墨江县泗南江乡政府驻地滑坡成因及其稳定性分析

郭美华

(云南地矿总公司(集团)普洱地质勘察院，云南 普洱市 665000)

1 前 言

乡政府驻地泗南江左岸2009年7月1日受连降暴雨的影响，墨江泗南江乡某电站导流洞排出的洪水以900m3/s的流量直接冲击对岸泗南江左岸防洪堤；导致防洪堤被大面积冲毁、坍塌；引发泗南江乡政府驻地第一次塌岸、滑坡。灾情发生后，当地政府、企业立即对滑坡前缘进行应急抢险，采用钢筋笼加装块石及浇铸混凝土四面体进行“压脚”护坡。当“7.1”应急工程尚未完工时，随后的8月4～5日，墨江县境内又持续降暴雨，使该地区再次发生险情。8月5日主洪峰以1 600m3/s的流量通过电站导流洞，洪水引发泗南江左岸正在抢险施工的钢筋笼防护堤全部冲毁，临江岸再次发生更严重的塌岸、滑坡。滑坡长度由原来的165m增大为185m；宽由220m增大为320m；面积由32 200m2增大为53 300m2。滑坡给乡政府驻地居民带来了较大威胁，当地政府同时起动了地质灾害二级应急预案。安排了相应的地质灾害勘察工作。下面就该滑坡特征及其稳定性进行分析评价。

图1 墨江县泗南江乡政府驻地7.1、8.5洪灾滑坡平面位置示意图

2 滑坡地质环境条件

2.1 地形地貌

本区地处滇西纵谷山原区永平——思茅中山峡谷亚区范围内，地貌上属强烈切割的中山构造侵蚀地貌类型，地形切割强烈，山势高峻，山脉连绵，沟壑纵横。滑坡位于泗南江左岸斜坡地带(图1)，海拨565m～650m，最低点为泗南江江面，为565m，相对高差约85m。滑坡区内地势总体东高西低，北高南低。区内地形较陡，滑坡地带坡度25°～40°，中前部呈阶梯状，总体为前陡、中缓、后陡地形。

2.2 工程地质特征

区内出露地层以中生界三迭系地层为主，滑坡地段分布上三迭统路马组(T3l)灰、深灰、灰绿、灰紫、紫红色粉砂质泥岩、泥质粉砂岩、长石石英砂岩夹炭质泥岩及灰岩透镜体，局部夹煤线。

滑坡地段上覆地层为坡残积含碎石粘性土、成份以紫红色、灰色粘性土夹泥岩、砂岩、灰岩碎块石，碎块石呈棱角状。在滑坡前缘局部夹软塑状粘土，该层下部含水地段与下伏全风化粉砂质泥岩接触面构成软弱结构面，形成滑动带，厚4m～19.00m。中下部为灰色、褐灰色全风化粉砂质泥岩及强风化粉砂质泥岩，局部夹多层炭质泥岩(煤线)。岩石风化强烈，呈散体状态，局部有浅变质现象，呈千枚岩化、片岩化。全风化粉砂质泥岩下部含水地段与下伏强风化粉砂质泥岩接触面以及节理、裂隙发育面构成软弱结构面，形成滑动带。

2.3 地质构造及水文地质条件

滑坡地带位于阿墨江断裂带、泗南江断裂与一近东西向次级断裂三者交汇部位，地质构造复杂。岩层倾向40°～60°，倾角12°～20°，倾向与坡向构成反向坡，坡向与地层产状的组合对斜坡的稳定较为有利。但岩石风化强烈，属极破碎散体状结构。

区内水文地质条件较简单，阿墨江、泗南江为本区最低排泄基准面。地下水主要为基岩裂隙水和第四系松散层孔隙潜水两种类型。其中，孔隙潜水主要分布于残坡积含碎石粘性土及泗南江岸边、河漫滩地带冲洪积层中。该含水岩组地下水贫乏，水量小，水量随季节性变化明显。基岩裂隙水主要赋存于构造裂隙、风化裂隙及层间裂隙中，由大气降水补给，季节性变化较大，裂隙水的分布与赋存主要受岩性和裂隙发育特征所控制，泥质软岩类岩层因其裂隙连通性差且多闭合，多构成隔水层，富水性差。而砂岩裂隙多张开且连通性好，具有较好的透水性和含水性，为主要含水层。故基岩裂隙水主要赋存于砂岩岩层中。

