石棉縣白馬集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)潛在不穩(wěn)定斜坡調(diào)查評(píng)價(jià)

張慶+謝暢

摘要：白馬集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)地處瀑布溝庫區(qū)庫尾段右岸斜坡地帶，受“4.20”地震的影響，白馬集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)不穩(wěn)定斜坡在之后出現(xiàn)變形開裂現(xiàn)象，威脅到移民生命和財(cái)產(chǎn)的安全，進(jìn)一步查明地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的條件、工程地質(zhì)條件和地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)特征，對(duì)于該類災(zāi)害體的防治具有重要意義。

關(guān)鍵詞：不穩(wěn)定斜坡；特征；防治

前言：白馬集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)位于大渡河右岸、瀑布溝庫區(qū)庫尾段斜坡地帶，其后緣為分散的移民安置點(diǎn)。受“4.20”地震的影響，該斜坡出現(xiàn)變形開裂，目前正處于蠕滑變形階段，在暴雨和地震作用下，有可能繼續(xù)變形，威脅到包括農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)在內(nèi)的移民安置點(diǎn)建筑物穩(wěn)定及7戶32人移民生命和財(cái)產(chǎn)的安全。

1 工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

工作區(qū)位于侵蝕構(gòu)造低山地貌區(qū)，分布高程840m～1200m，，地形坡度10°～13°，場(chǎng)地南西側(cè)200m發(fā)育一深切的沖溝，切割深度約20～100m，兩側(cè)基巖出露，沖溝溝口與大渡河相接。

1.2 地層巖性

（1）第四系松散堆積層

人工填土層（Q4ml）：由粉質(zhì)粘土及角礫、碎石構(gòu)成，主要分布在場(chǎng)地?fù)跬翂髠?cè)。

坡洪積層（Q4dl+pl）：由粉質(zhì)粘土、粉土、角礫土、碎石土及塊石土等組成。

（2）三疊系上統(tǒng)白果灣組（T3bg）

泥質(zhì)粉砂巖：深灰色，由粘土礦物、長(zhǎng)石、石英及少量白云母組成，該層在場(chǎng)區(qū)出露厚度約100～200m。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

（1）地質(zhì)構(gòu)造。該區(qū)位于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)西緣的上揚(yáng)子臺(tái)褶帶內(nèi)，屬川滇南北向構(gòu)造帶東亞帶的北段，其東側(cè)分布有金坪斷裂，西側(cè)分布有鮮水河磨西斷裂帶。場(chǎng)區(qū)位于兩斷裂之間，宜東向斜在其東北側(cè)，相距較遠(yuǎn)。

（2）地震。石棉縣地震效應(yīng)主要屬外圍強(qiáng)震活動(dòng)波及區(qū)。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001）、GB 18306-2001《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)第1號(hào)修改單及GB50011-2010《建筑抗震設(shè)計(jì)規(guī)范》，工作區(qū)地震基本烈度為Ⅷ度，地震動(dòng)峰值加速度為0.20g。

2 水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水賦存條件，區(qū)內(nèi)地下水類型分為兩類：松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙水。

3 不穩(wěn)定斜坡基本特征

3.1 不穩(wěn)定斜坡形態(tài)特征

斜坡中后部因移民工程修筑擋墻而呈現(xiàn)臺(tái)階狀，高1～5m，斜坡中前部主要為階梯狀農(nóng)田，農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)至最前緣擋土墻之間為修建擋土墻后的回填區(qū)。斜坡長(zhǎng)約140m，寬約60-90m，斜坡坡向237°，平面上呈近似矩形。場(chǎng)地東北高西南低，相對(duì)高差15～20m，坡度10°～13°。

3.2 堆積體特征

該不穩(wěn)定斜坡體堆積體為第四系全新統(tǒng)松散堆積層（Q4ml、Q4dl+pl）。其中，人工填土層主要分布在一級(jí)擋墻后至農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)的回填區(qū)域，該層填土夯實(shí)程度較好，但由于塊碎石含量較高，其透水性較好，降水及破壞的地下排水管網(wǎng)中的滲水易通過該層向下滲透，軟化下部土體；坡洪積層為坡體原始堆積形成，其物質(zhì)組成以粉質(zhì)粘土、粉土、角礫土、碎石土及塊石土為主，其中，粉質(zhì)粘土、粉土分布于人工填土以下的淺表層，以下為粗顆粒土，包含角礫土、碎石土及塊石土，在空間分布上多為無序穿插堆積。第四系堆積物總體上分布不均，厚度2～24.7m，呈東薄西厚的堆積特征。

