六枝特區(qū)老馬滑坡基本特征與穩(wěn)定性評價(jià)

尹先娥

（貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院六盤水分院，貴州六盤水 553001）

0 前言

老馬滑坡體2008年7月開始出現(xiàn)變形，到2013年6月，在滑坡體整個(gè)坡面上，建筑物出現(xiàn)較嚴(yán)重變形跡象，建筑物墻體、地面開裂，裂縫發(fā)育；滑坡前緣由于蠕滑變形形成鼓脹隆起，鼓脹現(xiàn)象明顯；地面坡體左前緣，局部出現(xiàn)滑塌，近年來雨季期間，該部位農(nóng)田均出現(xiàn)滑移變形跡象，導(dǎo)致農(nóng)田垮塌；坡體上電線桿、樹木均順坡向傾斜、前緣地基鼓漲等?，F(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)，前緣局部失穩(wěn)，坡體上建筑物，包括坡體后部老馬小學(xué)操場圍墻裂縫極為發(fā)育。如果任其發(fā)展，該滑坡將直接威脅到坡體上部老馬小學(xué)教學(xué)樓、食堂以及當(dāng)?shù)鼐用?64戶共計(jì)680人、25名教師、352名學(xué)生共計(jì)1057人的生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失達(dá)3500萬元。受威脅的人數(shù)眾多、對象突出，經(jīng)濟(jì)損失巨大，研究該滑坡變形破壞特征及發(fā)展趨勢，對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價(jià)，對該區(qū)災(zāi)害防治具有重要意義[1]。

1 危巖帶地質(zhì)環(huán)境背景

1.1 地形地貌

六枝地處烏蒙山脈和苗嶺山脈的交趾地帶，烏江和紅水河分水嶺上，屬中山地中山溶丘地貌，境內(nèi)大部分地區(qū)海拔1400m左右，最高老王山2127m，最低茅口河谷水面581m。地勢西北高，東南低，地形起伏大，切割強(qiáng)，地貌多樣。勘查區(qū)屬峰叢溝谷地貌，斜坡海拔最高1512m，最低1280m，相對高差232m。

災(zāi)點(diǎn)位于峰叢溝谷沿線斜坡地帶，高程1317～1353m。斜坡整體前陡后緩，前緣坡度達(dá)到52°，后緣緩坡處坡度約18°，平均坡度約35°?；抡w坡向235°。坡體前緣臨空面高差達(dá)到15m，坡體兩側(cè)為季節(jié)性沖溝，形成三面臨空的斜坡變形條件。坡體剖面呈多級階梯狀。坡體表面多為農(nóng)田、耕地及居民集中區(qū)等，坡體兩側(cè)沖溝內(nèi)基巖出露，植被較發(fā)育。

1.2 地層巖性

調(diào)查區(qū)內(nèi)出露地層為：

（1）第四系殘坡積（Q4dl+el）：粉質(zhì)粘土、碎石土，黃、棕黃色，主要由粉質(zhì)粘土、砂質(zhì)碎石等組成。坡體中下部表層第四系粉質(zhì)粘土均勻、細(xì)膩、軟、可塑狀，局部為農(nóng)田表層淤泥質(zhì)土，流塑，不具工程意義；中后部碎石土中，碎石含量約40%，碎石粒徑2～20mm，次棱角狀，砂質(zhì)，結(jié)構(gòu)較松散；據(jù)鉆探揭露，第四系殘坡積層厚4～11m，分布于整個(gè)坡體。

（2）二疊系龍?zhí)督M（P3l）：由炭質(zhì)頁巖、煤層、粉砂巖、泥巖等組成，屬較軟巖組，巖體節(jié)理發(fā)育，抗風(fēng)化能力較弱，表層出露為強(qiáng)～中風(fēng)化，呈塊狀、層狀；鉆探揭露的巖心呈碎塊狀、短柱狀。局部炭質(zhì)頁巖、泥巖等軟質(zhì)巖風(fēng)化物呈灰黑色、深灰色土狀，工程力學(xué)性質(zhì)差，抗剪強(qiáng)度極低。煤層分布較不均勻，層厚較薄，約1.2～1.6m，且與炭質(zhì)頁巖呈互層關(guān)系；粉砂巖分布于整個(gè)坡體，強(qiáng)度相對較高。巖層產(chǎn)狀311°∠23°。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料，本區(qū)未有大的斷裂構(gòu)造通過，但小規(guī)模的節(jié)理裂隙發(fā)育，出露巖體的節(jié)理，對該滑坡的穩(wěn)定性影響相對較小。

