普格縣某不穩定斜坡穩定性計算評價及治理工程措施

王佃明 譙鵬志

中國地質科學院探礦工藝研究所 四川 成都 610000

1.滑坡概況

勘察區地處普格縣蕎窩鎮云盤山村。本次工作對象為不穩定斜坡，根據其地形地貌、坡體結構、災害體類型和危險區范圍，勘查工作區面積總計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；兩側以沖溝及土層較薄的陡緩交界地點為界。

斜坡整體形態向坡外略凸，上部地形較緩、中下部地形較陡且有下挫現象，其長約260m，寬70～130m（平均約90m），平面形態呈“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，屬中型土質不穩定斜坡。

2.工程地質條件

2.1 地形地貌

勘查區屬侵蝕、剝蝕構造中山地貌，不穩定斜坡位于（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

勘查區位于四川省低緯度地區，氣候受西南季風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，年內分配不均，5～10月，隨著季風的進入，雨量劇增，出現較集中的降雨現象，降水量占年平均降水量的89.2%

2.3 地層巖性

勘查區內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；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 地質構造與地震

勘查區及附近主要發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。

勘查區位于則木河斷裂西翼，受構造擾動影響，區內巖層產狀有較大變化，現場實測巖層產狀66～88°∠29～37°，地層呈單斜產出。

工作區根據《中國地震動參數區劃圖》（GB18306－2001），工作區地震基本烈度為Ⅷ度，設計基本地震加速度值為0.20g，屬中硬不穩定場地區，發生中、強地震可能性較大，場地區域穩定性較差

2.5 水文地質

根據地下水的水理性質、水力特征及賦存條件可將區內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。松散層孔隙水與河水聯系較密切，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

勘查區內人類工程活動主要為：農業耕種等。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，在土層內部形成軟化層導致斜坡不穩定。另外耕種的引水灌溉也加速了斜坡的變形發展。

3.不穩定斜坡的基本特征

3.1 地質災害特征概述

該不穩定斜坡整體形態向坡外略凸，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，屬中型土質不穩定斜坡，前緣邊界位于蕎窩溝；后緣邊界房屋背后陡坎位置；左、右側以沖溝為界。

3.2 不穩定斜坡變形跡象

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

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現坡體有新鮮裂縫發育，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：將該不穩定斜坡分為潛在變形區1、潛在變形區2及已變形區。

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

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

3.3 潛在滑體特征

從潛在滑體厚度看：據現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，據鉆孔揭露斜坡區內中上部厚度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、兩側相對較厚的形態。從潛在滑體巖土性質及結構看：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，據鉆孔揭露：坡體中上部在巖土界面以上2～3m粉質黏土含量較高，接近基巖時為粉質黏土夾碎塊石，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

本不穩定斜坡潛在滑床：主要為下伏基巖（白堊系下統飛天山組（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。

據變形特征分析及計算搜索，該不穩定斜坡分為2個次級潛在滑帶：

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

次級潛在滑帶2：位于不穩定斜坡下部，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，巖層產狀：66°∠27°，薄～中厚層狀，表層巖體強風化，其透水性弱。

4.穩定性分析

4.1 巖土體參數選取

潛在滑體和滑床的物理力學參數的選取依據勘查報告，潛在滑動面的力學參數由勘查試驗值和工程類比經驗數據并結合典型剖面反演算結果綜合確定，各巖土體參數取之見表1、表2、表3。

表1 土體重度取值表

表2 不穩定斜坡上部算參數選取

表3 不穩定斜坡下部算參數選取

4.2 穩定性計算及結果論述

穩定性計算采用傳遞系數法計算，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《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T0219-2006），本次地質災害防治工程等級為Ⅲ級。根據滑坡防治工程設計安全系數的取值要求，不穩定斜坡防治工程設計安全系數取值如下：工況Ⅰ，安全系數取1.10；工況Ⅱ、工況Ⅲ，安全系數均取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 下滑推力計算結果

根據穩定性定量計算結果，可看出：

不穩定斜坡：1-1’整體在工況I處于穩定狀態，工況II及工況III處于基本穩定狀態，1-1’潛在變形區1在工況I處于穩定狀態，工況II及工況III處于基本穩定狀態，1-1’已變形區在工況I處于基本穩定狀態，工況II及工況III處于欠穩定狀態，1-1’已變形區失穩后潛在變形區1在工況I處于穩定狀態，工況II處于欠穩定狀態，工況III處于基本穩定狀態；2-2’剖面已變形區在工況I處于基本穩定狀態，工況II及工況III均處于欠穩定狀態；3-3’剖面已變形區工況I處于穩定狀態，在工況II及工況III均處于基本穩定狀態；8-8’剖面潛在變形區在工況I處于基本穩定，工況II及工況III均處于欠穩定狀態。

4.3 穩定性敏感因素分析

斜坡穩定性計算結果數據分析可以看出，大氣降雨與斜坡的穩定性關系密切，斜坡的穩定與大氣降雨敏感性因素較大。

4.4 成因機理分析

（1）坡體結構

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

（2）地形地貌

地形地貌：不穩定斜坡高度約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，加劇斜坡不穩定性，為不穩定斜坡滑動變形提供了有利條件。

（3）大氣降水

降雨是不穩定斜坡的重要觸發因素。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。由于表層土體物質結構松散，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，導致坡體失穩，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，基底內傾坡率為0。墻體圬工采用M7.5砂漿漿砌MU30塊石。墻體后設碎石土透水層，透水層厚0.3m。擋土墻墻身根據其高度設置二排Ф80mm的PVC泄水孔，每隔9m設置伸縮縫和沉降縫，伸縮縫和沉降縫設在一起，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參數，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，封閉寬度應大于裂縫兩側各不小于30cm。

6.結束語

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

（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，優化了人居環境的目標。

（3）工程案列對此類型不穩定斜坡治理有較高的參考與借鑒價值。