紅椿箐滑坡評(píng)價(jià)及治理方案探討

晁江琴* 徐世光 尚利康 鄧敏

（1、昭通學(xué)院，云南 昭通 657000 2、云南地礦工程勘察集團(tuán)有限公司，云南 昆明 650041）

1 概述

滑坡，一種常見(jiàn)地質(zhì)災(zāi)害，如果治理分析不當(dāng)，不僅對(duì)人們的經(jīng)濟(jì)造成損失，同時(shí)對(duì)人民生命安全也有威脅[1]。眾多學(xué)者及工程技術(shù)人員針對(duì)滑坡穩(wěn)定性分析和治理方面進(jìn)行了深入的研究[2]，提供了寶貴的經(jīng)驗(yàn)。

紅椿箐滑坡位于華坪縣榮將鎮(zhèn)紅椿箐村委會(huì)，受特殊地質(zhì)構(gòu)造、地形地貌條件以及人工開(kāi)挖、加載邊坡等不合理人為因素的控制，20 世紀(jì)80 年代滑坡開(kāi)始滑動(dòng)變形，至今已造成10 余人的傷亡，毀壞房屋建筑8 間，財(cái)產(chǎn)損失30 余萬(wàn)。為保障人民生命財(cái)產(chǎn)安全，通過(guò)野外實(shí)地調(diào)查，查清了紅椿箐滑坡規(guī)模特征、形成原因，采取穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，確定主要治理措施為錨索抗滑樁并輔以截水溝進(jìn)行防排水處理[3]。

2 滑坡發(fā)生背景

2.1 地形地貌

滑坡區(qū)隸屬云南省華坪縣，岸坡陡峻，地形切割強(qiáng)烈，山勢(shì)走向?yàn)槟媳毕?，地面坡?5°～45°，為典型構(gòu)造侵蝕地貌。北東側(cè)的山頂標(biāo)高為1943m。最低點(diǎn)為南側(cè)的金沙江，標(biāo)高1045m，相對(duì)高差達(dá)898m?；挛挥诩t椿箐村委會(huì)四組斜坡上，地形上緩下陡，坡度25°～45°。斜坡已被開(kāi)墾為農(nóng)田和建設(shè)為房屋，形成多級(jí)臺(tái)階，臺(tái)坎高1～3m。

2.2 氣象水文

滑坡區(qū)氣候類(lèi)型為熱帶低熱河谷氣候，受地勢(shì)影響，垂直分帶顯著，區(qū)內(nèi)年氣溫在13～27℃，降水在870～1200mm。地表水系屬金沙江水系中段北岸，地表樹(shù)枝狀季節(jié)性沖溝發(fā)育，匯于紅椿箐大溝，匯水面積約14km2，主溝長(zhǎng)約6.6km，向南約2km 流入金沙江。紅椿箐大溝常年有水，枯水期流量約1.0L/s。

2.3 地層巖性

工程鉆探揭露，該區(qū)出露地層從上至下包括第四系（Q4）和侏羅系（J2s）。

①層：第四系耕土，黃色，主要是粉質(zhì)粘土，含植物根系，厚度0.5～1.0m。①1層：第四系人工填土（Q4ml），以粉質(zhì)粘土為主，含有較多碎石，松散，稍濕，不均勻，厚度0.5～0.6m。

②層：粉質(zhì)粘土（Q4el+dl），灰黃～黃褐色，稍濕，硬塑，強(qiáng)度較好，局部夾碎石。厚度變化較大，介于1.0～13.0m。②1層：含碎石粉質(zhì)粘土（Q4el+dl），褐灰、黃褐色，稍濕，硬塑狀，強(qiáng)度較好，局部夾碎石。厚度變化較大，介于1.5～8.7m。

③層：砂巖（J2s），灰綠～紫紅色，中～厚層塊狀，風(fēng)化強(qiáng)度弱，產(chǎn)狀65°∠4°，發(fā)育2 組裂隙，分別為：（a）J1：348°∠78°，2 條/m，平直，延伸長(zhǎng)3m；（b）J2：132°∠83°，2 條/m，平直，延伸長(zhǎng)2m。差異風(fēng)化顯著，影響深度較大。③1層：泥巖（J2s），灰黃～褐黃色，濕，可～硬塑狀，強(qiáng)風(fēng)化，可見(jiàn)原巖結(jié)構(gòu)，厚度變化較大，介于2.0～16.1m。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造及地震

