四川省丰乐乡蜡溪坝滑坡稳定性分析

潘立文，王宇驰，关义涛

(湖北省地质环境总站，湖北武汉 430034)

0 引言

蜡溪坝滑坡位于四川省石棉县丰乐乡蜡树村四组，所处山体斜坡地质环境条件复杂(见图1)，地表出露基岩主要为第三系上新统昔格达组(N2x)泥岩，岩性呈半成岩、半胶结状，易风化，具弱膨胀性，遇水软化呈泥状，被称为易滑地层。受“5·12”大地震的影响，蜡溪坝滑坡产生多处规模较大的拉裂、下错变形，致使居民房屋被毁，严重威胁到附近居民的生命财产安全，受到当地政府的高度重视，该滑坡也因此被纳入2010年四川省雅安市第五批重大地质灾害勘查项目。

本文通过对滑坡进行勘查，在分析影响滑坡稳定性因素的基础上，建立滑坡的稳定性计算模型，采用传递系数法与简布法，按照三种工况条件对滑坡稳定性进行计算评价，提出相应的防治措施，为滑坡治理提供科学依据。

1 滑坡区环境地质条件①

1．1 地形地貌

蜡溪坝滑坡位于侵蚀构造中山区，处于大冲河与其支流桐子沟、石板沟围成的山体斜坡的中下部，斜坡坡顶高程1 060 m，坡脚大冲河河床高程920 m，坡高140 m，坡度15°～40°。滑坡区地貌总体表现为一条呈200°方向展布低洼槽谷，两侧山脊高出滑坡区10～30 m。滑坡后缘分布高程1 015 m，前缘剪出口高程935 m，相对高差80 m，坡面中上部地势宽缓，坡角15°～25°，下部地势较陡，坡角40°，形成有利于滑坡的高陡临空面，前缘处于河床上，坡面宽缓;坡面多为阶梯状梯田，可见有4处弧形拉裂变形裂缝。

图1 蜡溪坝滑坡地质平面图Fig．1 Geological plane of Naxiba landside1．滑坡周界;2．主滑方向;3．探槽;4．钻孔;5．地层分界线;6．勘探线;7．地层代号;8．拉裂缝。

1．2 地层岩性

滑坡区自上而下出露地层如下:

①冲洪积(Qal+pl)卵砾石 杂色，成分以花岗为主，结构松散。厚度2～5 m。

② 含碎石粉质粘土(Qdel、Q4el+dl) 灰黄色，可塑状，呈弱透水性，干而坚硬，遇水易软化，厚度0～18 m，属昔格达组泥岩风化物，与下覆泥岩呈渐变接触关系。

①潘立文、秦荷等，石棉县丰乐乡蜡溪坝滑坡治理工程勘查报告，2010。

③第三系上新统昔格达组(N2x)泥岩 灰黄色，呈半成岩、半胶结状，由于粘土矿物含量较高，岩体具弱膨胀性，易风化，遇水易软化、泥状，强度低，使其成为四川地区典型的易滑地层。该层在区内近水平层状展布，厚度0～35 m。

④中元古代侵入花岗岩(γ2) 以浅色矿物石英、长石为主，暗色矿物角闪石、黑云母等次之，岩石强度高，力学性能好，全—强风化厚度约10 m，10 m以下呈中风化状态，主要发育北东、北西向两组构造裂隙，分割岩石呈0．2～10．0 m3不等的块体。

1．3 地质构造与地震

滑坡区位于美罗断裂东侧约5 km，受其控制和影响，基岩节理裂隙以构造裂隙为主，裂隙走向主要呈北东向、北西向，倾角70°～80°，线裂隙率0．3 ～0．6 条/m。

滑坡区所在的石棉县处于川西地震构造带上，境内地震活动具有弱震密集，小震频繁的特点。2008年5月12日汶川大地震滑坡区震感强烈，但是没有余震发生。

1．4 水文地质条件

滑坡区地下水水位埋深位于岩土界面，具微承压性，属基岩风化裂隙水;同时在滑体中赋存上层滞水。地下水对滑体、滑带物质起浸润、软化作用，是诱发滑坡的主要因素之一。

2 滑坡基本特征

2．1 滑坡形态、规模及结构特征

滑坡平面形态呈长舌形，剖面形态呈阶梯状，主滑方向200°。其纵长约200 m，横向宽35～70 m，面积1．27 ×104m2，滑体平均厚度15 m，总体积19．05 ×104m3，属于中型中层土质滑坡。

滑坡后缘呈现一条近30 m长的弧形下错坎，坎高约2 m，灰黄色泥岩出露;前缘位于大冲河河床，剪出口可见滑体覆盖于冲洪积砂卵石之上;两侧边界处呈小坎，局部与基岩接触。

滑体厚度3～18 m，厚度在横向上表现为由中间向两侧逐渐减小，在纵向上表现为从后缘向中下部逐渐变大，前缘转薄(见图2)。

图2 1-1'工程地质剖面图Fig．2 1-1'engineering geology section1．含碎石粉质粘土;2．卵砾石;3．泥岩;4．花岗岩;5．强风化代号;6．钻孔编号及孔深;7．槽探及编号;8．地层代号;9．滑动面;10．拉裂缝及编号。