3.3 下伏基巖特征

不穩(wěn)定斜坡下伏基巖主要為三疊系上統(tǒng)白果灣組（T3bg）泥質(zhì)粉砂巖地層，主要岀露于不穩(wěn)定斜坡東側(cè)緣沖溝及斜坡后緣陡坎地段，不穩(wěn)定斜坡體區(qū)內(nèi)未見出露。巖層產(chǎn)狀為350°～0°∠10°～15°，緩傾坡內(nèi)。

3.4 潛在滑動(dòng)帶特征

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及勘察資料顯示，未發(fā)現(xiàn)有明顯滑面，但局部深度范圍內(nèi)揭露的粉質(zhì)粘土含水量較高，多呈軟塑狀。該層粉質(zhì)粘土遇水極易軟化變形，從目前坡體上表現(xiàn)出的變形特點(diǎn)來看，因而推測(cè)現(xiàn)狀變形土體為該粉質(zhì)粘土層的蠕動(dòng)變形，推測(cè)滑面傾角為5～30°，呈后部較厚，中前部薄的特點(diǎn)，剖面上呈弧形。

3.5 不穩(wěn)定斜坡變形的影響因素分析

1、邊坡開挖導(dǎo)致斜坡內(nèi)部應(yīng)力變化。斜坡由于移民工程建設(shè)，填方形成了5～10m的填方邊坡，形成了較高的臨空面，加之在擋墻后的房屋及道路車輛加載，使原有坡體內(nèi)的應(yīng)力發(fā)生改變；

2、4.20蘆山地震影響。地震雖然沒有對(duì)石棉縣的山地地貌、水系和森林生態(tài)等造成明顯的改變，但地震對(duì)地質(zhì)環(huán)境的影響是明顯的。在地震的影響下，斜坡淺表層土體密實(shí)度降低，內(nèi)部出現(xiàn)微小地震裂隙，并導(dǎo)致為后期降雨入滲提供有利通道；

3、斜坡體表面降雨入滲影響。在降雨情況下，由于擋墻后的人工填土層透水性較好，且改造后的斜坡在剖面上呈現(xiàn)臺(tái)階狀，有利于雨水通過地表裂縫下滲到坡體內(nèi)部的軟弱層，使之進(jìn)一步軟化產(chǎn)生變形。

4、水渠長(zhǎng)期滲水入滲影響。現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)靠強(qiáng)變形區(qū)水渠存在滲漏現(xiàn)象，長(zhǎng)期的滲水通過人工填土層下滲，并通過原有地震后斜坡內(nèi)部的微小裂隙，進(jìn)一步軟化了下部粉質(zhì)粘土層，導(dǎo)致斜坡東側(cè)變形更為強(qiáng)烈。

5、特定的土體結(jié)構(gòu)影響。斜坡上廣泛分布有粉質(zhì)粘土層，據(jù)鉆探揭露資料顯示該土體天然含水率較高，遇水易軟化，該土層為一潛在軟弱界面，斜坡易沿該層界面發(fā)生活動(dòng)。

3.6 不穩(wěn)定斜坡變形破壞模式分析

斜坡原始地形相對(duì)平緩，在后期移民工程建設(shè)中，后緣填方量較大，導(dǎo)致斜坡剖面形態(tài)為上陡下緩的折線型，后緣高填方形成了加載的作用，破壞了自然斜坡原有應(yīng)力；4.20地震使斜坡淺表層土體密實(shí)度降低，而擋墻后的人工填土層透水性較好，有利于后期降雨入滲軟化下部潛在軟弱層，在暴雨等極端工況下，粉質(zhì)粘土層飽水加之后緣的加載作用使斜坡體沿該軟弱面發(fā)生蠕動(dòng)變形；斜坡變形導(dǎo)致地下排水管網(wǎng)出現(xiàn)破裂滲水，更進(jìn)一步影響坡體穩(wěn)定性。

綜上，該不穩(wěn)定斜坡的變形屬于潛在推移式活動(dòng)變形，變形破壞機(jī)制為滑移-拉裂型，目前處于蠕動(dòng)變形階段。

4 斜坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

該斜坡由于基巖表現(xiàn)為緩傾坡內(nèi)，不會(huì)發(fā)生沿基巖裂隙面的滑動(dòng)。因此，重點(diǎn)進(jìn)行沿基覆蓋界面和粉質(zhì)粘土軟弱層滑動(dòng)的穩(wěn)定性相關(guān)計(jì)算。

4.1 計(jì)算方法

運(yùn)用傳遞系數(shù)法開展不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性系數(shù)及剩余下滑推力計(jì)算。