根據(jù)1/400萬《中國地震烈度動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》、1/400萬《中國地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期區(qū)劃圖》[2]、《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》（GB50011-2001）[3]，本區(qū)地震動(dòng)峰值加速度小于0.05g，動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.35s，對應(yīng)地震烈度為小于Ⅵ度。晚、近期構(gòu)造活動(dòng)不明顯，本區(qū)屬構(gòu)造穩(wěn)定區(qū)域。

1.4 水文地質(zhì)條件

根據(jù)調(diào)查區(qū)出露的地層巖性、含水介質(zhì)特征及地下水動(dòng)力條件，區(qū)內(nèi)地下水類型主要為松散巖類孔隙水。

松散巖類孔隙水：主要賦存于第四系松散層中，具有透水性強(qiáng)，儲水能力弱和就地補(bǔ)給、就近排泄的特征，其泉水流量小，動(dòng)態(tài)變化大。

區(qū)內(nèi)地下水主要為大氣降水補(bǔ)給，地下水接受大氣降雨補(bǔ)給后，處于相對較高海拔的坡體巖性為二疊系上統(tǒng)長興大隆組灰?guī)r，地表水及受補(bǔ)給的地下水沿構(gòu)造裂隙、風(fēng)化裂隙等賦存和運(yùn)移，由于風(fēng)化裂隙發(fā)育不深，區(qū)內(nèi)地下水一部分入滲補(bǔ)給地下水，一部分沿地形自然斜坡作滲流運(yùn)動(dòng)，于就近地勢低洼地帶排出地表，由東南向西北逕流，最終匯入前緣槽谷低緩地帶。

滑坡區(qū)殘坡積層相對較薄，調(diào)查區(qū)內(nèi)分布范圍廣，區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，地表水排泄較較暢通；第四系下部基巖多為砂巖等相對透水層，地下水潛水位埋深較深，對滑坡體穩(wěn)定性影響程度較低。

1.5 人類工程活動(dòng)

滑坡區(qū)內(nèi)，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，居民集中區(qū)位于坡體上部，后緣為小學(xué)教學(xué)樓及食堂等，坡體整體及兩側(cè)為農(nóng)耕區(qū)。因工程建設(shè)及農(nóng)業(yè)耕作等活動(dòng)，一定程度上改變了坡體原始形態(tài)，且農(nóng)業(yè)耕作，改變了水力作用方式，也因此改變了坡體的力學(xué)分布，對該滑坡體的穩(wěn)定性造成了一定程度的影響。勘查區(qū)內(nèi)煤層分布不均，厚度薄，未出現(xiàn)礦產(chǎn)開采活動(dòng)。

2 滑坡的基本特征及變形破壞機(jī)制分析

2.1 滑坡的邊界及規(guī)模

（1）邊界特征

滑坡平面型態(tài)呈“長舌”型，滑坡整體縱長約279m，前、后緣寬度差別較小，寬約122m。左、右兩側(cè)邊界明顯。左側(cè)局部形成錯(cuò)落滑塌，微地貌差異明顯。結(jié)合滑坡區(qū)地形地貌特征、地質(zhì)條件和滑坡的變形特征和滑動(dòng)方向初步確定滑坡的邊界。

滑坡后緣以山丘頂部（后緣學(xué)校操場拉裂縫）為界，滑坡兩側(cè)以地表沖溝及陡坎為界，前緣以地形陡變處為界線。

（2）滑坡規(guī)模

該滑坡主滑方向?yàn)?35°，滑體縱向最長為279m，前緣寬度最大約139m。滑體平均厚度約9m，滑坡體積約為34.9×104m3，屬中型土質(zhì)滑坡。

