普格县某不稳定斜坡稳定性计算评价及治理工程措施

王佃明 谯鹏志

中国地质科学院探矿工艺研究所 四川 成都 610000

1.滑坡概况

勘察区地处普格县荞窝镇云盘山村。本次工作对象为不稳定斜坡，根据其地形地貌、坡体结构、灾害体类型和危险区范围，勘查工作区面积总计0.13km2。

斜坡前缘位于荞窝沟边，高程1414～1425m；后缘位于民房（已搬迁、但房屋未拆）后土层较薄的陡缓交界地点，该地带局部有基岩出露，高程1520m；两侧以冲沟及土层较薄的陡缓交界地点为界。

斜坡整体形态向坡外略凸，上部地形较缓、中下部地形较陡且有下挫现象，其长约260m，宽70～130m（平均约90m），平面形态呈“长舌型”，面积约2.34×104m2，其潜在滑动面主要为岩土界面，钻探揭露厚度6.1～21.5m，平均约15m，体积35×104m3，属中型土质不稳定斜坡。

2.工程地质条件

2.1 地形地貌

勘查区属侵蚀、剥蚀构造中山地貌，不稳定斜坡位于（荞窝沟）谷坡下部，总体北高南低，平面上地形略向外凸出，分布高程为1414m～1520m，前缘高程约1414m，后缘高程约1520m，垂直高差106m，后部相对较缓、中前部相对较陡，坡度15°～45°，整体坡向155°

2.2 气象

勘查区位于四川省低纬度地区，气候受西南季风和印度北部干燥大陆性气团交替控制，多年平均降水量1176.3mm，日最大降雨量157.5mm，小时最大降雨量51.2mm，十分钟最大降雨量15.2mm，最大年降水量1291.2mm，最小年降水量601.5mm，相差达689.7mm。降水年际变化较大，年内分配不均，5～10月，随着季风的进入，雨量剧增，出现较集中的降雨现象，降水量占年平均降水量的89.2%

2.3 地层岩性

勘查区内主要出露地层岩性有：第四系地层（Q）主要为崩坡积物(Q4col+dl)主要分布在斜坡中部，残坡积物（Q4el+dl）主要分布于沟谷两侧坡体上及后缘，人工填土（Q4ml）主要分布在房屋周围，冲洪积（Q4al+pl）主要分布在荞窝沟内；基岩主要为白垩系地层飞天山组（K1f）紫红色长石石英砂岩夹粉砂岩，泥岩夹页岩。

2.4 地质构造与地震

勘查区及附近主要发育黑水河断裂及则木河北西向压扭性断裂。黑水河断裂为南北向的压性断裂，由两条南北向断裂组成，发育于黑水河背斜轴部。则木河北西向压扭性断裂，南起普格县以南，顺则木河，越过芦山东麓邛海湖滨，在西昌与安宁河断裂斜接，呈北北西～南南东走向。

勘查区位于则木河断裂西翼，受构造扰动影响，区内岩层产状有较大变化，现场实测岩层产状66～88°∠29～37°，地层呈单斜产出。

工作区根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），工作区地震基本烈度为Ⅷ度，设计基本地震加速度值为0.20g，属中硬不稳定场地区，发生中、强地震可能性较大，场地区域稳定性较差

2.5 水文地质

根据地下水的水理性质、水力特征及赋存条件可将区内地下水大致划分为松散堆积层孔隙水和基岩裂隙水两大类，松散岩类孔隙水主要分布于河漫滩和一级阶地，赋存于第四系的河床冲洪积及冰水堆积物内。松散层孔隙水与河水联系较密切，一般水量较丰富，赋水性差异大，仅沿河谷底部分布。

2.6 人类工程活动

勘查区内人类工程活动主要为：农业耕种等。斜坡大都为耕地，破坏了原有的植被，使地表裸露，土壤持水能力下降，降水下渗，在土层内部形成软化层导致斜坡不稳定。另外耕种的引水灌溉也加速了斜坡的变形发展。

3.不稳定斜坡的基本特征

3.1 地质灾害特征概述

该不稳定斜坡整体形态向坡外略凸，中上部地形较缓、地形坡角15°～25°，下部地形较陡、坡度25°～45°，整体坡向155°，其长约260m、宽70～130m（平均约90m），平面形态呈“长舌型”，面积约2.34×104m2，其潜在滑动面主要为岩土界面，钻探揭露厚度6.1～21.5m，平均约15m，体积3.5×105m3，属中型土质不稳定斜坡，前缘边界位于荞窝沟；后缘边界房屋背后陡坎位置；左、右侧以冲沟为界。