另外，滑坡区内泥质岩、砂质岩以及江岸边冲洪积层的透水性有较大的差异。在小范围内地下水受岩性影响较大，泥质岩分布区地下水位较砂岩区要高。对于泥质岩段，弱风化岩体渗透性以中等透水～弱透水为主，微风化及新鲜岩石渗透性以弱透水～微透水为主。岩体的渗透性一般从表部至深部随岩体风化程度的减弱而变小，但节理密集带及断层破碎带或断层影响带的渗透性较大。

3 滑坡体多级滑动特征

3.1 Ⅰ级滑面特征

根据地质勘查资料(图2)，该滑坡具二级滑动面。Ⅰ级滑面位于滑坡前缘，属浅层滑动面。滑体已于洪灾发生当日滑入江中。滑坡前缘宽180m，后缘宽110m，长51m。滑坡形态呈“圈椅状”。此段地形坡度约30°～35°，滑体厚度3m～8m，滑面呈圆弧形，起伏不大，中部有地下水呈泉状渗出；滑体物质主要为松散填土、残坡积粘性土夹碎石，剪出口位于江边残坡积粘性土与全风化粉砂质泥岩接触面。滑坡主滑方向为260°。属中型浅层推移式土质滑坡。

图2 工程地质剖面图

3.2 Ⅱ级滑面特征

Ⅱ级滑坡体主要根据洪灾后斜坡体的垮塌及坡体裂隙变形特点、变形迹象来确定滑坡的周界。

后缘：以电站指挥部一带路面裂隙为代表，该裂隙走向近东西向，基本与泗南江走向一至。“7.1”洪灾发生后，据裂隙发生范围，滑坡后缘最宽约220m，裂隙宽2cm～5cm，裂隙深小于10cm，地面下沉不明显。但“8.5”洪灾发生后，滑坡后缘裂隙范围明显加大，约为320m，裂隙宽2cm～10cm，裂隙局部深160cm，同时地面下沉明显。

中部：滑坡中部派出所、卫生院一带主裂范围加大，强度明显加宽，同时次生裂隙发育。

图3

前缘：除“7.1”洪灾滑塌的坡体外，在“7.1”洪灾时临江岸形成的临空面滑坡体基础上“8.5”洪灾又产生了大面积滑塌。同时在Ⅰ级滑面后缘形成明显错台，地面下沉严重，在应急险过程中，局部又发生了小规模坍塌。纵观整个Ⅱ级滑坡体，宽约320m，长185m。滑坡两侧无明显剪裂隙发生，主要以前、后缘，中部裂隙变形较明显。滑坡变形于前缘、后缘变形较强，中部变形较弱。

从国土部门的观测结果表明：两次洪灾后的均为第1日、第2日坡体后缘滑坡裂隙基本无大的变形迹象，从第3日～第10日坡体后缘开裂、下沉最明显；第10日以后滑坡变形减弱；表明一方面是抢险反压护坡起到一定作用，另一方面是坡体应力释放完毕，使滑坡处于暂时的极限平衡状态(图3)。

该滑坡地带地形坡度25°～40°，中前部呈阶梯状，总体为前陡、中缓、后陡地形。上覆残坡积土厚度变化较大，总体呈马鞍型，厚度2m～19m。滑坡组成物质主要为第四系残坡积含碎石粘性土、粉质粘土、碎石土及全风化粉砂质泥岩。滑床主要为全风化砂泥岩，岩层倾向40°～60°，倾角12°～20°，坡向与倾向构成反向坡，坡向与地层产状的组合对斜坡的稳定较为有利。滑坡滑面纵向上呈折线型；总体倾向西，主滑方向为269°。滑面倾角20°～35°；空间分布上呈波浪或锯齿状，横向上呈圆弧～波状。潜在滑床总体呈凹形。据计算属巨型中层牵引式土质滑坡。

4 滑坡类型、规模及成因

该滑坡的形成原因主要有以下几个方面：

(1)具备易滑的地层岩性条件：滑坡区上覆土体表层为含碎石粘性土，中下部为全风化粉砂质泥岩、强风化粉砂质泥岩。其中全风化粉砂质泥岩与含碎石粘性土接触面、全风化粉砂质泥岩、强风化粉砂质泥岩接触面以及风化节理裂隙面为软弱结构面，其抗剪强度较低，遇水易软化。在地下水下渗至该层面后形成滑动面。

