覃 亮， 杨学之， 王海波

(四川省地质矿产勘查开发局 成都水文地质工程地质中心, 四川 成都 610081)

石棉县某昔格达地层滑坡防治对策探讨

覃 亮， 杨学之， 王海波

(四川省地质矿产勘查开发局 成都水文地质工程地质中心, 四川 成都 610081)

以石棉县一处昔格达地层滑坡为例，结合其所处地质环境条件，根据滑坡基本特征，进行了滑坡稳定性评价，论述了其滑坡成因机制，同时，提出了采用“整体防护+局部支挡”的思路对滑坡进行治理.

滑坡;昔格达组;稳定性;防治对策

0 引 言

在四川攀西地区广泛分布河湖相沉积半成岩昔格达组地层，该地层压缩性强，遇降雨易软化，属易滑地层.科研人员对此类地质构造进行了相关的研究，并取得了大量的研究成果[1-5].由于石棉县莫家岗滑坡发育于昔格达组地层中，其地层的力学性质极不稳定，本研究在已有研究基础上，探析了该滑坡工程地质特征及防治对策，拟为当地政府的规划建设提供科学依据.

1 工程地质环境概况

作为研究对象的莫家岗滑坡位于四川雅安石棉县，剖面形态为阶梯状，总体坡度约16 °，为中型浅层土质滑坡.滑坡最初发生于2008年汛期，2009～2015年雨季期间，研究区斜坡均发生了不同程度的变形.

1.1 气象水文

研究区位于大渡河左岸，属亚热带季风气候，平均年降水量为1 200.9 mm，降水主要集中在每年5～9月份，占全年降水量的86.4%.据计算，研究区内最大日降雨量为185.9 mm，最大小时雨量为81.5 mm，10 min雨强为26.7 mm，这种高强度降雨在时间分布上不均匀，多形成大～暴雨和局部暴雨，为诱发滑坡、崩塌等地质灾害的重要因素.

1.2 地形地貌

研究区地处构造、剥蚀中切割中山缓脊宽谷地貌，总体上谷坡和山坡坡度均大于30 °，山脊呈长垣状，沟谷呈“V”字型，切割深度500～1 000 m，地形陡峻，地形临空条件发育，为滑坡、不稳定斜坡等不良地质现象的发育提供了有利条件.

1.3 地层岩性

研究区出露地层主要为第四系残坡积层及第三系昔格达组基岩，具体为：

2)第三系中统昔格达组(N2x).主要为褐色粉砂岩、黏土岩，具有成岩低，结构构造不均一，富含黏粒及黏土矿物，压缩性较强，遇水软化，脱水崩解等特点.

1.4 地质构造与地震

相关研究表明，莫家岗滑坡附近无大型褶皱或断裂发育.根据《中国地震动参数区划图》(GB 18306-2015)，研究区地震基本烈度为Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.2 g，地震动反应谱特征周期为0.45 s.

1.5 人类工程活动

研究区内总体上人类工程活动较为频繁，人类工程活动主要包括农耕、房屋建设和削坡修路.工程建设改变了研究区斜坡原有排水系统，对斜坡稳定状态影响较大，可能会引发地质灾害.

2 滑坡基本特征

2.1 边界和形态特征

研究区滑坡发育在大渡河支流狮子河左岸，主滑方向184 °，后缘有明显的下错现象，呈典型的圈椅状，剖面形态为凹形，前后缘高差约100 m，总体坡度约16 °，剖面形态呈阶梯状.滑坡横向宽约440 m，纵向长约340 m，厚1.0～7.0 m，体积约3.5×105m3，由图1可见，滑坡边界特征明显，后缘发育有下错形成的陡坎或张拉裂缝，两侧可见明显的侧边界，右侧以剪切裂缝为界，左侧以小冲沟为界，前缘以狮子河左岸为界.受岩土体不等速变形的影响，滑坡体后缘(北侧)下错形成陡坎，陡坎高0.3～0.7 m不等，坡度约60 °；右侧(西北侧)边界发育有长约40 m的剪切裂缝；左侧(东侧)边界为小型冲沟，受滑坡岩土体不均匀变形影响，冲沟中原有排水沟受损严重；前缘(南侧)为狮子河河谷.

