普格縣某不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性計算評價及治理工程措施

王佃明 譙鵬志

中國地質(zhì)科學(xué)院探礦工藝研究所 四川 成都 610000

1.滑坡概況

勘察區(qū)地處普格縣蕎窩鎮(zhèn)云盤山村。本次工作對象為不穩(wěn)定斜坡，根據(jù)其地形地貌、坡體結(jié)構(gòu)、災(zāi)害體類型和危險區(qū)范圍，勘查工作區(qū)面積總計0.13km2。

斜坡前緣位于蕎窩溝邊，高程1414～1425m；后緣位于民房（已搬遷、但房屋未拆）后土層較薄的陡緩交界地點，該地帶局部有基巖出露，高程1520m；兩側(cè)以沖溝及土層較薄的陡緩交界地點為界。

斜坡整體形態(tài)向坡外略凸，上部地形較緩、中下部地形較陡且有下挫現(xiàn)象，其長約260m，寬70～130m（平均約90m），平面形態(tài)呈“長舌型”，面積約2.34×104m2，其潛在滑動面主要為巖土界面，鉆探揭露厚度6.1～21.5m，平均約15m，體積35×104m3，屬中型土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。

2.工程地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

勘查區(qū)屬侵蝕、剝蝕構(gòu)造中山地貌，不穩(wěn)定斜坡位于（蕎窩溝）谷坡下部，總體北高南低，平面上地形略向外凸出，分布高程為1414m～1520m，前緣高程約1414m，后緣高程約1520m，垂直高差106m，后部相對較緩、中前部相對較陡，坡度15°～45°，整體坡向155°

2.2 氣象

勘查區(qū)位于四川省低緯度地區(qū)，氣候受西南季風(fēng)和印度北部干燥大陸性氣團交替控制，多年平均降水量1176.3mm，日最大降雨量157.5mm，小時最大降雨量51.2mm，十分鐘最大降雨量15.2mm，最大年降水量1291.2mm，最小年降水量601.5mm，相差達689.7mm。降水年際變化較大，年內(nèi)分配不均，5～10月，隨著季風(fēng)的進入，雨量劇增，出現(xiàn)較集中的降雨現(xiàn)象，降水量占年平均降水量的89.2%

2.3 地層巖性

勘查區(qū)內(nèi)主要出露地層巖性有：第四系地層（Q）主要為崩坡積物(Q4col+dl)主要分布在斜坡中部，殘坡積物（Q4el+dl）主要分布于溝谷兩側(cè)坡體上及后緣，人工填土（Q4ml）主要分布在房屋周圍，沖洪積（Q4al+pl）主要分布在蕎窩溝內(nèi)；基巖主要為白堊系地層飛天山組（K1f）紫紅色長石石英砂巖夾粉砂巖，泥巖夾頁巖。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

勘查區(qū)及附近主要發(fā)育黑水河斷裂及則木河北西向壓扭性斷裂。黑水河斷裂為南北向的壓性斷裂，由兩條南北向斷裂組成，發(fā)育于黑水河背斜軸部。則木河北西向壓扭性斷裂，南起普格縣以南，順則木河，越過蘆山東麓邛海湖濱，在西昌與安寧河斷裂斜接，呈北北西～南南東走向。

勘查區(qū)位于則木河斷裂西翼，受構(gòu)造擾動影響，區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀有較大變化，現(xiàn)場實測巖層產(chǎn)狀66～88°∠29～37°，地層呈單斜產(chǎn)出。

工作區(qū)根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306－2001），工作區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，設(shè)計基本地震加速度值為0.20g，屬中硬不穩(wěn)定場地區(qū)，發(fā)生中、強地震可能性較大，場地區(qū)域穩(wěn)定性較差

2.5 水文地質(zhì)

根據(jù)地下水的水理性質(zhì)、水力特征及賦存條件可將區(qū)內(nèi)地下水大致劃分為松散堆積層孔隙水和基巖裂隙水兩大類，松散巖類孔隙水主要分布于河漫灘和一級階地，賦存于第四系的河床沖洪積及冰水堆積物內(nèi)。松散層孔隙水與河水聯(lián)系較密切，一般水量較豐富，賦水性差異大，僅沿河谷底部分布。

2.6 人類工程活動

勘查區(qū)內(nèi)人類工程活動主要為：農(nóng)業(yè)耕種等。斜坡大都為耕地，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，在土層內(nèi)部形成軟化層導(dǎo)致斜坡不穩(wěn)定。另外耕種的引水灌溉也加速了斜坡的變形發(fā)展。

3.不穩(wěn)定斜坡的基本特征

3.1 地質(zhì)災(zāi)害特征概述

該不穩(wěn)定斜坡整體形態(tài)向坡外略凸，中上部地形較緩、地形坡角15°～25°，下部地形較陡、坡度25°～45°，整體坡向155°，其長約260m、寬70～130m（平均約90m），平面形態(tài)呈“長舌型”，面積約2.34×104m2，其潛在滑動面主要為巖土界面，鉆探揭露厚度6.1～21.5m，平均約15m，體積3.5×105m3，屬中型土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡，前緣邊界位于蕎窩溝；后緣邊界房屋背后陡坎位置；左、右側(cè)以沖溝為界。