3.2 不稳定斜坡变形迹象

根据现场调查访问，该不稳定斜坡历史上在其中部曾发生变形下挫，地形上有下挫陡坎及平台，后已自然封闭，现未见明显裂缝，但其前部坡度较陡地带（裂缝位置）每年雨季均发现有不同程度的蠕动变形拉裂现象、局部滑塌现象，其他季节未见明显变形。

后部民房（人已搬迁）未见明显的与滑动变形匹配的变形裂缝，中部未见明显的新近滑动变形裂缝，但在其前部坡度较陡地带发现坡体有新鲜裂缝发育，裂缝可见长度8m、宽10～40cm，前缘有近年的滑塌堆积物。

从变形特征上看：将该不稳定斜坡分为潜在变形区1、潜在变形区2及已变形区。

潜在变形区1（不稳定斜坡中后部）：近年未见明显的变形加剧现象，处于基本稳定～稳定状态；潜在变形区2（不稳定斜坡前部左侧）：近年未见明显的变形加剧现象，但由于坡度较陡，处于欠稳定～基本稳定状态；已变形区：近年雨季变形拉裂、滑塌现象较强烈，后壁有1～2m下挫陡坎，每年雨季均发现有不同程度的蠕动变形拉裂现象、局部滑塌现象，两侧有裂缝，由于本区大多为耕地，裂缝被种植覆盖，被前缘有明显堆积体，处于欠稳定状态，其他季节变形不明显，处于基本稳定状态。

该不稳定斜坡主要为土体变形，为由前缘向后部扩展的形式，属于牵引式土质不稳定斜坡。

3.3 潜在滑体特征

从潜在滑体厚度看：据现场钻探揭露潜在滑体厚6.1～21.5m，属第四系崩坡积，主要为块碎石土，据钻孔揭露斜坡区内中上部厚度10.5～14.9m，有向下变薄的趋势；下部厚度6.1～21.5m，呈中间相对较薄、两侧相对较厚的形态。从潜在滑体岩土性质及结构看：主要为第四系崩坡积物(Q4col+dl)：为块碎石土，块碎石含量约为50～70%，岩性主要为砂岩、均匀性差，据钻孔揭露：坡体中上部在岩土界面以上2～3m粉质黏土含量较高，接近基岩时为粉质黏土夹碎块石，其余为块石土；坡体下部其余孔揭露的多为块石土。

3.4 潜在滑带及潜在滑床特征

本不稳定斜坡潜在滑床：主要为下伏基岩（白垩系下统飞天山组（K1f）中，岩性为紫红色长石石英砂岩夹粉砂岩，泥岩夹页岩，下部及潜在剪出口地带为崩坡积物块碎石土。

据变形特征分析及计算搜索，该不稳定斜坡分为2个次级潜在滑带：

次级潜在滑带1：位于不稳定斜坡中上部，可能的剪出口位于下部地形及岩土界面陡缓交界地带，该潜在滑带以粉质粘土为主夹碎块石，倾角在15～25°。

次级潜在滑带2：位于不稳定斜坡下部，可能的剪出口位于坡脚，该潜在滑带以块石土为主，倾角在20～45°。

潜在滑床主要为下伏基岩白垩系下统飞天山组紫红色长石石英砂岩夹粉砂岩，泥岩夹页岩，岩层产状：66°∠27°，薄～中厚层状，表层岩体强风化，其透水性弱。

4.稳定性分析

4.1 岩土体参数选取

潜在滑体和滑床的物理力学参数的选取依据勘查报告，潜在滑动面的力学参数由勘查试验值和工程类比经验数据并结合典型剖面反演算结果综合确定，各岩土体参数取之见表1、表2、表3。

