雅安市寶興縣海子棠滑坡穩定性分析及防治措施

文/舒述安 四川建筑職業技術學院 四川德陽 618000

近年來，隨著人類工程活動的范圍不斷擴大，山地自然生態的平衡逐漸被打破。隨之而來的山區地質災害也越發成為制約當地經濟發展和民生穩定的一大因素，特別是滑坡。西南山區因其復雜的地質構造和區域地質環境，滑坡地質災害尤為發育。受“4.20 地震”影響，雅安及周邊區域山地出現了大范圍的次生地質災害體[1]。強烈的地震動導致山體邊坡在能量傳遞和釋放的過程中產生了大量的裂隙，為滑坡的發育提供了便利條件。這類滑坡以中小型淺層滑坡為主，發育快，變形明顯，威脅性強，因予及時防治。

本文依據雅安市寶興縣隴東鎮新江村海子棠組海子棠滑坡區域地質調查結果、工程地質勘探成果，結合室內外試驗結果，從滑坡地質背景、坡體變形特征、監測數據分析等方面分析滑坡體變形破壞模式，評價滑坡體穩定性，并提出針對性的防治措施建議。

1、滑坡工程地質背景

寶興縣隴東鎮新江村海子棠組海子棠滑坡位于寶興縣隴東鎮新江村海子棠組境內，距離隴東鎮約3km，滑坡發育于侵蝕中高山斜坡中部?；轮行狞c地理坐標為：北緯30 °28′07″，東經102 °41′34″?；伦?、右兩側以山脊為界，后側以張拉裂縫、滑塌變形和斜坡陡緩交界為界，前緣至坡下陡緩交界為界?；轮骰较蚣s321 °，后緣高程約1482m，前緣高程約1411m，相對高差約71m。該滑坡平面形態呈舌形，整體呈前后緣較陡、中部平緩的特征，前緣坡度在30 °～40 °，后緣坡度約20 °，局部在40 °以上，中部坡度在4 °～10 °。橫向地形中間微凹，兩側高，呈簸箕狀?；麦w上主要為耕地分布，前緣部分為林地；滑坡右部分布有13 戶居民(圖1)。

圖1 海子棠滑坡工程地質平面圖

滑坡坡體物質主要為全新統崩坡積（Q4col+dl）層演化而成，滑坡區域為塊碎石土，由坡體上崩坡積層滑動、堆積而成，淺灰、灰黃色，結構松散～稍密，稍濕，碎石含量占50～70%，塊石含量約為10%，碎石粒徑一般為3～15cm，塊石粒徑一般為20～40cm，成分以灰巖、石英巖為主，次為白云巖，多呈棱角狀，灰黃色粉質粘土充填。厚度8～14m，平均厚度約11m；根據地面調查和槽探、鉆探資料分析，滑坡主滑方向為321 °，滑動面為折線狀，滑面傾角一般在10～20 °，后緣部分滑面傾角在20～38°，滑面埋深6.0～11.8m，該滑坡滑面形態大部分受基巖埋藏頂面控制。因基巖為灰巖，有一定的隔水性，滑帶土為基巖強風化后的含碎石粉質粘土，厚20～50cm，為可塑-軟塑，稍濕，該層具連續性；根據鉆孔揭露滑床主要為泥盆系中統（D2）灰巖、白云巖，局部夾炭質頁巖，巖性較為單一。巖層產狀334 °∠48 °，受區域構造和趕羊溝斷裂作用，巖體破碎，強風化灰巖強度較低。

滑坡區在區域構造上位于青藏滇緬印尼巨型“歹字型”構造和新華夏系川西構造帶的交接、歸并部位，并受到華夏系龍門山構造帶南端余尾的影響，地質構造復雜，褶皺、斷裂較為發育，主要構造形跡有：新華夏構造體系的石滓向斜、羊子嶺背斜、天鳳背斜和花灘斷裂；歹字型構造體系的大相嶺背斜、碗旦坪背斜、保新～凰儀斷裂和青龍斷裂；香爐山弧形構造體系的紫路村～橫香崗背斜、濫池溝～三合向斜、新溝～新廟～前陽向斜、滎河場～河谷坪背斜以及三合斷裂?；聟^區域地震設防基本烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度為0.15g。