为中型浅层土质滑坡(见图1).

图1 滑坡区工程地质平面图

2.2 变形破坏特征

研究区滑坡最早发生于2008年汛期，降雨导致斜坡后缘岩土体发生强烈变形下错，下错最大高度约1.0 m，下错致使后缘一间房屋受损.2012年雨季，斜坡后缘再次发生明显变形，产生张拉裂缝，裂缝长约50 m，张开0.05～0.7 m，充填碎石土、植物根系等，错开高差0～0.5m，呈圆弧形，总体走向245 °.

2013年7月受暴雨影响，斜坡发生进一步强烈变形.受变形影响，附近村道路基出现不均匀沉降，致使路面开裂，形成局部错台，同时，变形还引起斜坡原有排水沟受损，其裂缝下错高度约0.3 m，总体走向92 °，属张拉裂缝.受降雨等因素影响，斜坡中下部变形也十分明显，附近乡村公路受路基出现不均匀沉降，路面大面积开裂，出现区域性裂缝，一条长约16 m，宽约4 m，总体走向105 °，另一条长约18 m，宽约3.5 m，总体走向70 °.2013年强降雨导致斜坡中部产生张拉裂缝，长约32m，张开0～0.1 m，充填碎块石土，可见明显下错，最大下错高度约0.5 m，总体走向93 °.

2014年7月2日，研究区突降暴雨，最大雨量达50 mm/h，暴雨持续近2 h，强降雨致使斜坡局部(原有1#挡墙南侧)强烈变形，局部失稳破坏，发生小型滑塌，滑塌纵向长约47 m，宽约15 m，厚1～4 m，方量约2 000 m3，主滑方向245 °，总体坡度约15 °，属牵引式浅层土质滑塌.伴随斜坡局部滑塌，在其后缘产生张拉裂缝，长约9 m，张开0～0.15 m，充填植物根系，深约0.2 m，有较明显的下错，最大下错距离约0.2 m，走向150 °.伴随局部滑塌，在滑塌体北侧，原有1#挡墙南侧之间斜坡也发生明显的变形，变形致使该段斜坡体上原有排水沟被土体挤压而严重受损.

2014年8月，研究区再次持续强降雨，斜坡体多处发生变形.受下部斜坡土体滑塌及降雨等影响，原有1#挡墙发生明显拉裂变形，而局部受损.斜坡后缘产生张拉裂缝，裂缝长约6 m，张开0～0.1 m，充填夹碎石粉质黏土及植物根系，无明显下错，走向30 °.原有小路发生明显沉降及破坏，小路内侧排水沟被土体严重挤压.

2.3 滑坡体结构特征

根据野外地质调查及浅井、探槽和钻孔揭露的地质条件，滑坡体结构如图2所示.

图2 滑坡典型工程地质剖面图

2)滑带.位于第四系松散覆盖层与下覆第三系中统昔格达组(N2x)粉砂岩界面处及松散层内错动带.滑带土为松散覆盖层与基岩界面上的黄褐色粉质黏土，厚约20 cm，稍湿，硬塑，含水量高，压缩性较强.

3)滑床.第三系中统昔格达组(N2x)，褐色或黄褐色粉砂岩，强风化层约3 m，产状145 °∠2 °，节理裂隙较为发育，主要裂隙产状为210 °∠26 °，100 °∠11 °，无充填.

2.4 滑坡危害性分析

根据滑坡危害对象的重要性和灾害损失程度，按照《滑坡防治工程勘查规范》表6危害对象等级划分[6]，本研究将该滑坡区危害对象等级划分为Ⅲ级.

3 稳定性计算和评价

3.1 计算方法与工况

本研究采用基于极限平衡理论的条分法和传递系数法分3种工况计算研究区滑坡的稳定系数和剩余下滑力[6-7].

1)工况Ⅰ(天然工况).现状条件下滑体处于1/3～1/2饱水状态，荷载组合为：自重+天然状态地下水.

2)工况Ⅱ(暴雨工况).按滑体1/2～2/3饱水状态，荷载组合为：自重+暴雨状态地下水.

