汶川县阿尔村3#地块不稳定斜坡地质灾害特征及防治措施

刘学凤

摘 要：近年来，随着国家对地质灾害问题越来越重视，地质灾害特征与治理研究已经成为地质工作者研究的一个重要方向。选取3#地块安置点不稳定斜坡作为研究对象，分析斜坡地质环境条件，研究斜坡特征，并对斜坡的发展变化趋势与危险性作出预测，有针对性地提出了相关防治工程方案建议，为研究区的下一步工作提供指导，并为同类地质灾害防治提供一定的参考。

关键词：阿尔村3#地块;不稳定斜坡;地质灾害特征;防治措施

汶川县龙溪乡阿尔村3#地块安置点不稳定斜坡位于汶川县龙溪乡阿尔村2组。汶川县阿尔村地处川西高原山区，地貌类型属于构造侵蚀中的高山峡谷区[1]。本次勘查边坡长约360 m，宽约100 m，边坡走向为北东-南西向，坡向为北西向，整个坡体形态呈折线形，为土质边坡斜坡区。研究区高程为2 162.3～2 203.4 m，高差约为41.1 m，整体坡度为20°～45°。坡体内地表主要是碎块石土，表部含一些大块石，碎块石成分以强风化、中风化千枚岩、砂岩为主[2]。

1    地质环境条件

1.1  地形地貌

工程区地处龙溪乡阿尔村，属于侵蚀构造中的高山峡谷区，且位于龙溪沟东侧斜坡地带，底部临龙溪沟，顶部临近陡坎峭壁，坡体坡度为20°～45°，个别处较陡，约为70°，斜坡中部地形较平坦，目前主要为耕地。整个场地海拔高程为2 162～2 211 m，高差约为49 m[3]。

1.2  地层岩性

工程区地层主要为第四系全新统崩坡积层（Q4col+dl）、志留系茂县群第二组（Smx2）地层，现分述如下：

（1）第四系全新统崩坡积层（Q4col+dl）：碎石土，大面积分布于斜坡，青色、青灰色、杂色，结构松散，稍密，稍湿，碎石质量分数为50%～60%，母岩成分主要为千枚岩、灰岩等，其风化程度为中风化，其间以黏性土、粉土等充填，磨圆度差，呈棱角状，分选性一般，碎石粒径为2～20 cm，局部夹大块石，最大粒径达120 cm。地层局部泥钙质胶结，胶结状况一般。表层为耕土，含植物根系。该层厚度较大，本次勘查未揭穿。

（2）志留系茂县群第二组（Smx2）：分布于研究区斜坡上部陡崖，主要为千枚岩，灰色，细粒鳞片变晶结构，千枚状构造，有丝绢光泽，主要礦物成分为绢云母、石英等，局部夹薄层变质砂岩，层理面发育，节理裂隙发育，岩体较破碎。岩层产状330°∠53°。

1.3  地质构造

元古代中期地壳发生“晋宁运动”，使岷江河畔固结陆壳基底“黄水河群”出现强烈褶皱和断裂，伴随大量岩浆侵入，岩层遭受变质破碎、移位、卷曲，建造成境内“彭灌杂岩”“宝兴杂岩”“雪隆包岩体”等构造雏型。古生代寒武纪、奥陶纪、志留纪、泥盆纪、石炭纪、二迭纪等时代，地壳发生“兴凯”“古浪”“祁连”“天山”“伊宁”等几次强烈的运动，使龙门山华夏系构造的九顶山华夏构造基本定型。同时，导致一系列“S”型压扭性结构面产生，形成薛城-卧龙“S”型褶皱构造带。伴随的岩浆活动形成褶皱、断裂带上的各种岩浆岩体。

1.4  水文地质条件

研究区位于汶川县龙溪乡阿尔村，场地内及周边多为缓坡地带，地表水径流、排泄条件一般。场地地下水类型主要有第四系孔隙潜水和基岩裂隙水，碎石土为主要含水层。第四系孔隙水赋存于残坡积土层中，补给来源为大气降水。场地坡度较小，地下水排泄条件较好，富水性较好。

1.5  人类工程活动

研究区主要的人类工程活动为住房建设、道路建设、农耕及放牧。住房建设、道路建设在坡体前缘削坡、斜坡加载，导致斜坡前缘临空面加大等，影响坡体稳定性。区域内旅游业待发达、水力资源丰富，随着各项建设事业的迅速发展，特别是近年来在基础设施、交通、能源、水利、城建等方面投资力度的加大，带动了社会经济的发展，但同时对自然生态环境的破坏也日益加剧，特别是地质环境的破坏造成的灾害也更加严重。综合评定该区人类工程活动属于中等强烈。

2    不稳定斜坡的基本特征

2.1  不稳定斜坡概况

汶川县龙溪乡阿尔村3#地块不稳定斜坡位于汶川县龙溪乡阿尔村2组。阿尔村地处川西高原山区，地貌类型属于构造侵蚀中的高山峡谷区。

研究区位于斜坡地带，前、后部较陡，中部地形较平坦，呈陡～缓～陡状，前部临龙溪河，后部临近陡坎峭壁，坡体坡度为20°～45°，个别处较陡，约为70°，斜坡走向为北东-南西向，坡向288°。

斜坡区主要出露地层为第四系崩坡积碎石土，碎块石成分以强风化、中风化千枚岩、砂岩为主，质量分数在50%～60%，主要粒径为2～20 cm，局部夹大块石，最大粒径达120 cm。地层局部泥钙质胶结，胶结状况一般。表层为耕土，含植物根系。斜坡两侧基岩出露明显，岩性为千枚岩。