2、滑坡變形破壞特征與成因機制

2.1 滑坡變形特征及破壞模式

圖2 滑坡前部房屋院墻基礎開裂、外傾

滑坡寬100～140m，滑坡縱長210-270m，該滑坡平面形態呈舌形，面積約4.43×104m2，滑 體 厚8～14m，平 均 厚11m，體積約48.73×104m3。該滑坡無明顯剪出口，滑坡體前緣變形強烈并伴有滑塌、裂縫發育，具體變形特征為：滑坡前部左側產生局部坍塌，長70m 范圍內發生下錯，產生多級下錯，形成高約0.3～1.0m 的多級錯落坎；滑坡前部右側目前耕地內有不同程度開裂變形（裂縫L1、L2），裂縫寬約5～30cm；滑坡中部地面開裂（裂縫L5），裂縫寬約2～5cm，中部坡體下錯0.3～0.6m，錯落坎長約80m，右側村道及房屋也產生不同程度開裂，貫穿長度一般為3～15m（裂縫L3、L4、L6、L7、L8、L9），裂縫寬約1～10cm，局部房屋發生前移、基礎開裂和前傾等（圖2）；滑坡后部左、右兩側均發生了不同程度的下錯或滑塌，后緣右側出現寬約20m 的錯落坎，坎高約0.5～1.5m，后緣房屋明顯變形，后部修建的排水溝局部變形。

從滑坡特征表現看，滑坡前緣多次滑塌，形成多處裂縫和錯落坎，前緣未見明顯剪出口，據此分析，滑坡目前處于蠕動變形階段[2]，但該滑坡變形不斷加劇，在降雨或地震的作用下，前緣變形牽引滑坡中后部滑體滑移，可能產生整體滑移破壞。從變形機理上看，該滑坡為牽引式滑坡，按滑體土物質組成及規模分類屬于中型堆積層滑坡[3]。

2.2 滑坡成因機制

滑坡體是天然巖土體在一定的地質背景條件下受地震、降雨、人工活動等綜合因素作用而導致的產物。海子棠滑坡的形成原因亦可歸結為內在因素和外在因素的綜合作用。

內在因素：（1）從地形地貌看，滑坡區地貌屬構造侵蝕中高山區，地處斜坡上，滑坡前、后緣相對高差約達70m，后緣斜坡地形縱坡較陡，橫向地形中間微凹，兩側高，呈簸箕狀地形有利于地表水、地下水的匯集，滑坡前緣為30 °～50 °的陡坡，高差大，為滑坡的形成提供了良好的地勢條件；（2）從地層巖性看，滑坡區由于特定的自然地質環境，形成了較厚的第四系松散堆積層，其巖性主要為塊碎石土、粉質粘土充填，其厚度在7～14 米，多具架空，透水性較強，力學性質較差，多數基巖頂面為粉質粘土軟弱層，為滑坡的形成奠定了物質基礎，也是該滑坡形成的重要條件；（3）從地質構造和水位地質看，該區域地質構造復雜，褶皺、斷裂較為發育，且滑坡區有一自然水溝從滑坡體右側貫穿，該水溝為常年流水水溝，流量約7～60升/秒，溝水易滲入滑體內，沿基覆界面徑流，從而軟化滑帶土，該水溝的滲漏對滑坡體的穩定性有不利影響。

外在因素：（1）人為因素，滑坡區墾殖率高，百姓的耕種活動使斜坡表層松散土體更易于大氣降水的入滲，軟化土體并增加滑坡體重量，其抗剪強度降低，從而誘發滑坡的形成；（2）地震因素，地震使滑坡巖土體結構和強度弱化，破壞了巖土體內部力學平衡，致使滑坡變形加劇[4]?，F場調查，滑坡體上的裂縫多處出現在“4.20”地震后，在“4.20”地震作用下滑坡明顯變形加劇，表明該滑坡變形受地震的影響明顯，所以，地震是滑坡形成的重要因素之一；（3）降雨因素，滑坡區雨量充沛，暴雨強度大，多年平均降雨量1101.5mm，最大年降雨量為1279.0mm，最大日降雨量達123.5mm，降水分配很不均勻，70%以上集中在6、7、8 三個月，豐富而集中的降水，較多的局地大雨和暴雨出現，較大的暴雨強度，為滑坡形成提供了充足的水源條件。根據氣象資料，2010年8月和2013年8月寶興縣隴東鎮普降暴雨，海子棠滑坡在該兩次強降雨期間變形均有明顯加劇，并發生局部滑塌。因此，降雨是滑坡發生的主要誘發因素。

