福貢縣阿尼布滑坡成因及穩(wěn)定性分析評價(jià)

彭云峰，蔣歡平

(1.怒江傈僳族自治州自然資源和規(guī)劃局， 云南 瀘水 673200 ；2.云南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院昆明地質(zhì)礦產(chǎn)所， 云南 昆明 650051)

阿尼布滑坡所處區(qū)域?qū)儆诘刭|(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，為一受構(gòu)造破碎和風(fēng)化形成的老滑坡，受人類工程施工等影響產(chǎn)生了變形復(fù)活，目前仍處于不穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。

1 滑坡地質(zhì)環(huán)境

1.1 滑坡區(qū)地形地貌

阿尼布滑坡位于碧羅雪山山脈西坡，怒江左岸，勘查點(diǎn)坡面主要為居民區(qū)和耕地，后緣高程1730m，前緣高程1615.0m～1624.0m，前后緣高差115m，滑坡最大長度230m，平均寬165m，主滑方向250°?；卤眰?cè)坡度較陡，平均坡度約40°，南側(cè)較為平緩，平均坡度26°?；潞缶壉蝗藶楦脑斐逝_階狀。

1.2 滑坡體巖性

(1)第四系(Q4)廣泛分布于調(diào)查區(qū)及南北兩側(cè)低洼地帶，按成因可分為滑動(dòng)堆積物、殘坡積物。

(2)元古界崇山群(Ptch)：在滑坡外圍東側(cè)和南側(cè)溝道廣泛出露，巖性為花崗片麻巖，根據(jù)鉆孔揭露，該套地層風(fēng)化強(qiáng)烈，根據(jù)風(fēng)化程度可分為全風(fēng)化層和中風(fēng)化層。

全風(fēng)化花崗片麻巖，灰白色，勘查區(qū)全風(fēng)化最大厚度達(dá)到34m，在橫向上呈南側(cè)厚，北側(cè)逐漸變緩，縱向厚度基本均勻，巖層結(jié)構(gòu)已基本破壞，但從巖芯中尚可觀察到片麻理層理特征。

中風(fēng)化花崗片麻巖，下伏全風(fēng)化花崗片麻巖，鉆孔揭露厚度大于5m，巖芯呈短柱狀，巖性致密堅(jiān)硬，抗風(fēng)化能力較強(qiáng)，厚層狀，單層厚度一般40cm～60cm，局部60～80cm?；潞缶壠槔懋a(chǎn)狀傾向275°～280°，傾角63°～70°，滑體以下近水平狀，發(fā)育縱橫向節(jié)理。受結(jié)構(gòu)面影響該套地層易沿層面剝落。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

除了巖性和地形條件外，構(gòu)造是形成滑坡的重要條件，大斷層造成巖石破碎，揉曲現(xiàn)象非常強(qiáng)烈。不僅使地表水或降水容易下滲，同時(shí)也為地下水活動(dòng)提供了通道。區(qū)內(nèi)南北向斷裂斷層十分發(fā)育，主要以怒江深大斷裂和獐子山-托基斷裂為主，構(gòu)成南北向斷裂帶，受斷裂活動(dòng)擠壓影響，以變質(zhì)巖廣泛出露、酸性侵入巖極為發(fā)育為其特征，分布于褶皺系內(nèi)的各個(gè)時(shí)代地層均有不同程度的變質(zhì)。

斷裂活動(dòng)影響形成阿打村向形構(gòu)造，受構(gòu)造擠壓影響，片麻巖呈破碎狀，一方面受風(fēng)化、地下水的影響，降低了巖土體的工程特性，另一方面向形東翼(滑坡后緣)至滑坡中部地層片理自東向西逐漸變緩，最終在向形核部呈水平狀，該類地層結(jié)構(gòu)為地下水的流通創(chuàng)造了良好的通道。以上兩個(gè)方面利于滑坡的滑動(dòng)。

