四川凉山州某滑坡稳定性评价及防治建议

汤胜博 袁 港

（1.西南科技大学环境与资源学院，四川 绵阳 621000；2.陕西地矿九〇八环境地质有限公司，陕西 西安 710600）

四川省的山区地质灾害较多，尤其是滑坡灾害最严重，在暴雨和大暴雨后，四川省山区地质环境变得更脆弱，导致更严重的滑坡灾害，有逐渐加重的趋势。虽然研究区的滑坡目前处于稳定的状态，但是暴雨期仍出现局部垮塌现象，预测趋势为欠稳定。调查研究地区的山体滑坡，分析其稳定性，并简要提出具有针对性控制措施的应急计划[1]。

1 研究区自然地质环境

1.1 研究区地质条件

该研究区从西向东分别属于盐边台拱的盐边台穹、泸定-米易台拱的米易穹断束、螺髻山台穹3个Ⅳ级构造单元。褶皱：德昌境内褶皱不甚发育，主要是春光村破背斜、铁炉—热河破向斜、丹桂破背斜、小尖山向斜、方家梁子破背斜、大尖山破向斜及马鞍山向斜、号高坪背斜等。断裂：区域性安宁河断裂带、磨盘山断裂带纵贯南北，东部主体隶属安宁河断裂带，西部为磨盘山断裂带，中间为卵形构造体。主要构造形迹呈近南北向展布。

研究区地质体在喜马拉雅运动EW向挤压机制下广泛产生褶皱、断裂以后，磨盘山、安宁河断裂带再次成为构造强烈活动的地带。区内新构造运动主要表现为老断层的复活、断块的升降和走滑及地震活动。由于间歇性差异升降和走滑，铸就了区内现今南北呈条、两垒夹一堑的构造格局。

1.2 研究区地形地貌

该研究区地处雅砻江右岸，属于深切割高中山地貌，总体地势呈西北低南东高的态势，海拔约为1820m～1980m，相对高差160m，总体相对较为陡峭，滑坡区后缘分布高程1960m～1980m，坡角约为25°～30°，滑坡中部较为平坦其中多为政府学校所在地，地形坡角约10°～15°，分布高程1890m～1960m。滑坡前缘地形较陡，坡角约25°～30°，分布高程1820m～1980m。

1.3 研究区地层岩性

研究区内出露的地层主要为第四系滑坡堆积物（Q4del）含碎石粉质黏土、三叠系白果湾组（T3bg）变质砂岩和印支期侵入岩脉（δ02）花岗岩，其中含碎石粉质黏土是分布最广的，含量达到了30%到40%，为早期崩塌滑坡风化的堆积物，岩性为红棕色，可塑状，结构较为松散易于降雨渗入[2]。

1.4 水文地质条件

研究区地下水类型有碳酸岩盐岩溶水、松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。研究区可以分为牦牛山、螺髻山高山峡谷区和安宁河谷区两个不同类型的地质单元：1）牦牛山、螺髻山高山峡谷区主要断裂为南北和北西向压性及压扭性断裂，为地下水的形成运动和富集提供了良好条件，高山区融雪水也是形成泥石流的因素之一。塌方和滑坡经常发生，沿着下坡和沟壑堆积，往往在暴雨期间形成。泥石流是一种地质灾害。在高山地区，融雪也是形成泥石流的一个因素。融化的水将固体的雪和冰转化为液态水，从高处流向低处。但是由于该地区在高海拔区，无人居住，所以一般不会对人类构成危害。2）安宁河谷区，河谷平原西侧为磨盘山，岩浆岩裂隙水区。东侧为中生界碎屑岩裂隙水区，以南为古生界碎屑岩裂隙水区。因为该地区主要由未固结的岩石组成，主要是河流阶地沉积物、排水道口的冲积物、旧冰川扇中的沉积物以及山脚下残坡上的沉积物。 通常发现在河谷、小溪和峡谷底部以及山脚下，那里通常分布着松散的基岩，而且通常有许多住宅和重要的基础设施，如公路、铁路、工厂和矿山。由于安宁河等地表水的侵蚀，山体滑坡和泥石流在这些地区并不少见，由于房屋和重要建筑较多，雨季地表水的增减造成的静水压力和动水力压力使松散的山体变得湿滑，容易发生滑坡和泥石流等地质灾害。3）研究区地下水运动的基本特点是，主要补给来源是大气降水，其次是高山上的冰雪融化和农业用水。径流途径很短，排放后会转化为地表水。地下水运动与当地的气象和水文密切相关，并受地层、地层、岩石、地形和植被发展的制约。研究地区的地形高度起伏，降水在该地区的不同地方分布不均，从东南向西北移动时，降水逐渐增加。同时，降水在时间上分布不均，地下水补给主要发生在雨季，在旱季的程度较低。渗透补给的强度与降水的数量和分布密切相关。然而，从地形上看，陡峭的地形和强烈的地貌导致降水以地表径流的形式迅速流走，这不利于地下水的渗透和补给。