3.2 不穩(wěn)定斜坡變形跡象

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問，該不穩(wěn)定斜坡歷史上在其中部曾發(fā)生變形下挫，地形上有下挫陡坎及平臺，后已自然封閉，現(xiàn)未見明顯裂縫，但其前部坡度較陡地帶（裂縫位置）每年雨季均發(fā)現(xiàn)有不同程度的蠕動變形拉裂現(xiàn)象、局部滑塌現(xiàn)象，其他季節(jié)未見明顯變形。

后部民房（人已搬遷）未見明顯的與滑動變形匹配的變形裂縫，中部未見明顯的新近滑動變形裂縫，但在其前部坡度較陡地帶發(fā)現(xiàn)坡體有新鮮裂縫發(fā)育，裂縫可見長度8m、寬10～40cm，前緣有近年的滑塌堆積物。

從變形特征上看：將該不穩(wěn)定斜坡分為潛在變形區(qū)1、潛在變形區(qū)2及已變形區(qū)。

潛在變形區(qū)1（不穩(wěn)定斜坡中后部）：近年未見明顯的變形加劇現(xiàn)象，處于基本穩(wěn)定～穩(wěn)定狀態(tài)；潛在變形區(qū)2（不穩(wěn)定斜坡前部左側(cè)）：近年未見明顯的變形加劇現(xiàn)象，但由于坡度較陡，處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)；已變形區(qū)：近年雨季變形拉裂、滑塌現(xiàn)象較強烈，后壁有1～2m下挫陡坎，每年雨季均發(fā)現(xiàn)有不同程度的蠕動變形拉裂現(xiàn)象、局部滑塌現(xiàn)象，兩側(cè)有裂縫，由于本區(qū)大多為耕地，裂縫被種植覆蓋，被前緣有明顯堆積體，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，其他季節(jié)變形不明顯，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

該不穩(wěn)定斜坡主要為土體變形，為由前緣向后部擴展的形式，屬于牽引式土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。

3.3 潛在滑體特征

從潛在滑體厚度看：據(jù)現(xiàn)場鉆探揭露潛在滑體厚6.1～21.5m，屬第四系崩坡積，主要為塊碎石土，據(jù)鉆孔揭露斜坡區(qū)內(nèi)中上部厚度10.5～14.9m，有向下變薄的趨勢；下部厚度6.1～21.5m，呈中間相對較薄、兩側(cè)相對較厚的形態(tài)。從潛在滑體巖土性質(zhì)及結(jié)構(gòu)看：主要為第四系崩坡積物(Q4col+dl)：為塊碎石土，塊碎石含量約為50～70%，巖性主要為砂巖、均勻性差，據(jù)鉆孔揭露：坡體中上部在巖土界面以上2～3m粉質(zhì)黏土含量較高，接近基巖時為粉質(zhì)黏土夾碎塊石，其余為塊石土；坡體下部其余孔揭露的多為塊石土。

3.4 潛在滑帶及潛在滑床特征

本不穩(wěn)定斜坡潛在滑床：主要為下伏基巖（白堊系下統(tǒng)飛天山組（K1f）中，巖性為紫紅色長石石英砂巖夾粉砂巖，泥巖夾頁巖，下部及潛在剪出口地帶為崩坡積物塊碎石土。

據(jù)變形特征分析及計算搜索，該不穩(wěn)定斜坡分為2個次級潛在滑帶：

次級潛在滑帶1：位于不穩(wěn)定斜坡中上部，可能的剪出口位于下部地形及巖土界面陡緩交界地帶，該潛在滑帶以粉質(zhì)粘土為主夾碎塊石，傾角在15～25°。

次級潛在滑帶2：位于不穩(wěn)定斜坡下部，可能的剪出口位于坡腳，該潛在滑帶以塊石土為主，傾角在20～45°。

潛在滑床主要為下伏基巖白堊系下統(tǒng)飛天山組紫紅色長石石英砂巖夾粉砂巖，泥巖夾頁巖，巖層產(chǎn)狀：66°∠27°，薄～中厚層狀，表層巖體強風(fēng)化，其透水性弱。

4.穩(wěn)定性分析

4.1 巖土體參數(shù)選取

潛在滑體和滑床的物理力學(xué)參數(shù)的選取依據(jù)勘查報告，潛在滑動面的力學(xué)參數(shù)由勘查試驗值和工程類比經(jīng)驗數(shù)據(jù)并結(jié)合典型剖面反演算結(jié)果綜合確定，各巖土體參數(shù)取之見表1、表2、表3。