(2)洪水因素：洪水冲毁防洪堤是导致滑坡形成的主要因素。二次洪灾导致泗南江左岸防洪堤冲毁，引发沿江岸塌岸、滑坡，造成了区内坡体平衡被打破，上部松散土体沿软弱结构面顺势下滑，形成了牵引式滑坡。

(3)地形因素：该滑坡地段地形较陡，坡度25°～40°；为坡体下滑提供了有利的地形条件。

(4)降水因素：连续降水软化滑坡体，加剧滑坡的形成。

5 滑坡稳定性分析与评价

本滑坡体滑动面为岩土接触面、节理裂隙面，可将滑面视为折线形。

5.1 计算方法

滑动面近似折线型，采用传递系数法，取滑坡的单位宽度为1m，简化为二维问题对滑坡的稳定性及推力进行计算。

5.2 计算工况

工况1：滑体土天然自重荷载+现状地面荷载+安全系数；

工况2：滑体土天然自重荷载+暴雨+现状地面荷载+安全系数；

工况3：滑体土天然自重荷载+地震+暴雨+现状地面荷载+安全系数；

5.3 计算参数取值

采用滑带土的饱和状态下饱和剪及残余抗剪强度指标；具体为滑带土的抗剪强度指标采用室内天然重塑剪及饱和重塑剪统计值。

a.计算采用参数

①岩土重度(γ)：根据岩土试验成果，滑坡体含碎石粘性土、全风化粉砂质泥岩取平均值20.60kN/m3。

②抗剪强度指标：根据滑坡现状特征与发展阶段，在室内土工试验资料基础上采用重塑剪平均值，内聚力(c)取12.79kPa、内摩擦角值(φ)取21.3°。

③安全系数(Fst)：工况1取1.0；工况2取1.05；工况3取1.10。

④水平地震系数(Kn)：该区抗震设防烈度属7度区，设计基本地震加速度值为0.10g，水平地震影响系数取值为0.10。

⑤暴雨入渗深度取3m。

5.4 滑坡稳定性计算结果及综合评价：

三种不同工况条件下滑坡稳定系数的计算分别见表1、表2和表3。

表1 滑体土天然自重荷载+现状地面荷载(工况Ⅰ)稳定性计算表

表2 滑体土天然自重荷载+现状地面荷载+暴雨(工况Ⅱ)稳定性计算表

表3 滑体土天然自重荷载+现状地面荷载+暴雨+地震(工况Ⅲ)稳定性计算表

经计算：工况1条件下(滑体土天然自重荷载+现状地面荷载+安全系数)Fs=0.98，滑坡处于极限平衡状态，可能产生下滑；工况2条件下(滑体土天然自重荷载+暴雨+现状地面荷载+安全系数)Fs=0.93，滑坡处于不稳定状态，滑体易产生下滑；工况3条件下(滑体土天然自重荷载+现状地面荷载+暴雨+地震+安全系数)Fs=0.84，滑坡处于不稳定状态，会产生下滑。

6 结 论

(1)泗南江乡政府驻地具备易滑的斜坡地形和易滑的松散岩土层、软弱夹层以及不利的结构面；暴涨的洪水冲毁防洪堤引发了坡体前缘塌岸、滑坡，加之连续降雨是导致两次滑坡形成的主要因素。

(2)该滑坡后缘在前缘塌岸、滑坡发生后，时间上从第3日至第10日为坡体变形强烈的时间段，第10日以后随着滑坡体应力释放的完成以及护坡工程的作用下，坡体变形趋于平缓。

(3)滑坡现处于蠕动—微动变形阶段，若遇连续暴雨或地震作用下，滑坡将会处于不稳定状态。

参 考 文 献

[1]中国岩石力学与工程学会地面岩石工程专业委员会，中国地质学会工程地质专业委员会.中国典型滑坡[M].北京：科学出版社，1988，1～12.

[2]云南省地矿局区调队.1∶20万墨江幅区域地质调查报告[R].1986.

[3]王应宝.云南省墨江县泗南江乡政府驻地“7.1”、“8.5”洪灾引发滑坡勘查报告[R].2009.