滑坡區(qū)大地構(gòu)造位置處于川滇臺(tái)背斜，滇中臺(tái)陷華坪臺(tái)穹構(gòu)造帶西側(cè)，傾伏褶曲發(fā)育，軸向多為北西向，與褶皺伴生的小逆斷層亦較發(fā)育。區(qū)內(nèi)屬地震較穩(wěn)定區(qū)域，強(qiáng)震少，歷史最大震級(jí)5.9 級(jí)。

2.5 水文地質(zhì)條件

區(qū)內(nèi)地下水為松散巖類(lèi)孔隙水和碎屑巖類(lèi)裂隙水兩大類(lèi)，巖溶水未見(jiàn)發(fā)育。孔隙水賦存于第四系粘性土、碎石土中；裂隙水賦存于侏羅系節(jié)理裂隙發(fā)育的石英砂巖含水層中。地下水受大氣降水垂直補(bǔ)給，徑流方向由分水嶺地帶向金沙江河谷低處運(yùn)移，與該區(qū)地形坡向一直，向河流泄流排泄。

3 滑坡變形破壞機(jī)理分析

3.1 滑坡基本特征

平面形態(tài)呈舌形，主滑方向322°，主軸斜長(zhǎng)252m，前緣寬103m，平均寬98m，滑坡地形下陡上緩，下部坡度45～55°，后緣坡度10～15°（見(jiàn)圖1）。距現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡體上覆第四系（Q4）殘坡積粉質(zhì)粘土層，下伏地層為侏羅系中統(tǒng)（J2s）砂巖層，坡面多為旱地，種植玉米等作物?；潞缶壐叱?394.3m，形成明顯的陡坎；左側(cè)為陡坎，高約2m，右側(cè)為沖溝；前緣剪出口為紅椿箐大溝左岸，高程1315.2m，滑坡縱向均呈臺(tái)階狀，臺(tái)高0.5～3m。

圖1 滑坡遠(yuǎn)景

鉆探成果揭示，滑坡屬中型牽引式巖土混合質(zhì)滑坡，厚8.0～14.0m，平均厚9m，體積29.64×104m3?；卵刂骰较騼A斜，傾角15°～35°，滑動(dòng)面（帶）主要追蹤風(fēng)化界面，滑面橫向上較平緩，縱向上沿侏羅系褐黃色～灰黃色強(qiáng)風(fēng)化泥巖與弱風(fēng)化灰綠色夾紫紅色砂巖分界面發(fā)育，縱向上呈現(xiàn)折線(xiàn)形，滑床主要為弱風(fēng)化砂巖。

3.2 成因分析

滑坡地處斜坡地帶，地形坡度較陡，表層被殘坡積層和強(qiáng)風(fēng)化泥巖層覆蓋，結(jié)構(gòu)較為松散，物理力學(xué)性質(zhì)差，而下伏砂巖風(fēng)化程度較低，結(jié)構(gòu)致密，強(qiáng)度相對(duì)較高。因此，松散土體、強(qiáng)風(fēng)化泥巖層與下伏砂巖強(qiáng)度差異顯著且透水性不同，大氣降雨易在松散層中富集和運(yùn)移，對(duì)土體軟化作用明顯，加之滑坡中部建筑物加載，以及前緣沖溝水流沖刷切割，形成臨空面，促使滑坡滑動(dòng)。

3.3 穩(wěn)定性分析

3.3.1 計(jì)算斷面

計(jì)算剖面選擇主滑斷面(圖3)和兩個(gè)輔助剖面（圖2和圖4 剖面），分別計(jì)算不同工況下的穩(wěn)定系數(shù)（Fs）與剩余下滑力（P），定量評(píng)價(jià)紅椿箐滑坡穩(wěn)定性。

圖3 H1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算剖面1-1′

3.3.2 參數(shù)選取

天然重度選取各土層以及泥巖巖層室內(nèi)土工試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)重度測(cè)試成果的標(biāo)準(zhǔn)值，砂巖抗剪強(qiáng)度以裂隙調(diào)查數(shù)據(jù)，粉質(zhì)黏土和泥巖以土工試驗(yàn)統(tǒng)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)值為主要依據(jù)。水下抗剪強(qiáng)度按地區(qū)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行了折減（表1）。

表1 各地層計(jì)算參數(shù)取值表

3.3.3 穩(wěn)定性計(jì)算

滑坡整體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分不計(jì)地下水壓力(工況1)和計(jì)地下水壓力(工況2)兩種工況, 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算剖面見(jiàn)圖2- 圖4；結(jié)果統(tǒng)計(jì)表見(jiàn)表2。