3)工况Ⅲ(地震工况).按现状条件叠加地震荷载，荷载组合为：自重+天然状态地下水+地震.

3.2 计算参数取值

滑体土计算参数主要根据取岩土试验结果，采用数理统计分析确定.滑体土天然重度取18.46 kN/m3；饱和重度取19.26 kN/m3.

滑带土计算参数在统计土工试验数据的基础上，可参考参数反演结果，类比类似案例的滑坡稳定性计算参数来综合确定：天然状态c值取8.65 kPa，⟩值12.63 °；饱和状态c值取7.58 kPa，⟩值取11.87 °.

3.3 计算结果及稳定性分析

滑坡典型剖面稳定性计算结果如表1所示.

表1 滑坡典型剖面稳定性计算及评价结果

由表1可知，滑坡体在天然工况(I工况)下，处于稳定状态；滑坡体在暴雨工况(II工况)与地震工况(III工况)下，均处于欠稳定状态.工况II下，滑坡剩余下滑力为121.99 kN/m，工况Ⅲ下，滑坡剩余下滑力为135.96 kN/m.

4 滑坡成因机制分析

4.1 滑坡发育的基础条件

1)地形地貌.研究区纵向上呈阶梯状斜坡地貌，地形临空条件发育，为滑坡发育提供了有利的地形条件.

2)斜坡结构.研究区为顺向斜坡结构，且结构面倾角小于或接近斜坡坡度，属易发生滑坡的斜坡结构类型.

3)工程地质条件.研究区表层分布第四系全新统松散岩类残坡积粉质黏土地层，出露基岩为第三系中统昔格达组(N2x)粉砂岩，属极软岩类.松散岩类结构松散，属易滑地层，不利条件下易沿基覆界面发生滑动变形.而极软岩类粉砂岩，层理近水平，裂隙较发育，泥质胶结，固结状态差，遇水易软化、崩解，抗风化能力差，遇水后其力学性质指标迅速降低，因此该地层结构组成的边坡易发生滑坡等不良地质现象.

4)水文地质.研究区由于松散堆积层结构不均匀，局部碎块石土常含有较为丰富的上层滞水，且滑坡区主要为地下水径流排泄区，地下水活动较为强烈，特别是当地下水沿基覆界面径流，或当基岩裂隙水水位抬升，裂隙水压力增大时，成为引起滑坡变形的重要因素.

由于研究区具备上述4个方面滑坡发育的基础地质条件，一旦降雨等不利因素具备，即可能引发滑坡地质灾害的发生.

4.2 主要引发因素分析

据调查，研究区2008年汛期持续降雨，降雨量大，持续时间长，受其影响，滑坡区表层第四系松散残坡积粉质黏土均处于饱水状态，孔隙水压力上升，岩土体有效应力降低，岩土体c、⟩值急剧减小，抗剪强度严重降低.孔隙水使滑体重度增大，且明显增大了下滑力，同时，降雨入渗补给滑坡浅层基岩裂隙水，岩体裂隙水压力增大，成为加剧滑坡变形的又一荷载，从而引发滑坡后缘局部下错变形.

2009～2014年雨季，研究区内多次出现历时长、雨量大的大暴雨，导致滑坡区表层松散堆积体饱水，孔隙水压力上升，岩土体有效应力降低，岩土体c、⟩值减小，抗剪强度严重降低，抗滑力下降.同时，滑体重度增大，明显增大了下滑力.另外，降雨入渗补给滑坡浅层基岩裂隙水，岩体裂隙水压力增大，为滑坡区岩土体增加荷载，最终引发滑坡体出现多处张拉裂缝、排水沟受损严重、公路路面大面积拉裂乃至局部滑塌等.

4.3 滑坡力学性质分析

据访问调查，滑坡启动时，其变形破坏首先是斜坡中前部发生房屋和斜坡的变形，继而带动后缘斜坡岩土体变形，出现张拉裂缝变形及房屋开裂变形等，属牵引式滑坡.

