瀘定縣黑溝頭村二組不穩(wěn)定性斜坡穩(wěn)定性研究分析

李健

（四川省煤田地質(zhì)工程勘察設(shè)計研究院，成都 610072）

該不穩(wěn)定斜坡區(qū)位于瀘定縣冷磧鎮(zhèn)黑溝頭村，金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構(gòu)造，地層傾角39°，屬高山緩脊峽谷地形，斜坡相對高差170m以上；地形起伏大；坡體后緣陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及巖性影響，卸荷裂隙發(fā)育。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006），地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為“復(fù)雜”。

不穩(wěn)定斜坡區(qū)主要以斜坡、陡坎、緩坡平臺地貌為主，斜坡最低點位于潘溝，高程 2021m，最高點位于坡頂山脊，高程2389m，高差約370m，斜坡走向215°，傾向215°，地形坡度一般在20°～40°。不穩(wěn)定斜坡位于整個斜坡中后部，前緣高程 2150m，后緣高程 2320m，高差 170m，橫寬 270m，縱長約300m。前緣為黑溝頭村2組村民聚居區(qū)，為階梯狀旱地與居民民房。在斜坡前緣和后緣分別有縣道和冷礦公路經(jīng)過（圖1）。總體地貌呈上陡下緩，上部多為基巖出露，坡度約40°，下部為土體覆蓋，坡度10°～35°。不穩(wěn)定斜坡體內(nèi)基巖出露，為09年發(fā)生土體溜滑后形成，在巖土交界處形成溝槽和陡坎，整個斜坡區(qū)植被較少，多為草木，雜草等。

1 邊坡所處地質(zhì)環(huán)境

圖1 不穩(wěn)定斜坡平面地質(zhì)圖

1.1 地形地貌

不穩(wěn)定斜坡區(qū)屬高山緩脊峽谷地形，主要以斜坡、陡坎、緩坡平臺地貌為主，斜坡最低點位于潘溝，高程 2021m，最高點位于坡頂山脊，高程 2389m，高差約370m，斜坡走向215°，傾向215°，地形坡度一般在 20°～40°。不穩(wěn)定斜坡位于整個斜坡中后部，前緣高程 2150m，后緣高程2320m，高差170m。不穩(wěn)定斜坡橫寬270m，縱長約300m。前緣為黑溝頭村 2組村民聚居區(qū)，以階梯狀旱地與居民民房為主。在斜坡前緣和后緣分別有縣道冷礦公路經(jīng)過（圖1）?？傮w地貌呈上陡下緩，上部多為基巖出露，坡度約40°，下部發(fā)育為土體覆蓋，坡度10°～35°。不穩(wěn)定斜坡體內(nèi)基巖出露為09年發(fā)生土體溜滑后形成，在巖土交界處形成溝槽和陡坎，整個斜坡區(qū)植被較少，多為草木，雜草等。

1.2 地層巖性

場地內(nèi)的土層主要為第四系崩坡積層（Q4col+dl），第四系滑坡堆積層（Q4del），基巖為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）砂巖。從上至下可大致分為四層，現(xiàn)分述如下：

1）第四系崩坡積（Q4col+dl）：碎石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等；底部為人工堆積階梯狀堡坎，以碎塊石為主，塊石最大粒徑2*1*0.9m，粒徑一般10～70cm。該層分布于斜坡中部及底部，探槽未揭穿全層。

2）第四系滑坡堆積層（Q4del）：碎石土，為中上部崩坡積層滑塌后堆積而成，雜色，松散，干燥，含根系。石質(zhì)成分主要為砂巖，該層厚度較小，分布不均勻，級配較差，磨圓度較差，多呈菱角狀、次菱角狀。斜坡中部土層沿基巖界面滑動后分布較少，多處基巖出露，厚度0～2.5m；底部為主要堆積區(qū)，厚約10～15m，塊石最大粒徑2*1*0.9m，一般20～80cm。

3）三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）：為海陸交互相含煤沉積，以灰色石英砂巖、長石石英砂巖、厚層砂巖、薄層砂巖及粉砂巖為主，薄至中厚層狀，基巖出露區(qū)巖性完整，產(chǎn)狀單一?？辈閰^(qū)出露均為灰色砂巖，地層產(chǎn)狀為215°∠39°。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

