔隙水、基岩裂隙水和碳酸盐岩类岩溶水3种类型。松散层孔隙水主要赋存于第四系(Q)残坡积层的孔隙内，一般情况下流量不大，呈现出季节性的变化，在滑坡左侧的冲沟中可以观察其变化，主要接受大气降水及地表水补给，动态变化大；基岩裂隙水主要赋存于滑动光面以下破碎带及滑坡体破碎岩石中，主要受到大气降水和上部松散层孔隙水的补给，地下水的动态变化相对稳定，但是由于含水层较为破碎，孔隙较大，赋水性较差；碳酸盐岩类岩溶水主要的补给主要为大气降水和自来水管破裂补给，通过裂隙、漏斗等渗入地下，主要运动于层间裂隙、溶蚀裂隙、岩溶管道、风化裂隙节理之中。

2 滑体基本特征

滑体主要为三叠系中统关岭组白云岩、泥质白云岩，层理面存在泥质薄膜充填，粘聚力较低。岩层产状67°∠24°。受岩石风化及区域构造影响，岩体节理、裂隙发育，主要发育有2组：第一组产状40°～60°∠75°～85°，节理面光滑平直，张开0.5～1.5 m，延伸大于5 m，充填岩石碎屑，少量重填；第二组节理走向61°，近直立，节理面光滑平直，微张无充填或少量泥质充填，延伸长3～5 m。

根据变形特征及滑动制，将龙井滑坡划分为Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区3个区(封三图版Ⅱ图4)。Ⅰ区为2019年2月17日滑坡发生时，阻挡滑坡运动致使滑坡发生转向的关键块体，该区岩体破碎、拉张隙发育，存在失稳可能；Ⅱ区为潜在不稳定体，其上岩体在节理裂隙及岩溶风化作用下切割破碎，极易发生崩塌，也存在整体失稳滑动的可能；Ⅲ区为滑坡东侧的稳定变形体，在2019年2月17日滑坡发生时，对其产生了一定的作用，滑坡发生后又为该区提供了良好的临空条件，致使坡体前缘卸荷，后缘产生张拉裂缝，左右两侧发生位移产生剪裂缝。根据滑坡规模将Ⅱ区定义为主滑坡区。

2.1 滑坡Ⅰ区

表面形态整体呈“舌”形(封三图版Ⅱ图3)，滑坡后缘及左侧以裂缝为界，右侧以陡崖临空面为界，前缘以抗滑桩为界，后缘呈现圈椅状地貌。滑坡I区顺坡长150 m，斜坡上部窄下部宽，上部宽55 m，下部宽101 m，平均宽度约80 m，滑体厚度厚的地方约144 m，薄的地方约31 m，平均厚度约85 m，体积为41.5×104m3，规模等级为中型，主滑方向为47°与坡向近平行，为顺层滑坡。

滑坡I区的滑体总体上是由三叠系杨柳井组一段(T2y1)肉红色—灰白色中层状白云岩、泥质白云岩及三叠系杨柳井组二段(T2y2)浅灰色中厚—厚块状白云岩组成，滑坡I区为挤压变形区，该区分布33条较明显的从滑体内部贯通地表的横向张拉及侧向扩离裂缝，延伸长度1.5 m～100 m多不等，可见深度0.6 m～13 m。部分节理裂隙处存在铁质浸染显红色，层理面及节理裂隙面存在泥质薄膜充填，节理裂隙面粗糙不平整，贯通性及延伸性都较好，I区在2019年2月17日滑坡的挤压及节理裂隙切割作用下，该区所有岩体均与母岩脱离，岩体被大型裂缝切割为大型块体，部分块体易向侧向扩离运动。

2.2 滑坡Ⅱ区

该区为龙井滑坡的主滑区，目前滑体总体结构完整，滑体表层中厚—厚层白云岩呈微风化—中风化，该区表面形态整体呈“镰刀”形，以F3断层为后缘边界，右侧以沟谷负地形为界，左侧综合考虑冲沟及地形因素进行确定，前缘以坡脚地形陡缓为界，呈现圈椅状地貌。滑坡主滑方向约为47°，沿主滑方向坡长62 m，平均宽度45 m，滑体平均厚度约40 m，最大滑体厚度为140 m，体积为319×104m3。

