泸定县黑沟头村二组不稳定性斜坡稳定性研究分析

李健

（四川省煤田地质工程勘察设计研究院，成都 610072）

该不稳定斜坡区位于泸定县冷碛镇黑沟头村，金坪断裂与宝新厂-凤仪断裂之间，总体呈一单斜构造，地层倾角39°，属高山缓脊峡谷地形，斜坡相对高差170m以上；地形起伏大；坡体后缘陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及岩性影响，卸荷裂隙发育。根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006），地质环境条件复杂程度为“复杂”。

不稳定斜坡区主要以斜坡、陡坎、缓坡平台地貌为主，斜坡最低点位于潘沟，高程 2021m，最高点位于坡顶山脊，高程2389m，高差约370m，斜坡走向215°，倾向215°，地形坡度一般在20°～40°。不稳定斜坡位于整个斜坡中后部，前缘高程 2150m，后缘高程 2320m，高差 170m，横宽 270m，纵长约300m。前缘为黑沟头村2组村民聚居区，为阶梯状旱地与居民民房。在斜坡前缘和后缘分别有县道和冷矿公路经过（图1）。总体地貌呈上陡下缓，上部多为基岩出露，坡度约40°，下部为土体覆盖，坡度10°～35°。不稳定斜坡体内基岩出露，为09年发生土体溜滑后形成，在岩土交界处形成沟槽和陡坎，整个斜坡区植被较少，多为草木，杂草等。

1 边坡所处地质环境

图1 不稳定斜坡平面地质图

1.1 地形地貌

不稳定斜坡区属高山缓脊峡谷地形，主要以斜坡、陡坎、缓坡平台地貌为主，斜坡最低点位于潘沟，高程 2021m，最高点位于坡顶山脊，高程 2389m，高差约370m，斜坡走向215°，倾向215°，地形坡度一般在 20°～40°。不稳定斜坡位于整个斜坡中后部，前缘高程 2150m，后缘高程2320m，高差170m。不稳定斜坡横宽270m，纵长约300m。前缘为黑沟头村 2组村民聚居区，以阶梯状旱地与居民民房为主。在斜坡前缘和后缘分别有县道冷矿公路经过（图1）。总体地貌呈上陡下缓，上部多为基岩出露，坡度约40°，下部发育为土体覆盖，坡度10°～35°。不稳定斜坡体内基岩出露为09年发生土体溜滑后形成，在岩土交界处形成沟槽和陡坎，整个斜坡区植被较少，多为草木，杂草等。

1.2 地层岩性

场地内的土层主要为第四系崩坡积层（Q4col+dl），第四系滑坡堆积层（Q4del），基岩为三叠系上统须家河组（T3xj）砂岩。从上至下可大致分为四层，现分述如下：

1）第四系崩坡积（Q4col+dl）：碎石土，以褐黄、灰褐色为主，表层为杂填土，植物根须等；底部为人工堆积阶梯状堡坎，以碎块石为主，块石最大粒径2*1*0.9m，粒径一般10～70cm。该层分布于斜坡中部及底部，探槽未揭穿全层。

2）第四系滑坡堆积层（Q4del）：碎石土，为中上部崩坡积层滑塌后堆积而成，杂色，松散，干燥，含根系。石质成分主要为砂岩，该层厚度较小，分布不均匀，级配较差，磨圆度较差，多呈菱角状、次菱角状。斜坡中部土层沿基岩界面滑动后分布较少，多处基岩出露，厚度0～2.5m；底部为主要堆积区，厚约10～15m，块石最大粒径2*1*0.9m，一般20～80cm。

3）三叠系上统须家河组（T3xj）：为海陆交互相含煤沉积，以灰色石英砂岩、长石石英砂岩、厚层砂岩、薄层砂岩及粉砂岩为主，薄至中厚层状，基岩出露区岩性完整，产状单一。勘查区出露均为灰色砂岩，地层产状为215°∠39°。