2.2 滑坡巖土體特征

（1）滑體

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及淺井勘探等成果資料，滑體物質(zhì)組成主要為第四系殘坡積層及少量二疊系龍?zhí)督M強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖、泥巖、砂巖等土狀風(fēng)化物?；w物質(zhì)中，第四系殘坡積層分布均勻，粉質(zhì)粘土細(xì)膩、軟；碎石土結(jié)構(gòu)松散，透水性好，抗剪強(qiáng)度相對較低。強(qiáng)風(fēng)化近似土狀風(fēng)化物分布不均，主要集中于滑坡中下部。經(jīng)統(tǒng)計(jì)，滑體厚度分布范圍為4.7～10.5m，平均厚度約9m，主滑方向235°。

（2）滑帶（滑面）

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及淺井揭露情況分析，該滑坡滑動(dòng)面為第四系殘坡積層與二疊系基巖接觸面，為最危險(xiǎn)滑移面，上部松散堆積層透水性大于下部砂巖的滲透性，導(dǎo)致與基巖接觸面處的土體含水量明顯增大，抗剪強(qiáng)度極低，滑帶土為粉質(zhì)粘土，軟，強(qiáng)度低。

（3）滑床

滑床為由強(qiáng)—中風(fēng)化泥灰?guī)r、粉砂巖等組成。巖層產(chǎn)狀311°∠23°，走向與滑向呈小角度交切關(guān)系。

2.3 滑坡變形特征

該滑坡體2008年7月開始出現(xiàn)變形，到2013年6月，在滑坡體整個(gè)坡面上，建筑物出現(xiàn)較嚴(yán)重變形跡象，建筑物墻體、地面開裂，裂縫發(fā)育；滑坡前緣由于蠕滑變形形成鼓脹隆起，鼓脹現(xiàn)象明顯；地面坡體左前緣，局部出現(xiàn)滑塌，近年來雨季期間，該部位農(nóng)田均出現(xiàn)滑移變形跡象，導(dǎo)致農(nóng)田垮塌；坡體上電線桿、樹木均順坡向傾斜、前緣地基鼓漲等（圖1、圖2）。

據(jù)村民介紹，滑坡后緣出現(xiàn)有一裂縫，為拉張裂縫，走向約65°呈直線型，寬5～30cm，可見深度10cm，長約35m。由于村民耕植活動(dòng)，裂縫已被掩埋覆蓋，調(diào)查時(shí)裂縫痕跡不清晰。

圖1 老馬小學(xué)操場基腳拉裂 圖2 老馬小學(xué)操場樓梯開裂變形

2.4 滑坡成因分析

（1）不利的地質(zhì)條件

該滑坡坡體表層第四系殘坡積層分布范圍廣，相對較厚，土體結(jié)構(gòu)較松散。坡體已發(fā)生變形部分，物質(zhì)結(jié)構(gòu)松弛，巖體構(gòu)造裂面張開，錯(cuò)位，松弛部分及推測滑移面抗剪強(qiáng)度弱，促使上部巖體沿之下錯(cuò)、滑動(dòng)。這種巖土結(jié)構(gòu)特征條件下，較易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

（2）地形、地貌

滑坡后緣高程1353m，前緣高程1317m，相對高差36m。剖面上形態(tài)呈直線狀，坡體前緣臨空面高約15m，左右兩側(cè)為季節(jié)性沖溝，前緣剪出口明顯。坡體整體坡度約18°～52°，坡體上農(nóng)田耕地廣泛分布，呈多級階梯狀。坡體上有多級臺面，總體前緣較陡，后緣平緩，前部臨空面明顯。坡體一側(cè)沖溝切割至滑床附近，滑體一側(cè)土體失去約束，類似無側(cè)限剪切作用。這些因素為滑坡的形成提供了有利的地形、地貌條件。

（3）水文地質(zhì)條件

滑體物質(zhì)以第四系土體為主，該層松散、空隙與裂隙較多，表水易于下滲，體內(nèi)四周水及下部承壓水易于流過，坡體內(nèi)粘性土較密實(shí)部分仍可貯存一定流水，形成上層滯水帶。上層滯水帶補(bǔ)給滑帶。本滑坡中，滑帶位于第四系粘土層與二疊系龍?zhí)督M泥巖、炭質(zhì)頁巖、粉砂巖及部分泥炭層（煤層）接觸處。特別是泥巖、砂巖互層，作為相對隔水層，表水下滲后，在該層位更易形成滑帶。

