省道217线公路改建工程某滑坡稳定性分析与评价

杨佳立

（成都理工大学 地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，四川 成都 610059）

1 工程概况

省道217线石渠至马尼干弋段公路改建工程地质详细勘察过程中，该滑坡位于河流左岸,为斜坡表面发育崩坡积层，其地质灾害类型主要坡残积土层滑塌（图1）.

图1 滑坡平面图

研究该滑坡的成因机制及稳定性对滑坡前缘公路通行的安全有重要意义.本文从滑坡的地形地貌入手，根据滑坡的地质结构以及滑塌体的变形特征，通过地貌演化分析了滑坡的成因机制.并根据定性分析及毕肖普法进行了稳定性计算，做出稳定性的评价，以及给出初步的防治方案的建议.

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡的地貌特征

滑坡区所处地形区块位于川西丘状高原中部，处于高山峡谷地貌与丘状高原地貌过渡中，属横断山系沙鲁里山北段分支，金沙江河谷地带.区内河流较宽平，山体总体上顺地层走向呈NE向SW向延展，在倾向方向上形成“两山夹一谷”的地形特征，由于区内构造相对复杂，岩层陡倾，山峰陡立，河谷深切，河流两岸谷坡坡脚地带主要以崩坡积、残坡积粗粒土主，大块石夹细粒土，由于山体坡度较大，一般自然坡度30～50，斜坡固土能力极差，土体往往在山体半坡或坡脚地带堆积，形成相对缓坡.

滑坡区位于玉曲右岸斜坡上，前缘距玉曲河河床约80m.场地内玉曲河由NW至SE向流滑坡前缘，河道较顺直，河床宽约3-10m，出露冲洪积卵、砾石层.

2.2 地质构造

勘察区位于仁龙、娘布柯至托基一线，轴向北西西，延伸120km，其西头北侧被老钦～马尼断层阻截，中部和东头南侧被俄支～竹庆断裂切割，在俄西柯～海子山口部分被第四系掩盖.主要发育有日西断层和窝公乡断层.场地地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s.

2.2 地层岩性

场区内主要地层为新生界第四系全新统冲洪积层（Q4al+pl）、滑坡堆积层（Q4del）、崩坡积层（Q4c+dl）、坡残积层（Q4dl+el）、三叠系上统曲嘎寺组下段（T3q1）.滑坡体主要由第四系残坡积土组成.

2.3 滑坡堆积体特征及其变形状况

以岩形成的脊梁为边，该滑坡前缘高程4319m，后缘高程4373m，宽约30m，地形坡度12～18°的外倾斜坡，平面形态表现出明显的圈椅状圆弧扇形地貌，剖面上表现为凹槽状.滑面成弧形纵向长约200～220m，横向宽约130～150m，钻探揭示滑体厚度5～11m，平均厚度约9m，约16万方.整个滑坡平面形态呈钟状或塔状.该滑坡为一土质滑坡，依据《公路工程地质勘察规范JTJ064-98》，规模属中型.

该滑坡体发生局部变形破坏，主要表现在滑坡体前缘的牵引引起中后缘拉裂，中部出现拉裂缝，后缘下错形成错台并在后缘处形成比较贯通的拉裂缝，错台高约5～20m左右，形成圈椅状地形.滑坡体内发育多条小冲沟.滑坡体中后部坡面上可见流水渗出.

3 滑坡形成机制分析

场地内岩层产状为150°∠25～55°，岩层倾向与斜坡坡向大致相同，岩层倾角与斜坡自然坡度基本一致，为顺层坡.场地出露地层为三叠系上统曲嘎寺组下段，其中滑体物质以残坡积的碎石土、块石土为主，而下伏稳定基岩则以火山角砾岩为主，该滑坡位于陡倾斜坡地段，岩体受构造影响较为破碎，加之工程区昼夜温差大，并存在季节性反复冻融，岩体的物理风化十分强烈，在斜坡上堆积了深厚的坡残积碎石土层.在天降暴雨或连续降雨时，地表水沿土体孔隙下渗至基岩界面，并沿该界面向河谷径流排泄，使岩土界面处土体软化，土体内聚力、抗剪强度降低，抗滑力减小，土体饱水后容重增大，增大了下滑力，此消彼长，从而边坡土体沿陡倾基覆界面蠕动变形，形成滑坡.当坡脚土体蠕动之后，滑坡后缘的土体在前缘土体的牵引下逐级失稳，从而形成了次一级滑坡.因此，该滑坡为坡残积土层沿基覆界面蠕动形成的牵引式滑坡.

4 滑坡堆积体稳定性评价及预测

4.1 稳定性定性分析

经本次实地调查，该滑坡坡体内现今未有新的拉裂变形现象产生，原滑体失稳后形成的滑坡阶坎地貌完整保留，失稳形成的旧拉裂缝已多为土体掩盖填充.滑体前缘剪出带附近见土体较潮湿，且随着融雪水量的增大，土体潮湿度明显增加，见土体有明显的向外推移、鼓隆、滑坡泉等现象，目前特征表明，深部滑动面以上土体在自然状态下变形明显，暂处于缓慢蠕滑状态（极限平衡状态）.