滑坡II区滑体总体上为三叠系杨柳井组一段(T2y1)肉红色—灰白色中层状白云岩、泥质白云岩及三叠系杨柳井组二段(T2y2)浅灰色中厚—厚块状白云岩组成，岩溶发育程度低，层厚较厚总体上相对小山包较为安全。小山包出露杨柳井组五段(T2y5)灰色灰岩，高程相对较高，在岩溶、风化及区域性节理裂隙的切割作用下山体较为破碎，存在崩塌落实的可能性，同时小山包坡脚处存在一处横向岩溶通道，地貌上存在较大的高差。该区处于2019年2月17日滑坡发生后一月内，滑带软弱夹层还未经历长时间的泥化软化作用，随着时间的推移，层间剪切带在地下水反复作用下逐渐向泥化夹层转变，这个过程其抗剪强度也会逐渐降低，导致坡体整体抗滑力下降，因此滑坡II区的未来发展趋势主要取决于层间剪切带的泥化进程。滑坡II区坡体岩性组合、结构特征及软弱夹层的分布与2019年2月17日滑坡下滑前较为相似，滑坡II区目前所处的状态也很有可能是滑坡I区滑前所经历过的其中一个阶段。

2.3 滑坡Ⅲ区

该区表面形态整体上呈前缘略微凹陷的“舌”形，滑坡后缘以明显发育的一拉张裂缝为界，左右侧以延伸性较好的剪切裂缝为界，前缘以陡崖临空面及地形陡缓交界为界，后缘呈现围圈椅状地貌。滑坡主滑方向约为45°，沿主滑方向长度50 m，平均宽度约40 m，滑体厚度约12 m，体积为8×104m3。

该区滑体仍为三叠系杨柳井组一段(T2y1)肉红色—灰白色中层状白云岩、泥质白云岩及三叠系杨柳井组二段(T2y2)浅灰色中厚—厚块状白云岩组成。变形特征表现为后缘张拉裂缝、左右侧剪切裂缝、前缘临空条件好、存在微量下错。同时滑坡后缘坡体向上存在一条大型沟道，存在良好的汇水情况，该区临空条件良好，岩体结构较为破碎，汇水条件良好，在雨季来临或现场施工情况下可能失稳。

3 滑坡稳定性分析

3.1 计算参数的确定

计算参数是以室内试验值为基础，主要参考地质测绘对滑坡稳定性的宏观判断，结合参数反演结果和类比当地滑坡经验综合选取滑带土岩土力学参数(表1)。

3.2 滑坡体稳定性定量计算

传递系数法在边坡稳定性分析中最常用的一种分析方法，综合考虑到滑坡区内影响滑坡稳定性的各种因素，采用传递系数法[4，5]，对滑坡不同工况进行了定量计算，选取主剖面1-1′、2-2′、3-3′、4-4′作为计算剖面(封三图版Ⅱ图4、图5)。

下滑力Fx：Fx=W·(sinα+Acosα)+Vcosα

式中：W为滑体重量(KN/m)；α为滑面倾角(°)；A为地震加速度(单位：重力加速度g)；V为后缘裂缝静水压力(KN/m)。

抗滑力Fk：Fk=(W·(cosα-Asinα)-Vsinα-U)tanφ+CL

式中：U为沿滑面扬压力(KN/m)；φ为滑带内摩擦角(°)；C为滑带内聚力(kPa)；L为滑面长度(m)。

滑坡推力Fh：Fh=Fk·ks-Fk

式中：ks为设计安全系数。滑坡推力计算中设计安全系数ks，考虑该滑坡的重要性及危害性，参考相关规范，选取如下：

工况I(天然状态)：采用ks=1.2；

工况II(暴雨状态)：采用ks=1.05；

工况III(地震状态)：采用ks=1.05。

在稳定性计算的基础上，按照相关规范，采用传递系数法和上述对应工况的安全系数，进行滑坡推力计算(表2)。按照《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)，滑坡稳定性状态按稳定系数分4级(表3)。

表2 滑坡稳定性计算结果

表3 滑坡稳定状态划分

计算结果表明：在工况I(天然状态)下均处于基本稳定状态，在工况II(暴雨状态)下，处于不稳定状态外，在工况III(地震状态)下，处于稳定状态。1-1′剖面、2-2′剖面及3-3′剖面安全储备相对较低，暴雨工况下稳定性系数较低，介于1.00～1.05，处于欠稳定状态；4-4′剖面暴雨工况下稳定性系数低于1.0，处于不稳定状态。

