吴龙生，杨 辉

(1.中国水电顾问集团贵阳勘测设计研究院岩土工程有限公司，贵州 贵阳 550081；2.中国电建集团贵阳勘测设计研究院有限公司，贵州 贵阳 550081)

1 工程概况

筲箕湾库岸滑坡位于贵州省内构皮滩水电站库区左岸的瓮安县珠藏镇方家寨，滑体前缘发生滑坡，方量约5.6×104m3，滑坡后缘开裂、错台变形明显，局部房屋出现开裂，受滑坡威胁人数总计有73户，193人，威胁固定资产达3000余万元。

工程区内的乌江河道总体成NEE向，地形呈阶梯状上升，河道两岸山脊走向为NNE向，由坚硬灰岩组成山脊；软弱岩层出露地段则相对低凹，形成顺水流向锯齿状起伏的单面山地形。工程区被乌江及大小支流切割，河谷狭窄岸坡陡峻。工程区出露的地层主要有第四系残坡积层(Qedl)黏土夹碎石，钻孔揭露深度为5 m～19.4 m，以及二叠系上统吴家坪组(P3w)的中厚层深灰色燧石灰岩夹炭质页岩、硅质页岩与煤层，岩层产状为345°<25°～30°。

2 滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡特征

按地表物质组成、地貌及变形特征，筲簊湾库岸滑坡可大致分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ三个区，具体分区见图1。

图1 库岸边坡分区示意图

各区特征分述如下：

(1)Ⅰ区位于库岸边坡的右侧，区内覆盖层主要物质成分为黏土夹碎石等堆积体组成，区内住户房屋局部由于地基不均匀变形而开裂，地表无开裂现象，局部有泉点发育，属于暂时稳定区。

(2)Ⅱ区位于整个库岸边坡中部，分布高程614 m～820 m，场区建筑物主要分布于该区。

①Ⅱ-1区

该区为已滑动区，位于库岸边坡前缘，滑坡整体近似呈“椭圆”状，滑坡体前缘滑动后部分滑体进入水库，产生高约20 m滑坡壁。滑体沿垂直河流向长30 m～60 m，顺河流向宽180 m～220 m，厚10 m～20 m，滑塌方量约5.6×104m3。

受滑坡壁高、陡等影响，距滑坡后缘水平距离5 m～20 m范围出现了不少拉裂缝，其中发育有宽、大裂隙2条，均为NW向，裂缝发展状态见图2。

图2 滑坡后缘裂缝发育照片

②Ⅱ-2区

该区为潜在滑动区，位于Ⅱ区后缘，覆盖层物质成份主要为残坡积黏土夹碎石。该亚区前缘接Ⅱ-1区滑坡后缘，滑坡后缘若进一步失稳，可能牵引该亚区变形发展。潜在滑动体滑床为二叠系上统吴家坪组(P3w)中厚层深灰色燧石灰岩夹炭质页岩、硅质页岩，岩层产状345°<30°～45°。

(3)Ⅲ区为观测区，位于库岸边坡的左侧，区内覆盖层主要物质成分为松散黏土夹碎石组成，区内住户房屋、地形均无开裂，属于暂时稳定区。

2.2 成因分析

由上述特征可知，Ⅰ区及Ⅲ区为暂时稳定区，Ⅱ区为变形区，故滑坡成因分析重点为Ⅱ区。

(1)Ⅱ-1滑坡区变形成因分析

该区位于库岸边坡的前缘，靠近库岸码头，属于库岸再造范围，其前缘长期遭受库水的浸泡及冲刷作用，逐渐形成局部的陡坎和临空面，为覆盖层发生滑坡创造了条件[1]。汛期暴雨使得区内这一松散不稳定土体重度增大，下滑力增加，土体的抗剪强度参数减小，加之库水反复升降过程中对前缘土体冲刷和浸泡，阻滑力进一步下降后，引起岸坡前缘覆盖土层发生滑坡。蓄水位与边坡关系见图3。