从滑坡的力学机理分析，由于裂缝的存在，在持续降水条件下，地表水通过牵引变形裂缝下渗到边坡的更深部，导致坡体产生一定的静水压力.另外，地下水浮托力使岩土体有效应力降低，滑面抗剪强度降低，且将岩土体自重增加，致使下部岩土体首先发生变形，因而其启动时具有牵引式滑坡的特点.

4.4 滑坡形成机制分析

研究区滑坡斜坡所处地形地貌、地层结构决定了残坡积物结构松散、含水量较高，孔隙度较大，有利于暴雨期间大量降水的下渗，滑坡区受后缘地表降雨作用，大量地表水从斜坡后缘侵入斜坡体内，形成地下水，在后高前低地势作用下，沿基覆界面运移，地下水不仅软化消融滑面以上的土体，降低土体抗剪强度，同时还增大了滑体自重，降低了下覆地层抗滑力.

5 防治措施

根据研究区滑坡的变形特征，建议采用“整体防护，局部支挡”的治理思路，选择“绿化防护+排水沟+局部支挡”等工程手段对斜坡进行治理.

1)绿化防护.在斜坡体上多植树种草，增加植被覆盖率.利用植被对降水的截留作用，减缓降水对斜坡的冲刷，减少地表水下渗，进而起到对滑坡进行整体防护的目的.

2)排水沟.研究区滑坡的主要诱因是强降雨，为防止雨水不能及时从坡表排泄，而渗入岩土体中，建议完善斜坡排水体系，根据现场地形地貌条件增设和修复排水沟，减少雨水下渗，保证岩土体抗滑力，维持斜坡稳定性，以达到斜坡整体防护的目的.

3)局部支挡.研究区滑坡影响区范围大，总体治理难度较大，且治理经费高.因此，建议针对斜坡强烈变形的区域，为保护居民生命财产安全，保障乡村道路的正常通行能力，对斜坡局部进行支挡，采用局部抗滑桩、挡土墙等工程措施.

6 结 论

本研究根据分析对象的实际情况，结合相关技术规范，得出以下结论：研究区滑坡为受长历时、强降雨诱发的昔格达地层牵引式滑坡，滑面位于基覆界面部位；滑坡在天然工况下处于稳定状态，在暴雨及地震工况下属欠稳定状态，滑坡最大剩余下滑力为135.96 kN/m；根据灾害体基本特征，结合现场实际情况，建议采用“绿化防护+排水沟+局部支挡”等工程手段对滑坡进行治理.

[1]尹紫红,周志林,梁明学.昔格达组地层研究现状与牛坪子滑坡稳定性分析[J].路基工程,2005,23(2):12-15.

[2]李小泉.粟子坪水电站厂基昔格达土的工程特性[J].广西水利水电,1996,25(1):16-20.

[3]宋建广,孙代.浅谈雅攀公路昔格达地层滑坡成因与治理[J].路基工程,2007,25(5):175-176.

[4]王志强.西昌昔格达组的动力特性研究[D].昆明：昆明理工大学,2009.

[5]吴焕恒.西昌某边坡昔格达组地层蠕变试验及其边坡蠕变变形分析[D].成都：西南交通大学,2010.

[6]中华人民共和国国土资源部.滑坡防治工程勘查规范：GB 32864-2016[S].北京:中国标准出版社,2016.

[7]覃亮,裴向军,陈曦阳.基于人工蜂群算法的水平条分法边坡稳定性分析[J].成都大学学报(自然科学版)，2013,23(1):82-85.

Discussion on Prevention Countermeasures of Xigeda Strata Landslide in Shimian County

QINLiang,YANGXuezhi,WANGHaibo

(Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, Sichuan Bureau of Geology & Mineral Resources, Chengdu 610081, China)

In this paper,a Xigeda strata landslide in Shimian County is taken as an example.Combined with the geological conditions and according to the basic characteristics of the landslide,the paper evaluates the stability of the landslide,discusses the formation mechanism of the landslide,and finally puts forward the idea of the combination of overall protection and local support for the landslide.

landslide;Xigeda;stability;countermeasures

1004-5422(2017)01-0102-04

2017-02-17.

覃 亮(1988 — )， 男， 硕士， 从事岩土工程与环境地质研究.

P642.22

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