勘查區(qū)瀘定縣城東南方向 13公里處，位于金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構(gòu)造，地層傾角39°。地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜程度屬簡單類型。

區(qū)內(nèi)巖石節(jié)理裂隙構(gòu)造較為發(fā)育。主要發(fā)育兩組節(jié)理，第一組節(jié)理產(chǎn)狀：330°∠75°，節(jié)理發(fā)育密度1～1.5條/m，節(jié)理最大延伸長度大于5m；第二組節(jié)理產(chǎn)狀：55°∠80°，節(jié)理發(fā)育密度0.5～1條/m，節(jié)理最大延伸長度大于10m。

瀘定縣地處青藏高原地震區(qū)的鮮水河地震帶、安寧河地震帶及龍門山地震帶交匯部位；其中，鮮水河地震帶地震活動性最強烈，對本區(qū)的波及和影響較大，其他兩個地震帶的影響相對較弱。根據(jù)地震資料統(tǒng)計：工作區(qū)外圍300km范圍內(nèi)自公元1216年以來，共記載7.0～7.9級地震7次；6.0～6.9級地震21次；5.0～5.9級地震71次。據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，區(qū)內(nèi)抗震設(shè)防烈度為8度，設(shè)計地震分組為第一組，設(shè)計基本地震加速度值為0.2g。

1.4 水文地質(zhì)

勘查區(qū)場地為山丘，總體呈單面山狀，斜坡坡度較大，一般為38°～44°，匯水面積較小，地表無常年性水流分布，不利于地表水的匯集，地表水排泄條件較好。最終排泄至距離場區(qū)約300m的潘溝內(nèi)。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，勘察期間溝內(nèi)水流量2～5L/s。

場區(qū)內(nèi)地下水主要以孔隙水、基巖裂隙水的形式賦存。孔隙水主要賦存于碎石土層中；裂隙水賦存于三疊系上統(tǒng)須家河組砂巖中，其富水程度受節(jié)理裂隙的發(fā)育情況控制。場地地下水主要受大氣降水、地表水滲透補給，雨后地表水大部分順地面排水溝、坡面由高向低逕流，少量滲入地下形成地下水，順巖土界面下流，部分從斜坡中部出露，多數(shù)出露與溝底。地下水排泄條件一般?？辈煦@孔內(nèi)未見地下水出露。

1.5 地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度

勘查區(qū)位于瀘定縣冷磧鎮(zhèn)黑溝頭村，位于金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構(gòu)造，地層傾角39°，屬高山緩脊峽谷地形，斜坡相對高差170m以上；地形起伏大；坡體后緣陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及巖性影響，卸荷裂隙發(fā)育。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006），地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜程度為“復(fù)雜”。

2 不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性分析

2.1 不穩(wěn)定斜坡分區(qū)

根據(jù)目前斜坡特征可將整個不穩(wěn)定斜坡分為5個區(qū)，包含1個溜滑后形成的基巖出露區(qū)、1個溜滑體堆積區(qū)、2個不潛在溜滑體區(qū)，分別命名為X01和X02、1個滑坡區(qū)，命名為H01，其分布范圍和分區(qū)特征見圖2。

2.2 不穩(wěn)定斜坡破壞模式及影響因素

地層巖性：松散物巖性主要由崩坡積、殘破積塊碎石土組成，下伏地層為砂巖，坡面物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，物質(zhì)密度和結(jié)構(gòu)有差異。

地質(zhì)條件：X01不穩(wěn)定斜坡左側(cè)為09年溜滑后形成的基巖面，前緣為09年溜滑后出露的基巖面。殘留下的 X01不穩(wěn)定坡體為滑坡體形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。

地形條件：該不穩(wěn)定斜坡溜滑體的潛在滑動面為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）砂巖，整個斜坡為順向坡，產(chǎn)狀215°∠39°，坡向與巖層傾向相同，且潛在溜滑體三面臨空，為斜坡變形提供了良好的地形條件。且斜坡坡度較陡，為坡體物質(zhì)運移提供了發(fā)育空間。

水的作用：水是導(dǎo)致斜坡變形的重要因素：降雨是斜坡變形的主要誘發(fā)因素。該不穩(wěn)定斜坡09年7月強降雨后，其左側(cè)和前緣均發(fā)生大規(guī)模溜滑。對于X01不穩(wěn)定斜坡體，強降雨后，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩(wěn)定性，土體易于基覆界面產(chǎn)生整體滑移破壞。