1.3 地质构造与地震

勘查区泸定县城东南方向 13公里处，位于金坪断裂与宝新厂-凤仪断裂之间，总体呈一单斜构造，地层倾角39°。地质构造复杂程度属简单类型。

区内岩石节理裂隙构造较为发育。主要发育两组节理，第一组节理产状：330°∠75°，节理发育密度1～1.5条/m，节理最大延伸长度大于5m；第二组节理产状：55°∠80°，节理发育密度0.5～1条/m，节理最大延伸长度大于10m。

泸定县地处青藏高原地震区的鲜水河地震带、安宁河地震带及龙门山地震带交汇部位；其中，鲜水河地震带地震活动性最强烈，对本区的波及和影响较大，其他两个地震带的影响相对较弱。根据地震资料统计：工作区外围300km范围内自公元1216年以来，共记载7.0～7.9级地震7次；6.0～6.9级地震21次；5.0～5.9级地震71次。据《中国地震动参数区划图》，区内抗震设防烈度为8度，设计地震分组为第一组，设计基本地震加速度值为0.2g。

1.4 水文地质

勘查区场地为山丘，总体呈单面山状，斜坡坡度较大，一般为38°～44°，汇水面积较小，地表无常年性水流分布，不利于地表水的汇集，地表水排泄条件较好。最终排泄至距离场区约300m的潘沟内。据现场调查，勘察期间沟内水流量2～5L/s。

场区内地下水主要以孔隙水、基岩裂隙水的形式赋存。孔隙水主要赋存于碎石土层中；裂隙水赋存于三叠系上统须家河组砂岩中，其富水程度受节理裂隙的发育情况控制。场地地下水主要受大气降水、地表水渗透补给，雨后地表水大部分顺地面排水沟、坡面由高向低迳流，少量渗入地下形成地下水，顺岩土界面下流，部分从斜坡中部出露，多数出露与沟底。地下水排泄条件一般。勘察钻孔内未见地下水出露。

1.5 地质环境条件复杂程度

勘查区位于泸定县冷碛镇黑沟头村，位于金坪断裂与宝新厂-凤仪断裂之间，总体呈一单斜构造，地层倾角39°，属高山缓脊峡谷地形，斜坡相对高差170m以上；地形起伏大；坡体后缘陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及岩性影响，卸荷裂隙发育。根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006），地质环境条件复杂程度为“复杂”。

2 不稳定斜坡稳定性分析

2.1 不稳定斜坡分区

根据目前斜坡特征可将整个不稳定斜坡分为5个区，包含1个溜滑后形成的基岩出露区、1个溜滑体堆积区、2个不潜在溜滑体区，分别命名为X01和X02、1个滑坡区，命名为H01，其分布范围和分区特征见图2。

2.2 不稳定斜坡破坏模式及影响因素

地层岩性：松散物岩性主要由崩坡积、残破积块碎石土组成，下伏地层为砂岩，坡面物质结构松散，物质密度和结构有差异。

地质条件：X01不稳定斜坡左侧为09年溜滑后形成的基岩面，前缘为09年溜滑后出露的基岩面。残留下的 X01不稳定坡体为滑坡体形成提供了物质基础。

地形条件：该不稳定斜坡溜滑体的潜在滑动面为三叠系上统须家河组（T3xj）砂岩，整个斜坡为顺向坡，产状215°∠39°，坡向与岩层倾向相同，且潜在溜滑体三面临空，为斜坡变形提供了良好的地形条件。且斜坡坡度较陡，为坡体物质运移提供了发育空间。

水的作用：水是导致斜坡变形的重要因素：降雨是斜坡变形的主要诱发因素。该不稳定斜坡09年7月强降雨后，其左侧和前缘均发生大规模溜滑。对于X01不稳定斜坡体，强降雨后，雨水入渗土体，增大了土体容重，降低了土体的抗剪强度，同时浸润软化了岩体分界面，影响了斜坡浅层堆积的碎石土的稳定性，土体易于基覆界面产生整体滑移破坏。