滑带土为粉质粘土，处于岩土接触面处，分别与泥岩和花岗岩接触，呈灰黄—灰白色，湿—饱和状态，可塑状，手捏滑感强，厚度约0．50 ～1．0m。

滑床为昔格达组泥岩和(γ2)花岗岩。泥岩呈薄层状，岩芯完整呈长柱状;花岗岩全—强风化，岩芯呈砂状。

2．2 滑坡区变形特征

蜡溪坝滑坡于2001年产生滑坡，后缘下错并在前缘产生拉裂缝(变形点编号L4)，其后滑坡整体处于稳定状态。“5·12”地震使滑坡产生新一轮的变形，多以局部蠕滑为主。2008年8月初，受长时间连雨的影响，滑坡中上部出现了规模较大的(见表1)以拉裂、下错为主的变形破坏(变形点编号L1、L2、L3)，致使房屋被毁，公路受损，直接威胁6户25人的生命财产安全，同时威胁村道、果园、电力、通讯、有线电视线路及自来水管线等，涉及财产金额近200万元。主要变形特征见表1。

表1 滑坡地表变形特征表Table 1 Feature table of landslide surface deformation

3 滑坡稳定性影响因素分析

根据滑坡的变形特点分析，影响滑坡稳定的主要因素包括四个方面:

(1)地形地貌 滑坡区位于山体斜坡的中下部，地势低凹，有利于地表水的汇集与迳流;同时区内地表坡度25°～40°，下部高陡临空，为滑坡滑移变形奠定了良好的临空地形条件。

(2)地层岩性条件 滑体物质主要来源于泥岩风化后形成的粉质粘土，最大厚度可达到18 m，遇水软化，在陡坡环境下受重力作用易产生蠕滑变形;滑床泥岩具有较好的隔水性，它将滑体地下水阻滞于岩土界面，使岩土界面成为地下水富集径流场所，同时地下水长期浸泡泥岩导致岩体软化，并在岩土界面形成软弱结构面。二者为滑坡的产生提供了良好的物质条件。

(3)地震作用 根据调查，滑坡变形以拉裂、下错为主，新近产生的变形均发生在“5·12”地震时或震后产生，表明地震是诱发滑坡的因素之一。

(4)大气降水是滑坡的主要诱发因素 调查资料显示，滑坡区变形主要集中发生在长时间连雨后，表明大气降水是其主要的诱发因素之一。

综上所述，滑坡区覆盖层厚度大，地势低凹，下部地形高陡临空，具备产生滑坡的内在条件。“5·12”地震破坏了滑体的平衡条件，使其原有的裂缝结构面得到扩展和延伸，并产生新的裂缝结构面。在遭遇到长时间连续降雨后，地表水沿裂缝渗入滑体，使其抗剪强度明显降低;而地下水产生的静水压力和动水压力，也大幅度增加了滑体的下滑推力，当抗滑力不足以支撑滑体自身产生的下滑推力时，即产生滑移变形。因此，“5·12”地震和大气降雨是滑坡产生变形的直接因素。

4 滑坡稳定性评价

4．1 计算模型的建立［1］

根据滑坡结构与变形特征，选取地形高差大、坡度陡、基岩接触面倾角大，最有可能产生滑移变形的主轴线1－1'剖面作为稳定性和推力计算典型剖面(图3)。地形线按折线处理，计算时取单宽1 m进行研究，将滑坡稳定性问题简化为二维空间问题进行计算。

图3 1-1'剖面稳定性计算模型Fig．3 Calculation model of 1-1'profile stability

4．2 计算方法［2］

选用传递系数法和简布法对滑坡稳定性进行计算、比较。

4．3 计算工况

综合考虑滑坡的工程地质条件、变形破坏特点及可能造成的危害，拟订各种计算工况组合条件如下:

工况一 自重+地下水(即天然工况);

工况二 自重+地下水+暴雨;

工况三 自重+地下水+地震。

表2 滑坡稳定性计算参数一览表Table2 Schedule of calculation parameters of landslide stability

4．4 计算参数的确定

根据滑带土室内土工试验分析结果及抗剪强度反演分析，确定滑坡稳定性计算参数C、φ值见表2。

4．5 稳定性计算结果及评价

稳定性计算结果见表3。

表3 滑坡稳定性计算结果表Table 3 Calculation results of landslide stability

根据稳定性计算结果，在天然状态下滑坡稳定系数＞1．15，滑坡处于稳定状态;在工况二、工况三条件下，稳定系数为1．00～1．02，滑坡处于欠稳定状态，说明滑坡在暴雨久雨状况下，直接威胁到附近居民的生命财产安全，有必要采用适当的工程治理措施予以防治。

5 结论

(1)蜡溪坝滑坡属中型中层土质滑坡，产生于昔格达组易滑地层。影响滑坡稳定性的因素可分为内在因素与外部因素两类。内在因素包括陡坡地形和高陡的临空面、有利于汇水的凹形坡面及厚层可塑状粉质粘土易滑地层;外在因素包括“5·12”地震、大气降水等。其中“5·12”地震和大气降水是诱发滑坡的主要因素。

(2)根据滑坡结构及变形特征，通过建立计算模型，采用传递系数法和简布法按三种工况对滑坡稳定性进行计算，计算结果表明，在滑坡遭遇长时间暴雨或大地震的条件下，处于欠稳定状态，直接威胁到附近居民的生命财产安全，有必要采用适当的工程治理措施予以防治。

(3)防治工程建议 ① 在滑坡中上部村道下方布置一排抗滑桩阻滑，以防止滑坡产生蠕滑变形及桩顶剪出。桩截面1．2 m×1．8 m，桩心距6 m，桩长18～24 m，桩数8根。② 在滑坡外围修建截水沟，以减少地表水渗入滑体。治理工程结束后，滑坡稳定性将大幅提高，在前述不利工况条件下滑坡整体处于稳定状态。

［1］ 刘传正．论滑坡稳定性评价的几个关键问题［J］．中国地质灾害与防治学报，1996，7(2):55 －99.

［2］ DZ/T0218－2006，滑坡防治工程勘查规范［S］．北京:中国标准出版社，2006:20.