瀘定縣黑溝頭村二組不穩定性斜坡穩定性研究分析

李健

（四川省煤田地質工程勘察設計研究院，成都 610072）

該不穩定斜坡區位于瀘定縣冷磧鎮黑溝頭村，金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構造，地層傾角39°，屬高山緩脊峽谷地形，斜坡相對高差170m以上；地形起伏大；坡體后緣陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及巖性影響，卸荷裂隙發育。根據《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006），地質環境條件復雜程度為“復雜”。

不穩定斜坡區主要以斜坡、陡坎、緩坡平臺地貌為主，斜坡最低點位于潘溝，高程 2021m，最高點位于坡頂山脊，高程2389m，高差約370m，斜坡走向215°，傾向215°，地形坡度一般在20°～40°。不穩定斜坡位于整個斜坡中后部，前緣高程 2150m，后緣高程 2320m，高差 170m，橫寬 270m，縱長約300m。前緣為黑溝頭村2組村民聚居區，為階梯狀旱地與居民民房。在斜坡前緣和后緣分別有縣道和冷礦公路經過（圖1）。總體地貌呈上陡下緩，上部多為基巖出露，坡度約40°，下部為土體覆蓋，坡度10°～35°。不穩定斜坡體內基巖出露，為09年發生土體溜滑后形成，在巖土交界處形成溝槽和陡坎，整個斜坡區植被較少，多為草木，雜草等。

1 邊坡所處地質環境

圖1 不穩定斜坡平面地質圖

1.1 地形地貌

不穩定斜坡區屬高山緩脊峽谷地形，主要以斜坡、陡坎、緩坡平臺地貌為主，斜坡最低點位于潘溝，高程 2021m，最高點位于坡頂山脊，高程 2389m，高差約370m，斜坡走向215°，傾向215°，地形坡度一般在 20°～40°。不穩定斜坡位于整個斜坡中后部，前緣高程 2150m，后緣高程2320m，高差170m。不穩定斜坡橫寬270m，縱長約300m。前緣為黑溝頭村 2組村民聚居區，以階梯狀旱地與居民民房為主。在斜坡前緣和后緣分別有縣道冷礦公路經過（圖1）。總體地貌呈上陡下緩，上部多為基巖出露，坡度約40°，下部發育為土體覆蓋，坡度10°～35°。不穩定斜坡體內基巖出露為09年發生土體溜滑后形成，在巖土交界處形成溝槽和陡坎，整個斜坡區植被較少，多為草木，雜草等。

1.2 地層巖性

場地內的土層主要為第四系崩坡積層（Q4col+dl），第四系滑坡堆積層（Q4del），基巖為三疊系上統須家河組（T3xj）砂巖。從上至下可大致分為四層，現分述如下：

1）第四系崩坡積（Q4col+dl）：碎石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等；底部為人工堆積階梯狀堡坎，以碎塊石為主，塊石最大粒徑2*1*0.9m，粒徑一般10～70cm。該層分布于斜坡中部及底部，探槽未揭穿全層。

2）第四系滑坡堆積層（Q4del）：碎石土，為中上部崩坡積層滑塌后堆積而成，雜色，松散，干燥，含根系。石質成分主要為砂巖，該層厚度較小，分布不均勻，級配較差，磨圓度較差，多呈菱角狀、次菱角狀。斜坡中部土層沿基巖界面滑動后分布較少，多處基巖出露，厚度0～2.5m；底部為主要堆積區，厚約10～15m，塊石最大粒徑2*1*0.9m，一般20～80cm。

3）三疊系上統須家河組（T3xj）：為海陸交互相含煤沉積，以灰色石英砂巖、長石石英砂巖、厚層砂巖、薄層砂巖及粉砂巖為主，薄至中厚層狀，基巖出露區巖性完整，產狀單一。勘查區出露均為灰色砂巖，地層產狀為215°∠39°。

1.3 地質構造與地震

勘查區瀘定縣城東南方向 13公里處，位于金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構造，地層傾角39°。地質構造復雜程度屬簡單類型。

區內巖石節理裂隙構造較為發育。主要發育兩組節理，第一組節理產狀：330°∠75°，節理發育密度1～1.5條/m，節理最大延伸長度大于5m；第二組節理產狀：55°∠80°，節理發育密度0.5～1條/m，節理最大延伸長度大于10m。

瀘定縣地處青藏高原地震區的鮮水河地震帶、安寧河地震帶及龍門山地震帶交匯部位；其中，鮮水河地震帶地震活動性最強烈，對本區的波及和影響較大，其他兩個地震帶的影響相對較弱。根據地震資料統計：工作區外圍300km范圍內自公元1216年以來，共記載7.0～7.9級地震7次；6.0～6.9級地震21次；5.0～5.9級地震71次。據《中國地震動參數區劃圖》，區內抗震設防烈度為8度，設計地震分組為第一組，設計基本地震加速度值為0.2g。

1.4 水文地質

勘查區場地為山丘，總體呈單面山狀，斜坡坡度較大，一般為38°～44°，匯水面積較小，地表無常年性水流分布，不利于地表水的匯集，地表水排泄條件較好。最終排泄至距離場區約300m的潘溝內。據現場調查，勘察期間溝內水流量2～5L/s。