綜上，地形地貌、地層巖性和地質構造及水文地質條件是海子棠滑坡內在的控制因素，而后期的地震、降雨及人類工程活動等不利因素為其外在誘發因素。外在因素中前期以降雨為主，后期地震和降雨累進破壞，降雨為其變形破壞的主要誘發因素。

3、滑坡穩定性分析與防治措施建議

3.1 計算參數選取

根據現場勘查及室內、外試驗結果可知，滑土體物質組成主要為塊碎石土，結合工程經驗，確定其天然重度為20.00kN/m，飽和重度為21.00kN/m；滑帶土物質組成主要為含碎石粉質粘土，天然重度為19.00kN/m，飽和重度為19.80kN/m；滑坡體上分布有公路和房屋，穩定性分析計算中公路荷載按20kPa、房屋荷載按20kPa 考慮；降雨強度考慮為重現期20年一遇暴雨。

抗剪強度參數C、Φ取值以試驗值和工程類比經驗值為參考，按反算取值確定[5]（表1），用以計算滑坡穩定性。

表1 滑體巖土體物理力學參數

3.2 滑坡體穩定性定量計算

結合滑坡區地形地貌、坡體變形特征，選取海子棠滑坡典型剖面1-1′剖面來分析，綜合考慮降雨、地震以及人類工程活動等各種影響因素，采用不平衡推力傳遞系數法[6]，對該剖面上整體滑面（滑面1）和前部強變形區潛在滑面（滑面2）在不同工況下的穩定性分別進行計算，并求出相應的穩定性系數，計算結果見表2。

表2 滑坡穩定性計算結果

計算結果表明：滑坡整體在天然狀態下，穩定系數均大于1.15，處于穩定狀態，在飽和狀態下處于基本穩定狀態，在地震作用下處于欠穩定狀態；前部強變形區在天然狀態下處于基本穩定狀態，在飽和狀態下處于不穩定狀態，在地震作用下處于不穩定狀態。

滑坡穩定性定量計算結果與現場調查的結論基本吻合，滑坡整體目前處于蠕滑變形階段，坡體前部強變形區多處滑塌、錯落，在強降雨和地震等外動力作用下將加速變形，向后逐級牽引導致坡體整體失穩下滑，威脅坡體上及周邊13 戶60 人的生命財產安全、以及村道等。

3.3 滑坡防治措施建議

根據滑坡變形特征、空間形態特征和保護對象分布情況，建議采取“抗滑樁支擋+截水溝”的綜合治理措施[7]。具體布置為：（1）抗滑樁，分兩種樁型設置，分別為A 型樁、B 型樁。A 型抗滑樁設置于滑坡前緣右側3-3'剖面段，共4根，截面尺寸1.2m×1.5m，設計樁長22m，為C30 鋼筋混凝土結構。B 型抗滑樁設置于滑坡前緣右側2-2'剖面段，共8 根，截面尺寸1.2m ×1.5m，設計樁長18m，為C30 鋼筋混凝土結構；（2）截排水溝，沿滑坡后緣設置1 條截水溝，長192m。截水溝采用C20 混凝土結構。

結論：

（1）通過現場勘察和監測，查明了海子棠滑坡體的變形特征：滑坡前部變形強烈，前緣多次滑塌，形成多處裂縫和錯落坎，前緣未見明顯剪出口；坡體其它部位可見不同程度的次級錯落和裂縫發育。

（2）結合滑坡區的地質條件及坡體變形特征，確定海子棠滑坡為“中型土質牽引式滑坡”。

（3）海子棠滑坡的形成內因是：簸箕狀地形有利匯水，松散的坡體碎塊石土及軟弱夾層易受外力破壞，滑坡區發育的地下水系不利于坡體穩定；其形成外因是：坡上人類活動對坡體土形成持續擾動并增加了坡體自重，“4.20”地震作用及后續余震導致坡體結構破壞更加嚴重，持續集中的強降雨入滲使得坡體土及滑帶土體物理力學強度降低，滑面逐漸貫通。降雨是海子棠滑坡形成的主要誘因。

（4）采用極限平衡法計算滑坡穩定性，得出滑坡整體在天然狀態下，穩定系數均大于1.15，處于穩定狀態，在飽和狀態下處于基本穩定狀態，在地震作用下處于欠穩定狀態；前部強變形區在天然狀態下處于基本穩定狀態，在飽和狀態下處于不穩定狀態，在地震作用下處于不穩定狀態。

（5）因其對坡體上及周邊居民的生命財產安全具有較強威脅，對海子棠滑坡建議采取“抗滑樁支擋+截水溝”的綜合治理措施。