滑坡区下覆基岩为灰绿色变基性火山角砾岩、集块岩、凝灰岩及熔岩为主夹结晶灰岩、灰黑色板岩及变质砂岩，受地质构造、风化影响，节理裂隙发育，基岩面坡度陡倾，岩层倾向NNE，与坡向一致，顺外倾结构面形成似顺向坡不利组合，以较小角度倾向坡外，对坡体稳定不利.

滑坡区多年平均降雨量1000mm，多集中在4月～10月，地面坡度较陡，降水排泄快.地面众多裂缝的形成加快了地表水的入渗，并在滑带土处富集，降低了土体的抗滑能力，特别是软弱夹层的抗剪强度，增加了坡体土向下滑动形成滑坡的可能.

经钻孔勘察证实，滑坡内地下水水位均处于滑床基岩内，在天然状态下，由于地下水的匮乏以及埋深层位所限，滑体内地下水对滑带土的侵润软化现象较弱，对斜坡的稳定有利，在一定程度上保证了坡体的稳定性，是滑坡总体处于临界平衡状态的重要因素.

将中国石油安全等级划分为5个灰类，分别为:A级、B级、C级、D级、E级，代表的安全程度分别为:安全，较安全，一般，较危险，危险。各指标分类的划分如表2。

综上所述，本次勘察认为，潜在失稳界面为碎石土和块石土堆积体内部，一旦下雨，降落雨水在岩土界面富集，顺向坡特征、陡倾坡型、滑带土饱和软化均对斜坡稳定极为不利，有较大的可能发生一次性整体失稳.

4.2 稳定性定量计算

通过地质调查、勘查和分析表明，瓦斯寨滑坡潜在滑面基本沿着基覆界面，局部沿着堆积层内部粉土夹层滑动，滑带呈折线形，故采用折线型滑动面计算公式进行计算.

根据对勘察资料整理及分析，确定1－1’剖面为滑坡稳定性分析模型.如下图2.

根据滑坡可能遭遇最不利工况，选取自重（工况Ⅰ）、自重+暴雨（工况Ⅱ考虑地下水）、自重+地震（工况Ⅲ考虑地下水）三种工况来计算.其中饱和工况为设计工况，地震工况为校核工况.抗震设防基本烈度为Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.05g.

图2 计算坡面1-1’图

计算参数根据试验资料与类似地区经验值等综合取得.该滑体物质为块石土充填；滑带为粉质粘土，含水量较高，呈软塑状；滑床主要为火山角砾岩（表 1）.

表1 滑坡潜在滑动带稳定性计算参数取值表

采用传递系数法对潜在滑坡稳定性进行定量 分析，其计算结果如表2

表2 稳定性系数计算结果

4.3 稳定性评价

在暴雨、地震工况下，该滑坡滑体有失稳的可能，一旦失稳，其滑土可能挤占国道并冲入河床，对该地区交通及人民生命安全造成威胁.

4.4 滑坡变形发展趋势

路线在该滑坡中部，以半填半挖的路基及半幅桥的形式通过，路基右堑坡最大开挖深度大于2m.由此可见，由于右堑坡路基开挖，必将导致该滑坡在右堑坡坡脚再次形成临空面，易诱发右堑坡以上滑坡体局部，乃至整体复活；同时，路线左侧以半幅桥或填方路基的形式通过，必将对滑坡体中部加载，亦对滑坡体稳定不利.综上所述，拟建路基都将对该滑坡的稳定不利，有可能导致其部分复活或整体失稳，为保证拟建公路的稳定及建成后的安全运营，建议必须先对该滑坡进行抗滑处治，在提高其安全储备的前提下才能修筑路基.

5 治理方案选择

鉴于以上分析，对该滑坡的处治建议如下：

（1）在路线堑坡坡脚处及路线右侧滑坡剪出口（Ⅱ区）附近各设置抗滑桩或锚索抗滑桩，提高该滑坡的安全储备；

（2）完善滑坡体上截排水设施，防止雨季坡表水再次进入滑体内，降低滑动面或潜在滑动面的抗剪强度；

（3）在玉曲河右岸设置护岸，防止洪水对斜坡前缘的冲刷作用.

（4）建议在施工及运营期间，应设置长期观测点，对该滑坡实施动态施工，一旦发现变形位移迹象，及时采取防治措施.

6 结论

该滑坡为一堆积体滑坡，整个滑坡平面形态呈钟状或塔状，滑体出露为滑动变形的粉质粘土、卵石与细砂，下伏稳定基岩为三叠系上统曲嘎寺组下段（T3q1）.

该滑坡滑床为块碎石土层，在天然状况下，由于裂隙发育，地下水水量较小时，在岩土界面附近不利于水体富集，滑坡基本稳定；在暴雨工况时，岩土界面附近的粉质粘土层受雨水软化，充填了下伏基岩裂隙，岩土界面上的土体透水，岩土界面处基岩裂隙被填充而处于相对隔水状态，地下水即在该界面处富集径流，使滑体蠕滑变形，直至最终失稳，暴雨工况对滑坡最为不利，在雨季，该滑坡失稳可能性较大.

〔1〕DZ/T0218 2006滑坡防治工程勘查规范[S].

〔2〕DZ/T0219 2006滑坡治理工程设计与施工技术规范[S].

〔3〕张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理（第二版）[M].北京：地质出版社,2009.282-297.

〔4〕徐邦栋.滑坡分析与防治[M].北京：中国铁道出版社，2001.699-708.

〔5〕公路工程地质勘察规范JTJ064-98[S].