1.4 新構(gòu)造活動(dòng)和地震

福貢縣新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)屬滇西掀斜式隆起區(qū)，按新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度進(jìn)一步劃分屬蘭坪—思茅次級斷塊隆升亞區(qū)，且怒江斷裂、碧羅雪山斷裂均為著名的活動(dòng)性斷裂，沿?cái)嗔褞в械責(zé)釡厝姆植迹饕憩F(xiàn)為垂直升降運(yùn)動(dòng)，形成雄偉壯麗的雪山深谷，并在雪山一帶有現(xiàn)代冰川堆積，深切峽谷中現(xiàn)代沖洪積物十分發(fā)育。

根據(jù)《中國地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2015)，調(diào)查區(qū)貫穿兩個(gè)地震加速度分區(qū)帶，子里甲鄉(xiāng)以北地區(qū)地震動(dòng)反映譜特征周期為0.45s，地震動(dòng)峰值加速度值為0.10g，子里甲鄉(xiāng)以南一帶地震動(dòng)峰值加速度值為0.15g，抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，區(qū)域地殼穩(wěn)定性屬次不穩(wěn)定區(qū)。

圖1 阿尼布滑坡平面示意圖

2 滑坡體概況

阿尼布滑坡為一受構(gòu)造破碎和風(fēng)化形成的老滑坡，受人類工程活動(dòng)等影響產(chǎn)生了變形復(fù)活，阿打村60戶400余居民居住于滑坡體及滑坡周邊，平面形態(tài)呈不規(guī)則“簸箕”狀，上窄下寬，后緣呈“圈椅”狀，后緣高程1730m，前緣高程1615.0m～1624.0m，前后緣高差115m，滑坡最大長度230m，平均寬165，主滑方向250°(圖1、圖2)?；卤眰?cè)坡度較陡，平均坡度約40°，南側(cè)較為平緩，平均坡度26°?；潞缶壉蝗藶楦脑斐逝_階狀，主要為阿打村居民區(qū)?；轮邢虏砍?級臺階，每級臺階寬5m～8m，平均高3m，為部分居民房屋，新修通村公路從滑坡中部穿過，滑坡頂部居民房屋以下至新修道路之間發(fā)生過淺層滑動(dòng)，局部出現(xiàn)小的滑坡洼地，坡面局部發(fā)生次級滑動(dòng)，滑動(dòng)擦痕明顯，擦痕坡度約65°，擦痕表面光滑。滑坡體面積約280m2；縱向上滑體中后部較厚，厚度18.0m～23.0m，前部厚度相對較小，厚度12m～15m；橫向上北側(cè)薄南側(cè)厚?；w平均厚度約20m，體積約5300m3，屬中等規(guī)?；?。

3 滑坡成因分析

3.1 地形地貌

阿尼布滑坡區(qū)山大溝深，后緣高程1730m，前緣高程1615.0～1624.0m，前后緣高差115m，平均坡度29°，最大坡度40°，植被覆蓋率不足5%，滑坡受斷裂構(gòu)造的影響，東側(cè)山體陡峻、基巖裸露，滑體兩側(cè)發(fā)育沖溝，易于地表水匯集下滲，為滑坡形成創(chuàng)造了有利的地形條件。

3.2 地層巖性

滑體物質(zhì)上層主要為風(fēng)化破碎片麻巖碎屑，該套地層風(fēng)化后殘留下的物質(zhì)主要為較堅(jiān)硬的長石、石英，利于地下水的流通，其它礦物已被風(fēng)化呈高嶺土，高嶺土遇水易軟化和泥化，工程性質(zhì)較差，屬于易滑地層，上述地層決定了滑坡的發(fā)生和發(fā)展。