2.3 定性评价

根据现场调查，对前缘陡崖段岩质危岩和斜坡中后部松散堆积不稳定斜坡的稳定性宏观判断如下：

2.3.1 X01不稳定斜坡体定性评价

X01潜在溜滑体位于斜坡中后部，坡度39°～41°，坡向坡向约215°。底部以基岩界面为界，左侧以09年发生溜滑后形成的基岩面为界，后缘以冷矿公路为界，整体呈一直角三角形状，纵长5-70m,左侧最长，向右逐渐变短，横向长约200m，面积约8620m2，滑体平均厚度约2m，体积约1.7万m3。其物质组成为第四系崩坡积（Q4col+dl）碎块石土，以褐黄、灰褐色为主，表层为杂填土，植物根须等，碎块石原岩主要为砂岩。不稳定斜坡威胁居民的物源主要为土中夹杂的块石，块石直径0.4～1.6m，含量约占25%，碎石含量约占 45%，直径0.02-0.2m。其余成分为粉粘土或粉土。基岩为三叠系上统须家河组（T3xj）灰色砂岩，产状为215°∠39°。

目前，在①号基岩台坎的支撑下，该不稳定斜坡处于基本稳定状态。在持续暴雨情况下，雨水入渗土体，增大了土体容重，降低了土体的抗剪强度，同时浸润软化了岩体分界面，影响了斜坡浅层堆积的碎石土的稳定性，最终导致斜坡沿基岩界面向下滑动，沿①号台坎剪出。并由滑坡转化为坡面流。其较大块石沿坡面运动滚落至居民区，危及下部居民房屋和生命财产安全。综合评定其稳定性为欠稳定。

另外斜坡中零散分布有少量孤石，该类孤石直径大多为 0.4-1.5m，其底座岩性为松散堆积物，在降雨或地震情况下，危石向下滑移，进而引发危石滚落，最终形成不稳定斜坡，该类不稳定斜坡其破坏形式主要为滑移滚落式，最后可能滚落至居民区，综合评定其稳定性为欠稳定。

2.3.2 X02不稳定斜坡体定性评价

X02潜在溜滑体位于斜坡中后部左侧。底部以基岩界面为界，左侧以20年代发生滑坡后形成的斜坡为界，后缘以冷矿公路为界，右侧以09年发生溜滑后形成的基岩面为界，整体呈一不规则多边形，滑坡体纵长约135m，横向长20-50m不等，面积约5670m2，滑体平均厚度约1.5m，体积约0.85万m3。其物质组成为第四系崩坡积（Q4col+dl）碎块石土，以褐黄、灰褐色为主，表层为杂填土，植物根须等，碎块石原岩主要为砂岩。不稳定斜坡威胁居民的物源主要为土中夹杂的块石，块石直径0.4～1.6m，含量约占25%，碎石含量约占 45%，直径0.02～0.2m。其余成分为粉粘土或粉土。基岩为三叠系上统须家河组（T3xj）灰色砂岩，产状为215°∠39°。

整个X02不稳定斜坡体可分为两个潜在溜滑体，分别以①号基岩台坎和②号基岩台坎为界。

目前，该不稳定斜坡在①号和②号基岩台坎支撑作用下，处于基本稳定状态。在持续暴雨情况下，雨水入渗土体，增大了土体容重，降低了土体的抗剪强度，同时浸润软化了岩体分界面，影响了斜坡浅层堆积的碎石土的稳定性，最终导致斜坡沿基岩界面向下滑动，从①号或者②号基岩台坎剪出。并由滑坡转化为坡面流。其较大块石沿坡面运动滚落至居民区，危及下部居民房屋和生命财产安全。综合评定其稳定性为欠稳定。