表1 土體重度取值表

表2 不穩(wěn)定斜坡上部算參數(shù)選取

表3 不穩(wěn)定斜坡下部算參數(shù)選取

4.2 穩(wěn)定性計算及結(jié)果論述

穩(wěn)定性計算采用傳遞系數(shù)法計算，并選取天然、暴雨及地震三種工況進行計算。計算公式為：

式中：

依據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006），本次地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級為Ⅲ級。根據(jù)滑坡防治工程設(shè)計安全系數(shù)的取值要求，不穩(wěn)定斜坡防治工程設(shè)計安全系數(shù)取值如下：工況Ⅰ，安全系數(shù)取1.10；工況Ⅱ、工況Ⅲ，安全系數(shù)均取1.05。計算剖面選擇為剖面1、剖面2、剖面3、剖面4進行計算，潛在滑坡體剩余下滑推力如表4。

表4 下滑推力計算結(jié)果

根據(jù)穩(wěn)定性定量計算結(jié)果，可看出：

不穩(wěn)定斜坡：1-1’整體在工況I處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況II及工況III處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，1-1’潛在變形區(qū)1在工況I處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況II及工況III處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，1-1’已變形區(qū)在工況I處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，工況II及工況III處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，1-1’已變形區(qū)失穩(wěn)后潛在變形區(qū)1在工況I處于穩(wěn)定狀態(tài)，工況II處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，工況III處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；2-2’剖面已變形區(qū)在工況I處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，工況II及工況III均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；3-3’剖面已變形區(qū)工況I處于穩(wěn)定狀態(tài)，在工況II及工況III均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；8-8’剖面潛在變形區(qū)在工況I處于基本穩(wěn)定，工況II及工況III均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4.3 穩(wěn)定性敏感因素分析

斜坡穩(wěn)定性計算結(jié)果數(shù)據(jù)分析可以看出，大氣降雨與斜坡的穩(wěn)定性關(guān)系密切，斜坡的穩(wěn)定與大氣降雨敏感性因素較大。

4.4 成因機理分析

（1）坡體結(jié)構(gòu)

斜坡地表物質(zhì)較松散，使得雨水、地表水易于大量入滲，增加坡體自重，并破壞土體結(jié)構(gòu)。目前，坡體上發(fā)育多組裂縫，地表水可以通過裂縫直接滲入坡體內(nèi)部降低滑坡體的抗剪強度。

（2）地形地貌

地形地貌：不穩(wěn)定斜坡高度約106m，平均寬度90m，平均坡度35°左右，這種地形高陡、匯水面廣的地形地貌條件，加劇斜坡不穩(wěn)定性，為不穩(wěn)定斜坡滑動變形提供了有利條件。

（3）大氣降水

降雨是不穩(wěn)定斜坡的重要觸發(fā)因素。水的影響主要除降雨匯集的地表水還包括前緣河溝沖刷右岸。由于表層土體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，河水入滲充滿裂隙或空隙時，形成靜水壓力；當出現(xiàn)水頭差時，形成動水壓力，由于水的作用，急劇改變土體的受力情況。這些都造成潛在滑面的抗剪強度降低，甚至完全喪失抗剪能力，導(dǎo)致坡體失穩(wěn)，從而形成滑坡。

5.斜坡治理工程措施

5.1 抗滑樁工程

抗滑樁設(shè)置在斜坡坡腳位置，其中I型抗滑樁截面為1.2m×1.5m，樁長為9.0m，樁間距6.0m，共布置7根；II型抗滑樁截面1.0m×1.2m，樁長10.5m，樁間距6.0m，共布置7根。樁身采用C30混凝土，護壁采用C20混凝土，要求樁嵌入滑床中約為樁長的1/3～2/5。

5.2 擋土墻工程

擋土墻高4.4m，基礎(chǔ)持力層為塊碎石土地層，墻基底嵌入地基下1.4m，頂寬0.8m，底寬1.68m，面坡仰斜坡率為1:0.2，背坡面直立，基底內(nèi)傾坡率為0。墻體圬工采用M7.5砂漿漿砌MU30塊石。墻體后設(shè)碎石土透水層，透水層厚0.3m。擋土墻墻身根據(jù)其高度設(shè)置二排Ф80mm的PVC泄水孔，每隔9m設(shè)置伸縮縫和沉降縫，伸縮縫和沉降縫設(shè)在一起，縫寬20mm。

5.3 封閉裂縫

封閉裂縫的作用是防止水通過裂縫滲入斜坡，降低巖土體的物理力學(xué)參數(shù)，對斜坡表面拉裂縫進行填縫夯實，填料選用粘性土，并采用M10砂漿對裂縫進行封閉，封閉寬度應(yīng)大于裂縫兩側(cè)各不小于30cm。

6.結(jié)束語

（1）該斜坡屬于中型土質(zhì)斜坡，采用瑞典條分法進行穩(wěn)定性評價及推力計算，方法選取恰當，計算結(jié)果與滑坡實際變形狀態(tài)相符。

（2）該斜坡采取“抗滑樁+擋土墻+封閉裂縫”的綜合治理方案，治理效果較好，達到了消除滑坡隱患，優(yōu)化了人居環(huán)境的目標。

（3）工程案列對此類型不穩(wěn)定斜坡治理有較高的參考與借鑒價值。