根据规划，为平整场地及修建道路，拟建3#地块安置点将进行大规模的人工切坡，切坡后前缘场平标高（或路面高程）在2 145.10～2 196.70 m，切坡长约360 m，根据稳定性分析，估算横向宽为20～50 m，坡面面积为1.13×104 m2，潜在滑面埋深约5.0～14.0 m，平均厚度约为10.0 m，体积约为11.3×104 m3，规模为中型。

2.2  不稳定斜坡物质组成及结构特征

根据钻孔及探槽，不稳定斜坡物质成分主要为崩坡积碎石土，碎石质量分数为50%～60%，结构较松散～稍密。碎石粒径一般在2～20 cm，局部夹大块石，最大粒径达120 cm，其余为黏性土、粉土充填于碎石空隙。碎石成分以强风化、中风化千枚岩、砂岩为主。斜坡主要为农作物种植区。

2.3  不稳定斜坡变形特征

经现场调查，研究区处于斜坡位置，根据走访调查研究，斜坡形成时间超过150年，近150年期间未发生过滑动;斜坡后缘未发现裂缝，根据钻孔，孔内无水，斜坡南北两侧为沟谷，坡表径流分流，不在斜坡表面及内部滞留。根据已有公路开挖断面和钻孔岩芯分析，斜坡主要成分为碎块石，胶结程度较好，碎石密实程度主要为松散～稍密，整体来说，斜坡整体稳定性为基本稳定。

2.4  斜坡水文地质特征

2.4.1  斜坡区地下水类型、补迳排条件

斜坡区内水文地质条件总体上较简单，上覆松散土层与下伏基岩的双层结构，地下水按其赋存特征及水理性质分为基岩裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水两类。地下水含水层主要为碎石土。

斜坡体内若遇强降雨，一方面降低了其物理力学性能，使地下水向低处迳流，形成地下水渗流力;另一方面增加了岩土体的重量，使下滑力增大，这些均对斜坡的稳定性极为不利。地下水的分布情况对斜坡的变形有着重要的影响。

2.4.2  地下水补给

地下水主要接受大气降水下渗补给。坡土体较松散，空隙度大，地下水排泄、迳流条件好。地下水多通过地表水下渗补给，斜坡区地下水主要接受大气降水的补给。由于地下水渗入坡体，对斜坡的稳定性十分不利。

2.5  边坡稳定性计算与评价

本次选取3#地块2-2′、4-4′、6-6′剖面搜索多条潜在滑动面，并计算其稳定性，确定该边坡的最不利滑面。在剖面  3种工况条件下进行整体稳定性计算，成果统计如表1所示。

评价依据《滑坡防治工程勘查规范》中的评价标准：稳定系数K<1.0为不稳定;1.0≤K<1.05为欠稳定状态;   1.05≤K<1.15为基本稳定状态;K≥1.15为稳定状态。通过上述对场地不稳定斜坡稳定性的分析计算，可得出以下结论。

2.5.1  傳递系数法

阿尔村3#地块不稳定边坡在坡面完全切坡后，在天然工况时，整体稳定性系数为1.008～1.022，处于欠稳定状态;在暴雨工况时，整体稳定性系数为0.907～0.952，处于不稳定状态;在地震工况时，整体稳定性系数在0.941～0.989，处于不稳定状态。

2.5.2  破裂角法

阿尔村3#地块不稳定边坡在坡面完全切坡后，在天然工况时，整体稳定性系数为1.044～1.182，处于欠稳定～稳定状态;在暴雨工况时，整体稳定性系数为1.015～1.078，处于欠稳定～基本稳定状态;在地震工况时，整体稳定性系数在1.029～1.092，处于欠稳定～基本稳定状态。

对比对两种方法的计算结果，发现传统系数法计算的稳定性略低于破裂角法。根据类似工程的破坏实例，碎石土常发生折线性破坏。因此，本工程最终采用折线型滑动面计算方法的计算结果。

由上述计算结果可知，若该边坡在前缘开挖施工时不进行支护处理，必然发生失稳破坏。

3    发展变化趋势与危险性预测

3.1  发展趋势分析

本次调查和勘查资料表明，该边坡目前稳定性较好，但是在前缘开挖后将形成高陡临空面，在天然工况下，稳定性系数处于1.008～1.022，处于欠稳定状态;在地震及暴雨工况条件下，稳定性系数都小于1.0，处于不稳定状态。若该边坡在前缘开挖施工时不进行支护处理，必然发生失稳破坏。

3.2  滑坡危害性预测

根据前述分析，3#地块不稳定斜坡在前缘挖施工时，若不进行支护处理，必然发生失稳破坏，对下方安置点内107户约430人的生命财产安全及配套道路构成威胁，估算潜在经济损失约4 000万元。因此，对该不稳定斜坡进行先期治理是十分必要的，也是十分紧迫的。

4    防治工程方案建议

该挖方边坡的治理以“安全与经济兼顾”为原则，对该防治工程做了两个方案进行对比，力求达到事半功倍的效果。针对3#地块不稳定斜坡特征和成因机制，提出3套治理方案建议：方案一主要为“抗滑桩板墙”，方案二主要为“挡土墙+削坡+锚索框格梁+植草绿化”，方案三主要为“挡土墙+两级抗滑桩板墙”。

[参考文献]

[1]黄颉，金辉，钟义敏.汶川县三关庙后山不稳定斜坡成因机制[J].地质灾害与环境保护，2014，25（4）：41-46.

[2]蒲东平，朱雷.汶川县映秀镇黄家村不稳定斜坡稳定性分析[J].云南水力发电，2015，31（4）：44-49.

[3]李波，李伯宣，杨江涛，等.四川省自贡市大安区盐卤矿山环境危害与治理对策[J].现代盐化工，2018，45（4）：10-11.