4 滑坡防治措施建议

根据滑坡变形特征、规模、稳定性、主要危及对象以及工程地质条件，并结合所处的环境特点和施工的可行性，对龙井滑坡的治理提出方案建议。

4.1 滑坡I区

滑坡I区岩体破碎，存在侧向扩离失稳的可能，经研究建议清理两侧局部不稳定块体。

4.2 滑坡II区

滑坡II区方量较大、地形地貌复杂且构造(断层、岩溶)发育，经综合比较后建议持续对坡体变形进行监测，并清理小山坝山顶4 m～6 m的破碎危岩体，同时对小山包坡脚处横向岩溶通道加以处理；同时建议水利部门，在重建在滑坡中破坏的水渠时，避免水渠从滑坡中部或后缘穿过，并做好严格的放渗漏问题；对于滑坡右前缘光壁之上的危岩体加以清危或稳固处理。

4.3 滑坡III区

滑坡III区目前较为破碎，滑坡后缘裂缝已形成且有微量下错，整体稳定性较低。建议在坡体前部设置抗滑桩，同时在坡体后缘修建截排水沟，避免水流从后缘裂缝入渗进入滑面。

另外，该滑坡孕育及发生过程中，软弱夹层软化、泥化的演变起到了极为重要的作用，而在此过程中水的作用完全不可忽视，因此要加强截排水的设计，尽量降低甚至避免软弱夹层软化、泥化的进程。龙井滑坡规模较大，构造复杂，建议对滑坡开展实时监测预警，对滑坡II、III区布置一定数量地表位移监测点，开展实时监测预警，密切关注滑坡的变形发展变化。

5 结论与讨论

龙井滑坡整体上平面呈“镰刀状”，上宽下窄，滑坡分为3个滑坡区：滑坡I区(挤压变形区)，主滑方向为47°，为顺层滑坡滑体，平均宽度约80 m，平均厚度约85 m，体积为41.5×104m3；滑坡II区(潜在不稳定区)，滑坡主滑方向约为47°，滑体平均厚度约35 m～40 m，最大滑体厚度为140 m，体积为319×104m3。滑坡III区(不稳定区)，滑坡主滑方向约为45°，平均宽度约40 m，滑体厚度约12 m，体积为8×104m3。

滑体主要为三叠系中统关岭组(T2gl)白云岩、泥质白云岩，层理面存在泥质薄膜充填，粘聚力较低。岩层产状67°∠24°。滑床主要为三叠系中统杨柳井组(T2y)中风化中厚层白云岩、泥质白云岩，岩层层面清晰可见，岩层倾向67°，倾角16°左右，潜在滑床基岩与坡面近平行，属浅表层岩质牵引式滑坡。

根据定性定量分析结果，龙井滑坡I区、II区、III区3个滑坡区在天然状态下较稳定。滑坡Ⅲ区在暴雨工况下为不稳定状态，稳定性系数小于1；滑坡I区、II区在暴雨工况下为欠稳定状态，在长期岩溶及滑带处软弱夹层的软化、泥化作用下，可能失稳破坏。

由于龙井滑坡规模较大且在极端条件下存在失稳破坏的可能性，应最大限度降低对滑坡体的扰动和影响，建议在坡体上进行清方处理施工，同时避免爆破等产生强烈振动的施工；避免施工及任何情况下对坡脚的开挖；避免水渠从滑坡中部或后缘穿过，严格控制水渠的渗漏问题；设置截排水工程措施，避免水体进入滑带部位，避免杨柳井组五段(T2y5)的小山包的岩溶，减缓岩溶通道的发育进程；对滑坡开展实时监测预警，对滑坡II区、III区布置一定数量地表位移监测点，开展实时监测预警，密切关注滑坡的变形发展变化，对滑坡II区开展重点监测，布置深部位移监测、地表位移监测、地表裂缝监测、地下水位监测、雨量监测等多种手段，分析研究滑坡II区目前的变形演化阶段和主要影响因素，对未来发展变化趋势进行实时跟踪预测。