表1 土体重度取值表

表2 不稳定斜坡上部算参数选取

表3 不稳定斜坡下部算参数选取

4.2 稳定性计算及结果论述

稳定性计算采用传递系数法计算，并选取天然、暴雨及地震三种工况进行计算。计算公式为：

式中：

依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006），本次地质灾害防治工程等级为Ⅲ级。根据滑坡防治工程设计安全系数的取值要求，不稳定斜坡防治工程设计安全系数取值如下：工况Ⅰ，安全系数取1.10；工况Ⅱ、工况Ⅲ，安全系数均取1.05。计算剖面选择为剖面1、剖面2、剖面3、剖面4进行计算，潜在滑坡体剩余下滑推力如表4。

表4 下滑推力计算结果

根据稳定性定量计算结果，可看出：

不稳定斜坡：1-1’整体在工况I处于稳定状态，工况II及工况III处于基本稳定状态，1-1’潜在变形区1在工况I处于稳定状态，工况II及工况III处于基本稳定状态，1-1’已变形区在工况I处于基本稳定状态，工况II及工况III处于欠稳定状态，1-1’已变形区失稳后潜在变形区1在工况I处于稳定状态，工况II处于欠稳定状态，工况III处于基本稳定状态；2-2’剖面已变形区在工况I处于基本稳定状态，工况II及工况III均处于欠稳定状态；3-3’剖面已变形区工况I处于稳定状态，在工况II及工况III均处于基本稳定状态；8-8’剖面潜在变形区在工况I处于基本稳定，工况II及工况III均处于欠稳定状态。

4.3 稳定性敏感因素分析

斜坡稳定性计算结果数据分析可以看出，大气降雨与斜坡的稳定性关系密切，斜坡的稳定与大气降雨敏感性因素较大。

4.4 成因机理分析

（1）坡体结构

斜坡地表物质较松散，使得雨水、地表水易于大量入渗，增加坡体自重，并破坏土体结构。目前，坡体上发育多组裂缝，地表水可以通过裂缝直接渗入坡体内部降低滑坡体的抗剪强度。

（2）地形地貌

地形地貌：不稳定斜坡高度约106m，平均宽度90m，平均坡度35°左右，这种地形高陡、汇水面广的地形地貌条件，加剧斜坡不稳定性，为不稳定斜坡滑动变形提供了有利条件。

（3）大气降水

降雨是不稳定斜坡的重要触发因素。水的影响主要除降雨汇集的地表水还包括前缘河沟冲刷右岸。由于表层土体物质结构松散，孔隙度大，河水入渗充满裂隙或空隙时，形成静水压力；当出现水头差时，形成动水压力，由于水的作用，急剧改变土体的受力情况。这些都造成潜在滑面的抗剪强度降低，甚至完全丧失抗剪能力，导致坡体失稳，从而形成滑坡。

5.斜坡治理工程措施

5.1 抗滑桩工程

抗滑桩设置在斜坡坡脚位置，其中I型抗滑桩截面为1.2m×1.5m，桩长为9.0m，桩间距6.0m，共布置7根；II型抗滑桩截面1.0m×1.2m，桩长10.5m，桩间距6.0m，共布置7根。桩身采用C30混凝土，护壁采用C20混凝土，要求桩嵌入滑床中约为桩长的1/3～2/5。

5.2 挡土墙工程

挡土墙高4.4m，基础持力层为块碎石土地层，墙基底嵌入地基下1.4m，顶宽0.8m，底宽1.68m，面坡仰斜坡率为1:0.2，背坡面直立，基底内倾坡率为0。墙体圬工采用M7.5砂浆浆砌MU30块石。墙体后设碎石土透水层，透水层厚0.3m。挡土墙墙身根据其高度设置二排Ф80mm的PVC泄水孔，每隔9m设置伸缩缝和沉降缝，伸缩缝和沉降缝设在一起，缝宽20mm。

5.3 封闭裂缝

封闭裂缝的作用是防止水通过裂缝渗入斜坡，降低岩土体的物理力学参数，对斜坡表面拉裂缝进行填缝夯实，填料选用粘性土，并采用M10砂浆对裂缝进行封闭，封闭宽度应大于裂缝两侧各不小于30cm。

6.结束语

（1）该斜坡属于中型土质斜坡，采用瑞典条分法进行稳定性评价及推力计算，方法选取恰当，计算结果与滑坡实际变形状态相符。

（2）该斜坡采取“抗滑桩+挡土墙+封闭裂缝”的综合治理方案，治理效果较好，达到了消除滑坡隐患，优化了人居环境的目标。

（3）工程案列对此类型不稳定斜坡治理有较高的参考与借鉴价值。