表2 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果一覽表

圖2 H1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算剖面2-2′

圖4 H1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算剖面3-3′

在工況Ⅰ（不計(jì)地下水壓力）條件下，穩(wěn)定性系數(shù)Fs為1.935，說(shuō)明滑坡在自然狀態(tài)較穩(wěn)定；在工況Ⅱ（計(jì)地下水壓力）條件下，穩(wěn)定性系數(shù)Fs 為0.997，剩余下滑力P為335.5kN/m，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 滑坡治理設(shè)計(jì)

4.1 滑坡治理方案對(duì)比

滑坡治理的方法很多，常見(jiàn)方法包括：避讓、支擋、錨固、削坡減載、回填反壓、注漿、地表水排除、地下水排除法等[7-8]。從紅椿箐滑坡現(xiàn)狀出發(fā)，根據(jù)滑坡地質(zhì)地貌特征、形成原因，分析穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果，總結(jié)前人研究成果[4-6]，提出兩套滑坡治理方案：

方案1：

采用“滑坡前緣錨索抗滑樁支擋錨固措施+排水系統(tǒng)”的治理措施：在滑坡下部布設(shè)一排錨索抗滑樁，共22顆，分A、B、C 三種樁型。A 型樁長(zhǎng)23m，截面積1.5×2m，共10 顆，每顆抗滑樁上布設(shè)一道錨索，每道錨索設(shè)三束鋼絞線(xiàn)；B 型樁長(zhǎng)14m，截面積1×1.5m，共6 顆，每棵抗滑樁上布設(shè)一道錨索，每道錨索設(shè)兩束鋼絞線(xiàn)；C 型樁長(zhǎng)18m，截面積1.5×2m，共6 顆，每顆抗滑樁上布設(shè)一道錨索，每道錨索設(shè)三束鋼絞線(xiàn)。同時(shí)在滑坡外圍布設(shè)一條“U”型截排水溝，過(guò)水?dāng)嗝鏋?00×800mm，用以攔截地表水。

方案2：

采用“滑坡前緣抗滑樁支擋措施+排水系統(tǒng)”的治理措施：在滑坡下部布設(shè)一排抗滑樁，保護(hù)滑坡體上的建筑物，共22顆，分A、B、C 三種樁型。A 型樁長(zhǎng)23m，截面積2×2.5m，共10 顆；B 型樁長(zhǎng)14m，截面積1.5×2m，共6 顆；C 型樁長(zhǎng)18m，截面積2×2.5m，共6 顆。同時(shí)在滑坡外圍布設(shè)一條"U"型截排水溝，過(guò)水?dāng)嗝鏋?800 ×800mm，用以攔截地表水。

分別對(duì)滑坡施工治理技術(shù)的可靠性、可行性以及經(jīng)濟(jì)合理性（表3）進(jìn)行對(duì)比分析，推薦錨索抗滑樁+排水系統(tǒng)（坡面排水）為本滑坡的治理方案。

表3 滑坡治理方案對(duì)比表

4.2 監(jiān)測(cè)工程設(shè)計(jì)

除對(duì)滑坡進(jìn)行必要的工程治理外，防范重于救災(zāi)，監(jiān)測(cè)頗為重要，地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)是預(yù)報(bào)預(yù)警最基本的手段，運(yùn)用遙感等先進(jìn)技術(shù)進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)與預(yù)防顯得尤為重要。本滑坡為三級(jí)滑坡防治工程，所以滑坡監(jiān)測(cè)主要以群測(cè)群防為主。根據(jù)滑坡體的變形情況、成因機(jī)制，在滑坡體前緣、中部、后緣各布設(shè)4 個(gè)地面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，共12 個(gè)地面位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)，選取專(zhuān)人進(jìn)行定期監(jiān)測(cè)滑坡是否有明顯變形。

5 結(jié)論

5.1 紅椿箐滑坡為中型淺層牽引式巖土混合質(zhì)滑坡，滑坡在飽水狀態(tài)下不穩(wěn)定。

5.2 綜合技術(shù)、施工、經(jīng)濟(jì)因素，本滑坡建議采用“滑坡前緣錨索抗滑樁支擋錨固措施+排水系統(tǒng)”的治理措施。

5.3 對(duì)滑坡進(jìn)行必要工程治理外，加強(qiáng)滑坡監(jiān)測(cè)尤為重要。