特別是在降雨強(qiáng)度大的時(shí)候，因?qū)娱g水的長期作用，滑帶部位的物質(zhì)力學(xué)強(qiáng)度降低，導(dǎo)致滑體與下部滑床產(chǎn)生相對滑移、錯(cuò)動(dòng)。

（4）人類工程活動(dòng)

該滑坡體上人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈。特別是坡體上部農(nóng)田眾多，因滲透和灌溉，增大了坡體土層及滑帶土的含水量。較密集的耕作活動(dòng)也在一定程度上改變了坡體原始地形，從而改變了坡體應(yīng)力的極限平衡狀態(tài)。

上述條件中，引發(fā)滑坡的主導(dǎo)因素為滑坡體的物質(zhì)組成和地形條件，而強(qiáng)降雨則是滑坡的激發(fā)因素。

2.5 滑坡穩(wěn)定性分析

滑坡特征表現(xiàn)為滑體為粘性土，坡體整體坡面由后至前逐漸變陡，呈多級階梯狀。由淺井成果知，滑動(dòng)面呈不規(guī)則折線狀。第四系殘坡積層分布廣，下伏基巖為強(qiáng)風(fēng)化炭質(zhì)頁巖、粉砂巖、煤層等互層?；瑒?dòng)面位于第四系與下伏基巖接觸處。在持續(xù)強(qiáng)降雨的情況下，地表水下滲，滑體飽水導(dǎo)致滑體重量增加，且滑帶得到潤滑，抗剪強(qiáng)度進(jìn)一步降低，使滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，局部處于不穩(wěn)定狀態(tài)[4～5]。

（1）計(jì)算方法及公式

滑坡為切層土質(zhì)滑坡，滑坡體物質(zhì)主要由第四系殘坡積層組成，將滑體看作均質(zhì)結(jié)構(gòu)，滑面呈折線形，穩(wěn)定計(jì)算采用傳遞系數(shù)法。

據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006附錄E．1．2）[6]計(jì)算公式如下：

式中：

Fs——穩(wěn)定系數(shù)；

Ri——作用于第i塊段的抗滑力（kN/m）；

Ti——作用于第i塊段滑面上的滑動(dòng)分力（kN/m）；

Rn——作用于第n塊段的抗滑力（kN/m）；

Tn——作用于第n塊滑動(dòng)面上的滑動(dòng)分力（kN/m）；

Di——作用于第i塊的動(dòng)水壓力（kN/m）；

Wi——第i 條塊自重標(biāo)準(zhǔn)值與相應(yīng)附加荷載之和（kN/m）；

Ci——第i條塊滑面粘聚力標(biāo)準(zhǔn)值（kPa）；

φi——第i條塊滑面內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值（°）；

ψj——第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊時(shí)的傳遞系數(shù)（j=i時(shí)）。

其中滑體內(nèi)滲透壓力計(jì)算公式如下：

式中：

γW——水的重度，取10kN/m3；

hi——第i條塊地下水位（m）；

Li——第i條塊滑面長度（m）；

αi——第i條塊滑面傾角（°）；

βi——第i條塊地下水流向。

（2）計(jì)算荷載組合

滑體內(nèi)不考慮水淹沒的影響；坡體內(nèi)物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，滲水性強(qiáng)，可不考慮靜水壓力對滑坡體的影響；坡體內(nèi)未見穩(wěn)定地下水，不考慮地下水的影響；調(diào)查區(qū)地震基本烈度小于Ⅵ度，不考慮地震荷載對滑坡體的影響。

整個(gè)滑坡體上建筑物分布不均，在此考慮滑體無集中荷載，基本荷載主要為滑體的自重。

（3）計(jì)算工況

考慮該滑坡在暴雨期間，滑坡整體變形破壞跡象明顯，滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?？紤]降雨對該滑坡穩(wěn)定性的影響較大，故本次穩(wěn)定性驗(yàn)算考慮以下兩種計(jì)算工況，其中工況1為天然工況（滑體自重），工況2為設(shè)計(jì)控制工況（滑體自重+暴雨）。因滑坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，透水性較強(qiáng)，故不考慮工況2中滲透壓力對滑坡穩(wěn)定性的影響，而是根據(jù)C、Ф值的變化來計(jì)算其穩(wěn)定性。