图3 蓄水位与边坡关系示意图

滑坡发生后，滑坡体覆盖在原先被架空坡脚土体上，暂时形成了新的阻滑力，且滑床中下部新坡率较缓，边坡暂时处于稳定状态，但随着库水位对新坡脚的不断冲蚀，坡脚阻滑力下降后，可能会诱发新的滑坡产生，滑向库区，阻碍河道自由畅流。

根据上述分析，推断Ⅱ-1滑坡区变形模式为蠕滑-拉裂破坏模式，为水库蓄水诱发的覆盖层牵引式滑坡。

(2)Ⅱ-2潜在滑坡区成因分析

该亚区位于Ⅱ区前缘，区内前缘接Ⅱ-1区滑坡体后缘。该区前缘平台由于滑坡的发生，形成了具有高、陡特点的临空面，滑坡后缘已发生明显拉裂变形，产生多条近平行于新临空面的拉裂缝，且临空面的坡率较陡，使得该区前缘堆积体处于临界稳定状态，在暴雨或干湿交替等作用下，土体的抗剪强度参数降低，极易引发Ⅱ-2区覆盖层滑坡。

3 稳定性分析

3.1 计算参数

根据岩土试验成果及参数反演分析，并类比同类岩土层工程经验[2-3]，筲箕湾滑坡岩、土体物理力学参综合取值见表1。

3.2 计算剖面、方法及工况

选取地质剖面1-1′、2-2′、3-3′、4-4′、5-5′、6-6′共六个剖面进行滑坡稳定分析。剖面线位置见图4。

边坡整体滑坡模式为覆盖层沿基岩面的折线滑动，故采用瑞典条分法进行稳定性评价和推力计算，用Bishop法进行校核。由于工程区相应地震基本烈度为Ⅵ度，区域构造稳定性好，因此不考虑地震荷载，故只考虑天然和暴雨两种工况。

表1 滑坡岩土体物理力学参数综合取值表

图4 滑坡稳定分析剖面布置

3.3 计算结果

滑坡稳定性计算结果见表2。

表2 滑坡整体稳定分析结果统计表

根据以上稳定性计算结果，可知Ⅱ区1-1′至5-5′在正常工况下是稳定的，但在最不利工况下处于暂时稳定-变形状态，不能满足设计安全标准，因此需要对Ⅱ区的1-1′至5-5′剖面之间的边坡进行加固处理。

Ⅲ区6-6′剖面在最不利工况下整体是稳定的，无需对边坡整体稳定进行防护，应根据Ⅲ区中部房屋布置情况，对局部陡坎边坡进行防护即可。

3.4 数值模拟分析

选取3-3′典型剖面建立数值计算模型，采用有限单元法模拟滑坡后治理前天然工况下边坡的应力-应变情况，进一步对滑坡稳定性进行分析评价。数值模拟结果见图5～图8。

图5 Z方向位移云图

图6 Y方向位移位移云图

图7 剪应力云图

图8 塑性区分部图

由图5～图8可知，滑坡发生后，治理前天然工况下，基覆界面基本处于稳定状态，再次沿基覆界面发生滑动的可能性较小。但是，由于前缘覆盖层滑坡，滑体后缘成为上部(Ⅱ-2区)覆盖层新的临空面，且坡度较陡。数值模拟结果表明，该部位坡脚剪切应力最大，Z和Y方向位移量数字较大，易沿坡脚向上发展产生新的滑动面，在Ⅱ-2区覆盖层内发生次级滑坡。

上述分析可知，天然工况下Ⅱ-2区基覆界面虽整体稳定，但沿基覆界面出现了不连续屈服单元，在Ⅱ-2区若不采取抗滑措施，在暴雨工况或其他较大扰动因素作用下则有可能发生塑性区贯通，在基覆界面上发生新的滑坡。

4 治理措施及效果

4.1 治理措施

山区水库蓄水诱发的库岸滑坡，因水库周期性及不定期蓄水、泄洪客观存在，从而无法从根本上解除滑坡的主要诱因。因此，此类滑坡治理措施只能从滑坡本身着手，即减小下滑力，增加抗滑力[4-5]。根据筲箕湾滑坡的实际情况，采取的应急处理措施为：抗滑桩+削坡挡土+截排水。