場區內地下水主要以孔隙水、基巖裂隙水的形式賦存。孔隙水主要賦存于碎石土層中；裂隙水賦存于三疊系上統須家河組砂巖中，其富水程度受節理裂隙的發育情況控制。場地地下水主要受大氣降水、地表水滲透補給，雨后地表水大部分順地面排水溝、坡面由高向低逕流，少量滲入地下形成地下水，順巖土界面下流，部分從斜坡中部出露，多數出露與溝底。地下水排泄條件一般。勘察鉆孔內未見地下水出露。

1.5 地質環境條件復雜程度

勘查區位于瀘定縣冷磧鎮黑溝頭村，位于金坪斷裂與寶新廠-鳳儀斷裂之間，總體呈一單斜構造，地層傾角39°，屬高山緩脊峽谷地形，斜坡相對高差170m以上；地形起伏大；坡體后緣陡峻，坡度在40°以上，受地形坡度及巖性影響，卸荷裂隙發育。根據《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006），地質環境條件復雜程度為“復雜”。

2 不穩定斜坡穩定性分析

2.1 不穩定斜坡分區

根據目前斜坡特征可將整個不穩定斜坡分為5個區，包含1個溜滑后形成的基巖出露區、1個溜滑體堆積區、2個不潛在溜滑體區，分別命名為X01和X02、1個滑坡區，命名為H01，其分布范圍和分區特征見圖2。

2.2 不穩定斜坡破壞模式及影響因素

地層巖性：松散物巖性主要由崩坡積、殘破積塊碎石土組成，下伏地層為砂巖，坡面物質結構松散，物質密度和結構有差異。

地質條件：X01不穩定斜坡左側為09年溜滑后形成的基巖面，前緣為09年溜滑后出露的基巖面。殘留下的 X01不穩定坡體為滑坡體形成提供了物質基礎。

地形條件：該不穩定斜坡溜滑體的潛在滑動面為三疊系上統須家河組（T3xj）砂巖，整個斜坡為順向坡，產狀215°∠39°，坡向與巖層傾向相同，且潛在溜滑體三面臨空，為斜坡變形提供了良好的地形條件。且斜坡坡度較陡，為坡體物質運移提供了發育空間。

水的作用：水是導致斜坡變形的重要因素：降雨是斜坡變形的主要誘發因素。該不穩定斜坡09年7月強降雨后，其左側和前緣均發生大規模溜滑。對于X01不穩定斜坡體，強降雨后，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩定性，土體易于基覆界面產生整體滑移破壞。

2.3 定性評價

根據現場調查，對前緣陡崖段巖質危巖和斜坡中后部松散堆積不穩定斜坡的穩定性宏觀判斷如下：

2.3.1 X01不穩定斜坡體定性評價

X01潛在溜滑體位于斜坡中后部，坡度39°～41°，坡向坡向約215°。底部以基巖界面為界，左側以09年發生溜滑后形成的基巖面為界，后緣以冷礦公路為界，整體呈一直角三角形狀，縱長5-70m,左側最長，向右逐漸變短，橫向長約200m，面積約8620m2，滑體平均厚度約2m，體積約1.7萬m3。其物質組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。不穩定斜坡威脅居民的物源主要為土中夾雜的塊石，塊石直徑0.4～1.6m，含量約占25%，碎石含量約占 45%，直徑0.02-0.2m。其余成分為粉粘土或粉土。基巖為三疊系上統須家河組（T3xj）灰色砂巖，產狀為215°∠39°。

目前，在①號基巖臺坎的支撐下，該不穩定斜坡處于基本穩定狀態。在持續暴雨情況下，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩定性，最終導致斜坡沿基巖界面向下滑動，沿①號臺坎剪出。并由滑坡轉化為坡面流。其較大塊石沿坡面運動滾落至居民區，危及下部居民房屋和生命財產安全。綜合評定其穩定性為欠穩定。

另外斜坡中零散分布有少量孤石，該類孤石直徑大多為 0.4-1.5m，其底座巖性為松散堆積物，在降雨或地震情況下，危石向下滑移，進而引發危石滾落，最終形成不穩定斜坡，該類不穩定斜坡其破壞形式主要為滑移滾落式，最后可能滾落至居民區，綜合評定其穩定性為欠穩定。

2.3.2 X02不穩定斜坡體定性評價

X02潛在溜滑體位于斜坡中后部左側。底部以基巖界面為界，左側以20年代發生滑坡后形成的斜坡為界，后緣以冷礦公路為界，右側以09年發生溜滑后形成的基巖面為界，整體呈一不規則多邊形，滑坡體縱長約135m，橫向長20-50m不等，面積約5670m2，滑體平均厚度約1.5m，體積約0.85萬m3。其物質組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。不穩定斜坡威脅居民的物源主要為土中夾雜的塊石，塊石直徑0.4～1.6m，含量約占25%，碎石含量約占 45%，直徑0.02～0.2m。其余成分為粉粘土或粉土。基巖為三疊系上統須家河組（T3xj）灰色砂巖，產狀為215°∠39°。