1.5 地震

安宁河—则木河地震带：北起石棉，向南经冕宁、西昌、普格至云南巧家，该带北段与安宁河断裂带走向一至，南段沿则木河断裂带展布，近南北向，带宽50km，长约250km，以冕宁至普格一段（中段）地震发生频度较高。安宁河与则木河断裂的交汇处，新构造运动强烈，该带历史上发生5级以上地震达20次，其中7级以上地震3次，均属震源深度10km左右的浅震，最强震发生在1536年西昌新华及1850年西昌与普格间，均为7.5级地震。工作区就位于该地震带内。

盐源地震带：由盐源向西，经盐塘至棘子乡一带，与盐源弧形构造线展布方向一致。该带宽80km，长100km左右，发生6级以上地震达4次，主要地震发生频度较高的地区在盐塘至棘子乡一带，1976年甲米6.7级地震为该带最高震级，形成地裂缝及堰塞塘。

马边地震带：包括峨眉、马边、沐川、雷波一线，该带位于峨边—金阳断裂带东侧，属多组不同向构造的交汇地带，宽约50km，四川省内长180km，近南北向展布并延入云南。该带地震多为震群出现，历史上记载共发生5级以上地震35次，以1216年雷波马湖7级地震及1936年马边6.8级地震强度最大，均属浅源性地震。

2 滑坡特征

2.1 滑坡区地貌形态及边界特征

此次研究的滑坡为大山乡联合村六社龙窝子滑坡。该滑坡位于斜坡体中后部，滑坡平面呈“舌”状，如图1所示，该滑坡体纵向长为425m，横向宽为325m，滑体厚约8m～13m，平均厚约10m，体积为106.2×104m³，为一大型土质滑坡，主滑方向约315°。

图1 滑坡全貌

2.2 滑坡变形特征

通过调查，大山乡联合村六社龙窝子滑坡处于蠕变变形阶段，由于滑坡区地形坡度总体较大，且呈“陡-缓-陡”相间的折线形斜坡，滑坡本身也相对不稳定，有利于地表下汇聚与下渗；滑坡结构相对松散，地表水入渗易形成积水和弱透水储水层进而形成不利于斜坡稳定的软弱面；此外该地区的降水量相对较高，地震频繁，这两者都是滑坡不稳定的诱因。目前，滑坡体稳定性较好，但遇暴雨、长时间降雨及地震等不利条件叠加时，滑坡体局部发生失稳、滑动的可能性较大。

2.3 滑坡体成因与变形破坏机制

2.3.1 滑坡成因

滑坡的成因主要为以下5点：1）地形地貌条件为滑坡体的形成提供了有利的地形条件，滑坡体约20°～30°的，滑坡体上存在多级陡坎，陡坎高1m～4m，为滑坡剪出提供了接近条件，也为滑坡的形成提供了一定的势能条件。2）地层岩性及空间组合是滑坡形成的物质基础，滑坡体由含有砾石粉质黏土和块状土的第四系滑坡堆积物组成，其中松散堆积物中间凹陷现象明显，地下水容易溢出，块状土的空隙之间填充多层粉质黏土，形成饱水软弱面，导致坡体失稳和破坏。因此，岩性和岩层的空间组合构成了滑坡的物质基础。3）特大暴雨是滑坡的主要因素，每当到雨季时，滑坡的变形和破坏加剧，滑坡上的建筑墙体出现多处拉裂，滑坡体陡坎局部滑塌，地表水沿着裂缝进入滑坡体，使滑坡拉裂变得更厉害。这表明山体滑坡是由强降雨引起的。4）人类在滑坡区的日常生活中，人类工程活动和人们的生活用水对滑坡体也是有的较大的影响，降低了滑坡体的凝聚力，增大了滑坡体的下滑力，进一步加剧了滑坡的变形破坏。5）地表水排泄不通畅，人们在日常生活中，随意将生活用水扔在地上，导致其进入滑坡内部，与此同时地表水也进入滑坡内部，然而整个滑坡又缺少排泄的措施，导致地表水排不出去，这也是地表水排泄不通畅的主要原因之一。

2.3.2 变形破坏机制

在大山乡联合村六社龙窝子滑坡前沿，因为陡峭的地势，另外再加上人类工程活动形成的岩土体滑动时自由空间的边界面，在这些不利条件的影响下，滑坡体的前部向前滑动，导致滑坡体的中部和后部慢慢向下变形并开裂。近年来，降雨量增加，山体滑坡裂缝扩大。地表水和生活排水不断流入滑坡体，导致整个滑坡体蠕动变形并向前滑动。因此，该滑坡均为牵引式滑坡，由滑坡体前沿逐渐向后缘扩展。

3 滑坡特征

3.1 工况确定

根据滑坡发生的地质环境条件、形成机制，目前未治理时，滑坡体形成了大量的应力裂缝，提高了滑坡土体的透水性，有利于地表水的进入，使滑坡体很容易因水的饱和而发生滑动。综上所述，该滑坡可能会由于天然自重、暴雨饱水、以及地震力的作用而发生滑动。根据《滑坡治理工程设计与施工技术规范》（DZ/T 0219—2006）滑坡防治工程分级，本次防治工程为三级，确定其安全系数，稳定性计算分以下3种工况：第一种工况（工况Ⅰ），在天然状态下，安全系数1.15；第二种工况（工况Ⅱ），在暴雨状态下，安全系数1.10[3]。