3.3 地表水地下水

滑坡后緣“圈椅”狀的構(gòu)造利于地表水的匯集，成為地表水和地下水的匯集帶，滑坡體內(nèi)地下水豐富，局部地段含水層的厚度達(dá)到10m，部分地段泉水出露。地下水對滑坡的影響主要有三個(gè)方面，一是導(dǎo)至風(fēng)化破碎的花崗片麻巖碎屑中的部分礦物成份泥化，二是地下水將風(fēng)化破碎的花崗片 麻巖碎屑組成的滑帶土浸泡到可塑至軟塑狀態(tài)，惡化其工程性質(zhì)，降低其力學(xué)強(qiáng)度；三是加大坡體自重，形成靜水壓力和滑坡體中的動(dòng)水壓力。

圖2 阿尼布滑坡Ⅱ-Ⅱ′工程地質(zhì)剖面示意圖

3.4 人類工程活動(dòng)

隨著經(jīng)濟(jì)的迅速發(fā)展和人口的不斷增加，村民建房及道路拓展中的坡角開挖導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)，在本項(xiàng)目勘查期間，沿滑坡坡面通村公路開始開挖，嚴(yán)重影響了滑坡的應(yīng)力平衡，容易引發(fā)老滑坡的再次滑動(dòng)(圖2)。

隨著人口的不斷增加，耕地面積日趨緊張，毀林墾荒、開墾土地等活動(dòng)破壞植被，導(dǎo)致生態(tài)環(huán)境嚴(yán)重惡化，造成大面積水土流失，誘發(fā)滑坡。

區(qū)內(nèi)大部分為山地地區(qū)，隨著人口數(shù)量不斷增加，陡坡緩坡種植面積不斷擴(kuò)大，且大多為陡坡耕地，破壞了原有的植被，使地表裸露，土壤持水能力下降，降水下滲，在土層與基巖接觸面形成軟化層導(dǎo)致斜坡不穩(wěn)定。另外耕種的灌溉水也加速了滑坡的變形發(fā)展。

阿尼布滑坡坡面主要為阿打村居民區(qū)，村內(nèi)無規(guī)劃排水系統(tǒng)，居民的生活用水隨意排放，且村內(nèi)設(shè)置多處蓄水池?zé)o完善的管理排放，池內(nèi)水滿后隨意溢出沿坡面流淌，生活用水的隨意排放大部分將入滲滑體，降低土體的抗剪強(qiáng)度，容易產(chǎn)生滑坡滑動(dòng)。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

從地貌形態(tài)演變、地質(zhì)條件對比、分析滑動(dòng)因素的變動(dòng)和監(jiān)測滑坡的變形跡象等方面綜合分析，判定阿打村阿尼布滑坡的穩(wěn)定性?；缕骄露?2°，前緣較平緩，中下部臨空面較大，在降雨影響下后緣出現(xiàn)拉張裂縫，南側(cè)邊界出現(xiàn)剪切裂縫，受后緣下錯(cuò)影響，部分房屋基礎(chǔ)下沉，滑坡前緣變形不明顯。判定該滑坡處于緩慢變形(不穩(wěn)定)狀態(tài)。

4.1 計(jì)算方法及公式

根據(jù)勘查成果，阿尼布滑坡滑面呈折線型。采用傳遞法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算公式：

其中：Rn=(Wn((1-ru)cosan-Asinan)RDm)tanφn+CnLn

Tn=Wn(sinan+Acosan)+TDn

式中：Kf—穩(wěn)定性系數(shù)；

ψi—第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時(shí)的傳遞系數(shù)(j=i)，即

ψi=cos(ai-ai+1)-sin(ai-ai+1)tanφi+1；

Ri—第i計(jì)算條塊坡體抗滑力(kN/m)；

Ti—第i計(jì)算條塊坡體下滑力(kN/m)；

ai——第i條塊坡面傾角(°)；

Ni—第i計(jì)算條塊坡體在滑動(dòng)面法線上的反力 (kN/m)；

Ci—第i計(jì)算條塊滑動(dòng)面上巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；

φi—第i計(jì)算條塊滑帶土的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(°)；

Li—第i計(jì)算條塊滑動(dòng)面長度(m)；

A—地震加速度(重力加速度g)。

滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算中考慮了地下水的浮托力和滲透壓力，其計(jì)算公式為：