(1)抗滑桩

抗滑桩已广泛应用于各行业边坡及滑坡治理中，是增加抗滑力的有效手段，成为滑坡治理最重要的措施之一。由稳定性分析可知，筲箕湾滑坡Ⅱ-2区为潜在滑坡部位，在最不利工况下仍有滑坡可能，故抗滑桩布置在Ⅱ-2区垂直于潜在滑坡方向上，根据锚固段长度不同，桩长15 m～35 m，直径为2 m，间距为3 m～4 m，抗滑桩共计90根。

(2)削坡挡土

Ⅱ-2区前缘临空面的坡率较陡，且后缘已发生明显拉裂变形，在暴雨或因库水涨跌干湿交替等作用下，易发生覆盖层次级滑坡。坡率法是治理边坡的最简单实用的方法，Ⅱ-2区坡脚部位无村民住房，可采用削坡法减缓滑坡体坡度。Ⅱ-2区坡脚处修建M7.5浆砌石重力式挡土墙，挡墙完成后，滑坡前缘陡坎削方减载的土方及截水沟、挡土墙基础开挖剩余的土石渣回填于挡土墙背侧，并采用挖掘机碾压压实，形成1∶2的坡率。

(3)截排水

地下水及地表水入渗是导致滑坡的重要诱因之一，筲箕湾库岸滑坡主要成因虽然为库水反复升降过程中冲刷和浸泡前缘土体，但滑坡后缘已出现张拉裂缝，为地表水入渗潜在滑动面提供了有利条件。因此，在Ⅱ-2区削方减载开挖边界外侧修筑截水沟，以减少地表水入渗量。

4.2 治理效果分析

(1)治理后数值分析

采用有限元计算法模拟抗滑桩+削坡挡土治理后滑坡状态。Ⅱ-2区施加抗滑桩，并对新临空面进行削坡减率后，数字模拟Z方向位移见图9，Y方向位移见图10，抗滑桩Z方向上位移量较小，即沉降量很小，这是因为抗滑桩底部位于稳定的基岩上。削减Ⅱ-2区新临空面(滑坡后缘)坡率并砌筑挡土墙后，数值模拟的位移量由治理前厘米级变为治理后毫米级别，表明该部位覆盖层处于稳定状态。

图9 支护后Z方向位移云图

图10 支护后Y方向位移位移云图

(2)变形监测分析

筲箕湾库岸滑坡开展了抗滑桩应力观测、抗滑桩裂缝观测与抗滑坡体表面变形监测三项安全监测工作。其中，抗滑坡体表面变形监测在抗滑坡体上设置了综合位移标点6个，布置位置见图11，在抗滑坡周边设置二等三角网点3个，组成二等三角水平位移监测控制网，对抗滑坡体位移标点进行前方交会观测。

抗滑坡体表面变形监测于观测墩完工后2个月测取初始值，抗滑桩施工完毕后按照1次/月的观测频率对滑坡外部变形进行观察，坡体变形监测数据变化见图12。

TP1～TP4位于抗滑桩冠梁上，监测数据表明，抗滑桩变形大致经历了3个阶段：一是滑坡治理施工期间的加速变形阶段，二是治理后的缓慢变形阶段，三是稳定阶段，4个观测点中TP2由于处于主滑部位上，其累计变形量最大。TP5及TP6位于挡土墙上，监测数据表明，挡墙部位变形经历两个阶段：加速变形期和缓慢变形期，且变形量相对较大。总体看来，6个观测点的变形值均小于30 mm，表明治理后滑坡整体处于稳定状态。

图11 观测点布置示意图

图12 滑坡变形观测成果表

5 结语

(1)筲箕湾库岸滑坡其前缘长期遭受库水的浸泡及冲刷作用，为水库蓄水诱发的覆盖层牵引式滑坡，主要诱因无法解除的情况下，采用抗滑桩+削坡挡土+截排水综合手段进行治理，数值模拟分析及监测数据分析，治理后滑坡体外部变形在可控范围内。

(2)山区水库蓄水诱发库岸滑坡体量较大的情况下，治理抗滑桩数量较多，深度较大，采用机械成孔灌注桩，速度较快，安全隐患较小，能够适应应急处理的要求。