3.2 滑坡滑带参数反演

根据滑坡现状的稳定程度采用反演法计算出滑带土的抗剪指标，如公式（1）和式（2）所示。

选取主滑方向的1-1'剖面为第一级最不利滑面建立计算模型，因为剖面处于欠稳定或者不稳定的状态，所以可以看作为暴雨的情况下处于极限平衡状态，通过反演分析，稳定系数F=1.00，滑体饱和重度为20.5 kN/m³。运用室内试验法、工程类比法和反演法，考虑各种试验条件及方法的局限性，决定以演数据为主、参考工程类比及室内试验，综合确定滑坡的抗剪强度综合取值表，见表1。

表1 滑动面抗剪强度综合取值表

3.3 稳定性计算与分析

在各方面比较后，滑动面稳定性计算采用天然状态下C=11.0kPa，j=9.0°，饱水状态下C=9.0kPa，j=7.0°，选取主滑方向上的1-1'剖面至3-3'剖面，用传递系数法来计算滑坡的稳定系数及剩余下滑推力，滑坡稳定性计算如公式（3）所示。

式中：φj为第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数（j=i）；Wi为第i条块的质量（kN/m）；Ci为第i条块的内聚力（kPa）；θi为第i条块的内摩擦角（°）；Li为第i条块的滑面长度（m）；αi为第i条块的滑面倾角（°）；A为地震加速度（重力加速度g）；Kf为稳定系数。

B滑坡推力计算如公式（4）所示。

以规范推荐的传递系数法公式计算的稳定性系数及推力值为准，剖面计算条分图如图2～图4所示。

图2 1-1′剖面计算条分图

图4 3-3′剖面计算条分图

由表2可知，滑坡体天然工况和地震工况下处于稳定状态，在暴雨工况下，处于欠稳定状态。

表2 滑坡整体性稳定性计算成果

4 滑坡危害及防治

4.1 滑坡危害

图3 2-2′剖面计算条分图

通过调查发现，滑坡区背面的应力裂缝，滑坡中部的房子被应力裂缝破坏，许多道路受到不同程度的破坏。从目前的研究结果表明，大山乡联合村六社龙窝子滑坡处于蠕变阶段。然而恶劣条件的影响，如暴雨，可能会影响滑坡体的稳定性，危及村民的生命财产安全，影响斜坡上的交通。如果不加以治理，大山乡联合村六社龙窝子滑坡可能会出现崩塌，泥石流等地质灾害，滑坡体上的居民的生命财产受到威胁，直接危害滑坡体上居住的大山联合村六社66户居民及大山乡政府、大山乡中心完全小学、大山乡中心卫生院等单位共计287人，滑坡一旦发生，其生命财产安全将受到严重威胁，潜在经济损失达600万元。

4.2 滑坡防治的目标

滑坡防治的目标包括以下5个：1）对滑坡体采用抗滑支挡、排水等综合措施增加滑坡体的稳定性。防止大山乡联合村六社龙窝子滑坡体滑动破坏。做到重点突出，以确保滑坡区斜坡体上村民安全为总体目标。2）抗滑桩工程应以尽量少占地和最大支护力度为原则。3）对滑坡体上的地表水排泄必须严格控制。4）防护工程布置应做到方案可行、技术可靠、经济合理。5）防护工程应与建设用地和美化环境相结合，并充分利用当地人力、物力资源，节省投资。

4.3 滑坡防治的方案

滑坡防治的方案如下：1）对滑坡体采用抗滑支挡、排水等综合措施增加滑坡体的稳定性。防止大山乡联合村六社龙窝子滑坡体滑动破坏。做到重点突出，以保障滑坡区斜坡体上村民安全为总体目标。2）抗滑桩工程应以尽量少占地和最大支护力度为原则。3）对滑坡体上的地表水排泄必须严格控制。4）防护工程布置应做到方案可行、技术可靠、经济合理。5）防护工程应与建设用地和美化环境相结合，并充分利用当地人力、物力资源，节省投资[4-5]。

5 结论

计算结果表明，在天然状态下滑坡处于稳定状态；但是在暴雨工况下处于欠稳定状态。考虑到该安全隐患，并且考虑滑坡体上的66户人家297人的生命财产安全，对于该滑坡的处理提出以下3个建议：1）立即让滑坡体上房屋损坏严重的居民搬迁撤离。2）立即采取滑坡体的治理工程措施，完善滑坡的截排水系统，并对后缘裂缝进行黏土夯填，确保滑坡变形发展得到控制或缓解，构筑相应的抗滑支挡设施，有效控制滑坡的稳定性。 3）加强滑坡的监测工作，同时，做好宣传工作，保障当地人民的生命财产安全。