2.3 定性評價

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，對前緣陡崖段巖質(zhì)危巖和斜坡中后部松散堆積不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性宏觀判斷如下：

2.3.1 X01不穩(wěn)定斜坡體定性評價

X01潛在溜滑體位于斜坡中后部，坡度39°～41°，坡向坡向約215°。底部以基巖界面為界，左側(cè)以09年發(fā)生溜滑后形成的基巖面為界，后緣以冷礦公路為界，整體呈一直角三角形狀，縱長5-70m,左側(cè)最長，向右逐漸變短，橫向長約200m，面積約8620m2，滑體平均厚度約2m，體積約1.7萬m3。其物質(zhì)組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。不穩(wěn)定斜坡威脅居民的物源主要為土中夾雜的塊石，塊石直徑0.4～1.6m，含量約占25%，碎石含量約占 45%，直徑0.02-0.2m。其余成分為粉粘土或粉土?；鶐r為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）灰色砂巖，產(chǎn)狀為215°∠39°。

目前，在①號基巖臺坎的支撐下，該不穩(wěn)定斜坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在持續(xù)暴雨情況下，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致斜坡沿基巖界面向下滑動，沿①號臺坎剪出。并由滑坡轉(zhuǎn)化為坡面流。其較大塊石沿坡面運動滾落至居民區(qū)，危及下部居民房屋和生命財產(chǎn)安全。綜合評定其穩(wěn)定性為欠穩(wěn)定。

另外斜坡中零散分布有少量孤石，該類孤石直徑大多為 0.4-1.5m，其底座巖性為松散堆積物，在降雨或地震情況下，危石向下滑移，進(jìn)而引發(fā)危石滾落，最終形成不穩(wěn)定斜坡，該類不穩(wěn)定斜坡其破壞形式主要為滑移滾落式，最后可能滾落至居民區(qū)，綜合評定其穩(wěn)定性為欠穩(wěn)定。

2.3.2 X02不穩(wěn)定斜坡體定性評價

X02潛在溜滑體位于斜坡中后部左側(cè)。底部以基巖界面為界，左側(cè)以20年代發(fā)生滑坡后形成的斜坡為界，后緣以冷礦公路為界，右側(cè)以09年發(fā)生溜滑后形成的基巖面為界，整體呈一不規(guī)則多邊形，滑坡體縱長約135m，橫向長20-50m不等，面積約5670m2，滑體平均厚度約1.5m，體積約0.85萬m3。其物質(zhì)組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。不穩(wěn)定斜坡威脅居民的物源主要為土中夾雜的塊石，塊石直徑0.4～1.6m，含量約占25%，碎石含量約占 45%，直徑0.02～0.2m。其余成分為粉粘土或粉土?；鶐r為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）灰色砂巖，產(chǎn)狀為215°∠39°。

整個X02不穩(wěn)定斜坡體可分為兩個潛在溜滑體，分別以①號基巖臺坎和②號基巖臺坎為界。

目前，該不穩(wěn)定斜坡在①號和②號基巖臺坎支撐作用下，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在持續(xù)暴雨情況下，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩(wěn)定性，最終導(dǎo)致斜坡沿基巖界面向下滑動，從①號或者②號基巖臺坎剪出。并由滑坡轉(zhuǎn)化為坡面流。其較大塊石沿坡面運動滾落至居民區(qū)，危及下部居民房屋和生命財產(chǎn)安全。綜合評定其穩(wěn)定性為欠穩(wěn)定。

2.3.3 H01滑坡定性評價

H01滑坡體位于斜坡右側(cè)。前緣以調(diào)查訪問的變形區(qū)為界，左側(cè)和后緣以09年發(fā)生滑坡后出露的基巖界面為界，右側(cè)以一小型沖溝為界。該滑坡縱長約275m，橫向長90～135m，面積約28 400m2，滑體厚度2～15m,平均厚度約7m，體積約19.8萬m3。其物質(zhì)組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。塊石直徑0.4～1.2m，含量約占35%，碎石含量約占45%，直徑0.02～0.07m。其余成分為粉粘土?；鶐r為三疊系上統(tǒng)須家河組（T3xj）灰色砂巖，產(chǎn)狀為215°∠39°。