整個X02不穩定斜坡體可分為兩個潛在溜滑體，分別以①號基巖臺坎和②號基巖臺坎為界。

目前，該不穩定斜坡在①號和②號基巖臺坎支撐作用下，處于基本穩定狀態。在持續暴雨情況下，雨水入滲土體，增大了土體容重，降低了土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響了斜坡淺層堆積的碎石土的穩定性，最終導致斜坡沿基巖界面向下滑動，從①號或者②號基巖臺坎剪出。并由滑坡轉化為坡面流。其較大塊石沿坡面運動滾落至居民區，危及下部居民房屋和生命財產安全。綜合評定其穩定性為欠穩定。

2.3.3 H01滑坡定性評價

H01滑坡體位于斜坡右側。前緣以調查訪問的變形區為界，左側和后緣以09年發生滑坡后出露的基巖界面為界，右側以一小型沖溝為界。該滑坡縱長約275m，橫向長90～135m，面積約28 400m2，滑體厚度2～15m,平均厚度約7m，體積約19.8萬m3。其物質組成為第四系崩坡積（Q4col+dl）碎塊石土，以褐黃、灰褐色為主，表層為雜填土，植物根須等，碎塊石原巖主要為砂巖。塊石直徑0.4～1.2m，含量約占35%，碎石含量約占45%，直徑0.02～0.07m。其余成分為粉粘土。基巖為三疊系上統須家河組（T3xj）灰色砂巖，產狀為215°∠39°。

目前，該滑坡處于相對穩定狀態。如在遇持續暴雨，雨水入滲土體，增大土體容重，降低土體的抗剪強度，同時浸潤軟化了巖體分界面，影響滑帶的角礫土的穩定性，該滑坡可能沿以前的滑帶或新的滑帶產生進一步的整體滑動變形，危及下部居民房屋和生命財產安全。綜合評定其穩定性為在天然狀態下為基本穩定，在自重+暴雨及自重+地震工況下欠穩定。

3.4 穩定性計算

對不穩定進行穩定性分析評價，將穩定性劃分為四級：穩定系數 Fs≥1.15為穩定，1.15＞Fs≥1.05基本穩定，1.05＞Fs≥1.0為欠穩定，Fs＜1.0為不穩定。

分析表 1中各不穩定斜坡物源點穩定性系數可得，各物源點在天然狀態下均處于基本穩定～穩定狀態，與實際情況相符；在自重+暴雨工況下，X01不穩定斜坡、X02-1不穩定斜坡、H01滑坡處于欠穩定狀態，說明這個斜坡在降雨情況易發生失穩破壞，與實際情況相符，該不穩定斜坡體于09年7月發生整體滑動，說明計算結果與實際情況相符；X02-2在三種工況下均屬于穩定狀態，與現場調查情況相符；在自重+地震工況下，X01、X02-1、X02-2均處于基本穩定～穩定狀態，據現場訪問，“4.20”廬山地震期間，該不穩定斜坡均未發生變形，計算結果與實際情況相符。通過對H01滑坡潛在滑面的穩定性分析計算，其潛在滑面處于基本穩定～穩定狀態。綜上所述，計算結果與實際情況較為接近。

3 治理工程設計思路

針對X01、X02兩個潛在溜滑體，采用在坡腳公路內側設置攔石墻的治理措施；針對H01滑坡體采用抗滑樁的綜合治理方案。

3.1 攔石墻

攔石墻設置在左側坡腳冷礦公路內側，沿等高線方向在 ABC段設置攔石墻進行防護，根據“4.9”章節滾石運動計算結果，剖面1-1’，2-2’最大彈跳高度為1.2m，根據調查塊石直徑并考慮一定的安全儲備，最后選定攔石墻的具體尺寸如下：攔石墻的墻體高2.5m，基礎埋深0.5m，頂寬1.0m，迎石坡坡率1：0.25，背石坡豎直，采用M10漿砌塊石結構，攔石墻迎坡側布設袋裝碎石土緩沖帶，緩沖帶高2.5m，頂寬0.8m，迎石坡坡率1:0.50，外側鋪20cm漿砌片石，頂部30cm粘土封閉，攔石墻長為80m。攔石墻每間隔10m設置一條3cm寬施工縫，采用瀝青木板填充。立面上最低處設置0.5*0.5m采用干砌塊石結構，作為滲水通道。

3.2 抗滑樁

根據場地地形條件及地質條件，確定滑坡抗滑樁布設于在冷礦公路內側3-3’剖面高程2171m處，根據下滑力大小及地形情況，并對該位置樁所受的力進行計算，確定樁徑及嵌入深度。共設計抗滑樁12根，A型抗滑樁3根，樁間距為6.0m，截面為1.5×2.0m，樁長18.0m，嵌入基巖5.0m。B型抗滑樁9根，樁間距為6.0m，截面為1.5×2.0m，樁長20.0m，嵌入基巖2.5m。樁芯采用C30砼一次性澆筑。