浮托力：Ffi=Vw×(1-n)×rw

滲透壓力：Fsi=Vw×rw×ji

式中：Ffi——浮托力(KN)；

Fsi——滲透壓力(KN)；

Vw——飽水土的體積(m3)；

n——飽水土的孔隙度；

rw——水的重度(KN/ m3)；

Ji——滲透坡降。

滑坡推力計(jì)算公式為：Pi=KsWisinai+ψPi-1-Wiconaitanφi-CiLi

式中：Pi——第i-1條塊的剩余下滑力，作用于分界面的中點(diǎn)(kN/m)；

Pi-1——第i+1條塊的剩余下滑力，作用于分界面的中點(diǎn)(kN/m)；

Ks——滑坡推力安全系數(shù)。

4.2 計(jì)算工況

工況Ⅰ：自重+(地下水)，考慮滑體自重及附加荷載，地下水位以上采用滑帶(面)取飽和狀態(tài)下的C、φ值，容重地下水位以上取天然容重，地下水位以上取飽和容重。

工況Ⅱ：自重+暴雨+(地下水)，采用滑面飽水狀態(tài)下的C、φ值，采用滑體飽水時(shí)的容重。

工況Ⅲ：自重+地震+(地下水)，考慮滑體自重及附加荷載，地下水位以上采用滑帶(面)取飽和狀態(tài)下的C、φ值，容重地下水位以上取天然容重，地下水位以上取飽和容重?？紤]滑坡區(qū)的地震力。

4.3 滑坡防治工程安全等級

阿尼布滑坡威脅范圍內(nèi)主要為滑坡體上居住的60戶400余居民和坡面大量的耕地，潛在經(jīng)濟(jì)損失小于2000萬元?；路乐喂こ贪踩燃墳棰蠹?。

4.4 計(jì)算參數(shù)取值

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算參數(shù)取值見表1。

表1 穩(wěn)定性計(jì)算巖土體參數(shù)取值

4.5 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)(表2)，對滑坡穩(wěn)定性狀況進(jìn)行分析評價(jià)(表3)。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果顯示，阿尼布滑坡各剖面計(jì)算結(jié)果均處于不穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)，與現(xiàn)狀調(diào)查結(jié)果基本一致。

表2 滑坡穩(wěn)定狀態(tài)劃分

表3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果表

5 結(jié)論及滑坡防治建議

5.1 結(jié)論

阿達(dá)村滑坡體規(guī)模中等，滑體物質(zhì)主要為風(fēng)化破碎花崗片麻巖碎屑，滑坡穩(wěn)定性影響因素除地形地貌、地層巖性、地表水和地下水條件及作用、地質(zhì)構(gòu)造等自然因素外，降雨、地震、人類工程活動(dòng)也是誘發(fā)滑坡滑動(dòng)的主要因素。

5.2 滑坡防治建議

通過對阿尼布滑坡的勘查，依據(jù)滑坡成因、穩(wěn)定性分析評價(jià)及其發(fā)展趨勢，結(jié)合《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T0219-2006)一般滑坡防治工程分級表，綜合評價(jià)該滑坡防治工程級別為Ⅲ級。鑒于該滑坡體不穩(wěn)定，建議對在滑坡南部中段坡面較為平緩處設(shè)置抗滑樁，防止其繼續(xù)蠕滑；北段坡度較陡處采取錨索框架錨固措施。在外圍設(shè)置、完善截排水工程，防止生活用水、地表水等直接對其沖刷，防止滑坡進(jìn)一步擴(kuò)張，以保障其周邊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全和居住環(huán)境安全。