目前，該滑坡處于相對穩(wěn)定狀態(tài)。如在遇持續(xù)暴雨，雨水入滲土體，增大土體容重，降低土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響滑帶的角礫土的穩(wěn)定性，該滑坡可能沿以前的滑帶或新的滑帶產(chǎn)生進(jìn)一步的整體滑動變形，危及下部居民房屋和生命財產(chǎn)安全。綜合評定其穩(wěn)定性為在天然狀態(tài)下為基本穩(wěn)定，在自重+暴雨及自重+地震工況下欠穩(wěn)定。

3.4 穩(wěn)定性計算

對不穩(wěn)定進(jìn)行穩(wěn)定性分析評價，將穩(wěn)定性劃分為四級：穩(wěn)定系數(shù) Fs≥1.15為穩(wěn)定，1.15＞Fs≥1.05基本穩(wěn)定，1.05＞Fs≥1.0為欠穩(wěn)定，F(xiàn)s＜1.0為不穩(wěn)定。

分析表 1中各不穩(wěn)定斜坡物源點穩(wěn)定性系數(shù)可得，各物源點在天然狀態(tài)下均處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)，與實際情況相符；在自重+暴雨工況下，X01不穩(wěn)定斜坡、X02-1不穩(wěn)定斜坡、H01滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，說明這個斜坡在降雨情況易發(fā)生失穩(wěn)破壞，與實際情況相符，該不穩(wěn)定斜坡體于09年7月發(fā)生整體滑動，說明計算結(jié)果與實際情況相符；X02-2在三種工況下均屬于穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)場調(diào)查情況相符；在自重+地震工況下，X01、X02-1、X02-2均處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)，據(jù)現(xiàn)場訪問，“4.20”廬山地震期間，該不穩(wěn)定斜坡均未發(fā)生變形，計算結(jié)果與實際情況相符。通過對H01滑坡潛在滑面的穩(wěn)定性分析計算，其潛在滑面處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)。綜上所述，計算結(jié)果與實際情況較為接近。

3 治理工程設(shè)計思路

針對X01、X02兩個潛在溜滑體，采用在坡腳公路內(nèi)側(cè)設(shè)置攔石墻的治理措施；針對H01滑坡體采用抗滑樁的綜合治理方案。

3.1 攔石墻

攔石墻設(shè)置在左側(cè)坡腳冷礦公路內(nèi)側(cè)，沿等高線方向在 ABC段設(shè)置攔石墻進(jìn)行防護(hù)，根據(jù)“4.9”章節(jié)滾石運動計算結(jié)果，剖面1-1’，2-2’最大彈跳高度為1.2m，根據(jù)調(diào)查塊石直徑并考慮一定的安全儲備，最后選定攔石墻的具體尺寸如下：攔石墻的墻體高2.5m，基礎(chǔ)埋深0.5m，頂寬1.0m，迎石坡坡率1：0.25，背石坡豎直，采用M10漿砌塊石結(jié)構(gòu)，攔石墻迎坡側(cè)布設(shè)袋裝碎石土緩沖帶，緩沖帶高2.5m，頂寬0.8m，迎石坡坡率1:0.50，外側(cè)鋪20cm漿砌片石，頂部30cm粘土封閉，攔石墻長為80m。攔石墻每間隔10m設(shè)置一條3cm寬施工縫，采用瀝青木板填充。立面上最低處設(shè)置0.5*0.5m采用干砌塊石結(jié)構(gòu)，作為滲水通道。

3.2 抗滑樁

根據(jù)場地地形條件及地質(zhì)條件，確定滑坡抗滑樁布設(shè)于在冷礦公路內(nèi)側(cè)3-3’剖面高程2171m處，根據(jù)下滑力大小及地形情況，并對該位置樁所受的力進(jìn)行計算，確定樁徑及嵌入深度。共設(shè)計抗滑樁12根，A型抗滑樁3根，樁間距為6.0m，截面為1.5×2.0m，樁長18.0m，嵌入基巖5.0m。B型抗滑樁9根，樁間距為6.0m，截面為1.5×2.0m，樁長20.0m，嵌入基巖2.5m。樁芯采用C30砼一次性澆筑。