工況1：天然狀況（滑體自重）；

工況2（設(shè)計(jì)工況）：天然狀況+50年一遇暴雨（滑體自重+暴雨）。

（4）計(jì)算參數(shù)

①滑體重度的確定

滑體主要以粘土、碎石土為主，本次穩(wěn)定性計(jì)算中滑體重度主要采用試驗(yàn)值，滑體天然重度取17.90kN/m3、飽和重度取18.25kN/m3。

②滑帶土抗剪強(qiáng)度的確定

本次設(shè)計(jì)采用經(jīng)驗(yàn)值參數(shù)與試驗(yàn)值綜合比對取值，進(jìn)行驗(yàn)算，具體參數(shù)見表1。

表1 穩(wěn)定性計(jì)算滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)采用值

③結(jié)果分析

依據(jù)上述建立的滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型、計(jì)算工況以及確定的穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)，選擇Ⅰ-Ⅰ＇、Ⅱ-Ⅱ＇、Ⅲ-Ⅲ＇三條剖面，利用傳遞系數(shù)計(jì)算的滑坡典型計(jì)算剖面的穩(wěn)定性系數(shù)如表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

2.6 穩(wěn)定性綜合評價(jià)及結(jié)論

由表2可知，主滑體Ⅰ-Ⅰ＇剖面在天然狀況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.26，滑坡推力為-163.93kN，滑體處于穩(wěn)定狀態(tài)；在天然狀況+50年一遇暴雨工況（工況2）下穩(wěn)定性系數(shù)為1.00，穩(wěn)定性有較大程度的降低，小于設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)定性安全系數(shù)1.15，滑坡推力為711.98kN，滑坡整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；Ⅱ-Ⅱ＇剖面天然狀況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.24，滑坡推力為-650.11kN，滑體處于穩(wěn)定狀態(tài)。在天然狀況+50年一遇暴雨工況（工況2）下穩(wěn)定性系數(shù)為0.98，穩(wěn)定性有一定的降低，小于設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)定性安全系數(shù)1.15，滑坡推力為1094.57kN，滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)；Ⅲ-Ⅲ＇剖面天然狀況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.25，滑坡推力為-450.56kN，滑體處于穩(wěn)定狀態(tài)。在天然狀況+50年一遇暴雨工況（工況2）下穩(wěn)定性系數(shù)為0.99，穩(wěn)定性有一定的降低，小于設(shè)計(jì)工況下的穩(wěn)定性安全系數(shù)1.15，滑坡推力為875.22kN，滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3 結(jié)論

本次調(diào)查研究的六枝特區(qū)龍場鄉(xiāng)營盤村老馬小學(xué)滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患，其滑坡體穩(wěn)定性差，在強(qiáng)降雨等自然因素的作用下極易出現(xiàn)整體滑動(dòng)，對營盤組及老馬小學(xué)共計(jì)1057名民眾、師生及周邊建筑物構(gòu)成嚴(yán)重威脅，危害程度大，危險(xiǎn)性大。應(yīng)及時(shí)對滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行治理。在滑坡治理設(shè)計(jì)中應(yīng)采取一定的抗滑支擋措施。由滑坡穩(wěn)定性分析結(jié)果可知，降雨對滑坡穩(wěn)定性影響較大，而降雨又是引起滑帶物質(zhì)抗剪強(qiáng)度降低的關(guān)鍵因素，因此，在滑坡治理設(shè)計(jì)中應(yīng)注重坡面排水工程的布置，以防止雨水下滲以及雨水對坡面的沖刷作用。

[1]王尚彥，王純厚，張 慧.貴州安順—六枝—納雍地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害特點(diǎn)[J].貴州地質(zhì)，2005(3):201～205.

[2]全國地震標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì).《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001)[S].2001.

[3]中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》(GB50011-2001)[S].2001

[4]劉 伍，馬銀仁，劉興龍.山西省陽泉市平定縣某滑坡體成因分析[J].城市地質(zhì)，2010(1):33～36.

[5]劉 勇，胡 嶼.貴州省關(guān)嶺縣永窩、大寨滑坡-碎屑流形成機(jī)制淺析[J].城市地質(zhì)，2013(2):16～20.

[6]重慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局.地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范(DB50/143-2003)[S].2003.