4.2 參數(shù)選取

（1）土體重度

人工填土以塊碎石土為主，天然容重值22kN/m3，飽和容重值22.5kN/m3；粉質(zhì)粘土天然容重值20.9kN/m3，飽和容重值21.5kN/m3；塊碎石土天然容重值23kN/m3，飽和容重值23.2kN/m3。

（2）塊碎石土抗剪強(qiáng)度

（3）粉質(zhì)粘土抗剪強(qiáng)度

當(dāng)潛在滑動(dòng)面為粉質(zhì)粘土軟弱面時(shí)，（潛在滑動(dòng)面）滑帶土抗剪強(qiáng)度根據(jù)地區(qū)經(jīng)驗(yàn)、規(guī)范取值、反演相結(jié)合的方法綜合確定。

4.3 計(jì)算模型與工況

（1）整體穩(wěn)定性檢算計(jì)算模型與工況

基覆界面作為潛在滑動(dòng)面進(jìn)行定量地評(píng)價(jià)不穩(wěn)定斜坡體的穩(wěn)定狀況。主要考慮以下兩種工況下的坡體穩(wěn)定性問題：

①工況Ⅰ：自重（天然）；

②工況Ⅱ：自重+暴雨；

（2）沿粉質(zhì)粘土軟弱面滑動(dòng)的計(jì)算模型與工況

沿粉質(zhì)粘土軟弱帶向坡體前緣剪出的情況。主要考慮以下三種工況下的坡體穩(wěn)定性問題：

①工況Ⅰ：自重（天然）；

②工況Ⅱ：自重+暴雨；

③工況Ⅲ：自重+地震。

4.4 斜坡穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)

按照不同工況分別對(duì)潛在滑面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)不穩(wěn)定斜坡進(jìn)行穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)。將穩(wěn)定性劃分為四級(jí)：穩(wěn)定系數(shù)Fs>1.15為穩(wěn)定，1.15≥Fs>1.05基本穩(wěn)定，1.05≥Fs≥1.0為欠穩(wěn)定，F(xiàn)s<1.0為不穩(wěn)定。

（1）整體穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

在天然工況下的穩(wěn)定系數(shù)K=4.19，處于穩(wěn)定狀態(tài)；在暴雨工況下的穩(wěn)定系數(shù)K=3.62，處于穩(wěn)定狀態(tài)。計(jì)算結(jié)果顯示在斜坡在天然工況和暴雨工況下整體穩(wěn)定性均較好，即沿基覆界面發(fā)生整體滑動(dòng)可能性較小。

（2）沿粉質(zhì)粘土軟弱面滑動(dòng)的穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

按照不同工況對(duì)主滑剖面的潛在滑面（粉質(zhì)粘土軟弱面）進(jìn)行不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性計(jì)算。

根據(jù)計(jì)算結(jié)果，斜坡的潛在主滑方向，暴雨工況下不穩(wěn)定，隨著擋土墻后坡體自重應(yīng)力和孔隙水壓力逐漸增大，將導(dǎo)致斜坡繼續(xù)沿粉質(zhì)粘土軟弱面滑動(dòng)。

綜上所述，斜坡整體沿基覆界面發(fā)生滑動(dòng)可能性較小，但暴雨工況和地震工況下沿人工填土以下的粉質(zhì)粘土軟弱面滑動(dòng)可能性較大。

5 防治方案建議

（1）坡體上的地表裂縫進(jìn)行全面填補(bǔ)、夯實(shí)，減少地表徑流或雨雪的入滲量。

（2）對(duì)斜坡變形導(dǎo)致破壞的地下排水管網(wǎng)系統(tǒng)進(jìn)行及時(shí)排查，并對(duì)滲漏處及時(shí)進(jìn)行修復(fù)，避免地下排水管網(wǎng)中的滲水繼續(xù)對(duì)坡體穩(wěn)定性造成影響。

（3）對(duì)受不穩(wěn)定斜坡變形影響的房屋基礎(chǔ)進(jìn)行及時(shí)加固，對(duì)房屋開裂處及時(shí)修補(bǔ)。

（4）支擋工程：抗滑樁+封閉裂縫。

6 結(jié)語

（1）通過對(duì)白馬集鎮(zhèn)農(nóng)貿(mào)市場(chǎng)潛在不穩(wěn)定斜坡影響因素及破壞模式分析，確定斜坡變形破壞機(jī)制。

（2）對(duì)不同工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，斜坡整體沿基覆界面發(fā)生滑動(dòng)可能性較小，但暴雨工況和地震工況下沿粉質(zhì)粘土軟弱面滑動(dòng)可能性較大。

（3）根據(jù)斜坡變形破壞特征，建議采用以抗滑樁+封閉裂縫為主的綜合治理方案。

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