2.3.3 H01滑坡定性评价

H01滑坡体位于斜坡右侧。前缘以调查访问的变形区为界，左侧和后缘以09年发生滑坡后出露的基岩界面为界，右侧以一小型冲沟为界。该滑坡纵长约275m，横向长90～135m，面积约28 400m2，滑体厚度2～15m,平均厚度约7m，体积约19.8万m3。其物质组成为第四系崩坡积（Q4col+dl）碎块石土，以褐黄、灰褐色为主，表层为杂填土，植物根须等，碎块石原岩主要为砂岩。块石直径0.4～1.2m，含量约占35%，碎石含量约占45%，直径0.02～0.07m。其余成分为粉粘土。基岩为三叠系上统须家河组（T3xj）灰色砂岩，产状为215°∠39°。

目前，该滑坡处于相对稳定状态。如在遇持续暴雨，雨水入渗土体，增大土体容重，降低土体的抗剪强度，同时浸润软化了岩体分界面，影响滑带的角砾土的稳定性，该滑坡可能沿以前的滑带或新的滑带产生进一步的整体滑动变形，危及下部居民房屋和生命财产安全。综合评定其稳定性为在天然状态下为基本稳定，在自重+暴雨及自重+地震工况下欠稳定。

3.4 稳定性计算

对不稳定进行稳定性分析评价，将稳定性划分为四级：稳定系数 Fs≥1.15为稳定，1.15＞Fs≥1.05基本稳定，1.05＞Fs≥1.0为欠稳定，Fs＜1.0为不稳定。

分析表 1中各不稳定斜坡物源点稳定性系数可得，各物源点在天然状态下均处于基本稳定～稳定状态，与实际情况相符；在自重+暴雨工况下，X01不稳定斜坡、X02-1不稳定斜坡、H01滑坡处于欠稳定状态，说明这个斜坡在降雨情况易发生失稳破坏，与实际情况相符，该不稳定斜坡体于09年7月发生整体滑动，说明计算结果与实际情况相符；X02-2在三种工况下均属于稳定状态，与现场调查情况相符；在自重+地震工况下，X01、X02-1、X02-2均处于基本稳定～稳定状态，据现场访问，“4.20”庐山地震期间，该不稳定斜坡均未发生变形，计算结果与实际情况相符。通过对H01滑坡潜在滑面的稳定性分析计算，其潜在滑面处于基本稳定～稳定状态。综上所述，计算结果与实际情况较为接近。

3 治理工程设计思路

针对X01、X02两个潜在溜滑体，采用在坡脚公路内侧设置拦石墙的治理措施；针对H01滑坡体采用抗滑桩的综合治理方案。

3.1 拦石墙

拦石墙设置在左侧坡脚冷矿公路内侧，沿等高线方向在 ABC段设置拦石墙进行防护，根据“4.9”章节滚石运动计算结果，剖面1-1’，2-2’最大弹跳高度为1.2m，根据调查块石直径并考虑一定的安全储备，最后选定拦石墙的具体尺寸如下：拦石墙的墙体高2.5m，基础埋深0.5m，顶宽1.0m，迎石坡坡率1：0.25，背石坡竖直，采用M10浆砌块石结构，拦石墙迎坡侧布设袋装碎石土缓冲带，缓冲带高2.5m，顶宽0.8m，迎石坡坡率1:0.50，外侧铺20cm浆砌片石，顶部30cm粘土封闭，拦石墙长为80m。拦石墙每间隔10m设置一条3cm宽施工缝，采用沥青木板填充。立面上最低处设置0.5*0.5m采用干砌块石结构，作为渗水通道。

3.2 抗滑桩

根据场地地形条件及地质条件，确定滑坡抗滑桩布设于在冷矿公路内侧3-3’剖面高程2171m处，根据下滑力大小及地形情况，并对该位置桩所受的力进行计算，确定桩径及嵌入深度。共设计抗滑桩12根，A型抗滑桩3根，桩间距为6.0m，截面为1.5×2.0m，桩长18.0m，嵌入基岩5.0m。B型抗滑桩9根，桩间距为6.0m，截面为1.5×2.0m，桩长20.0m，嵌入基岩2.5m。桩芯采用C30砼一次性浇筑。