云南紅河縣龍然村滑坡成因分析及治理方案

余 莉，潘江濤

(1.云南省有色地質(zhì)局三○八隊，云南 昆明 650217 ； 2.中國地質(zhì)調(diào)查局昆明自然資源綜合調(diào)查中心，云南 昆明 650001)

云南紅河縣龍然村滑坡區(qū)域大地構(gòu)造位置處于滇緬“歹”字型構(gòu)造體系、南嶺緯向構(gòu)造帶、川滇經(jīng)向構(gòu)造帶與云南“山”字型構(gòu)造體系的復(fù)合部位，位于哀牢山帚狀構(gòu)造中。該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造形跡以斷裂為主，褶皺次之，構(gòu)造線方向以北西向為主。區(qū)內(nèi)主要斷裂有紅河大斷裂等?；聟^(qū)地震基本烈度為Ⅶ度，區(qū)域地殼穩(wěn)定性屬于次穩(wěn)定區(qū)。

1 滑坡體概況

1.1 基本概況

云南紅河縣龍然村滑坡區(qū)屬構(gòu)造侵蝕中低山斜坡地形地貌，自2018年雨季以來，該地區(qū)連續(xù)降雨，在降雨及生活污水的沖刷下，導(dǎo)致某村北東側(cè)坡體道路發(fā)生滑坡，滑坡體周界清晰，滑坡后緣陡壁已緊鄰居民住房，滑坡上、下方為密集居民區(qū)。滑坡總共威脅100余人，威脅財產(chǎn)預(yù)估約200萬元?；轮骰驗?8°方向，滑坡體縱長26m、橫寬27m、厚約2m～5m、體積約2800m3，滑坡體主要為第四系填土，滑床主要為全風(fēng)化片麻巖，滑坡后緣陡壁高5m～8m，坡度一般50°～75°。該滑坡屬小型淺層牽引式破碎松散層滑坡?；碌燃墳棰蠹?。

1.2 地質(zhì)概況

龍然村滑坡位于斜坡地帶，地形坡度較陡，坡度一般20°～30°，局部達(dá)80°，根據(jù)鉆探揭露的巖土層分布情況，滑坡區(qū)內(nèi)出露地層主要有第四系素填土層和元古界哀牢山群阿龍組下亞組風(fēng)化片麻巖組成，從上到下各地層的主要巖性特征敘述如下：

(1)素填土：灰褐色、褐黃色，稍濕，有全風(fēng)化片麻巖、少量粘性土、強(qiáng)風(fēng)化片麻巖角礫等組成，頂部約0.2m砼。稍密狀態(tài)，該層主要布于滑坡區(qū)大部分地段地表，鉆探揭露厚度2.2m～3.90m。

(2)全風(fēng)化片麻巖：灰色、褐灰色，巖石全風(fēng)化呈硬塑砂土狀、粘土狀，局部混夾強(qiáng)風(fēng)化碎石塊狀、角礫狀，整個場地均有揭露，片麻巖風(fēng)化層厚度1.8m～17.2m。

1.3 水文地質(zhì)概況

根據(jù)地下水賦存條件、水理性質(zhì)和水力特征，將滑坡區(qū)地下水類型劃分為松散層孔隙水和基巖裂隙水兩種類型?；聢龅貐^(qū)域地勢較陡，區(qū)內(nèi)地下水補(bǔ)給貧乏，接受大氣降水及地表水的補(bǔ)給，季節(jié)變化明顯，動態(tài)變化大，地下水運(yùn)移途徑短，由高處向低洼處及河谷排泄，同時在徑流過程中補(bǔ)給下覆基巖裂隙水，富水性弱。由高處向低洼處及河谷排泄。

2 滑坡特征

滑坡周界清晰，滑體主要為第四系素填土，滑床主要為全風(fēng)化片麻巖；滑坡后緣陡壁高5m～8m，坡度一般50°～75°。

根據(jù)鉆探孔揭露的巖芯及開挖的淺井，以及滑坡變形特征可知：滑坡滑動帶主要位于第四系素填土與全風(fēng)化片麻巖接觸帶上，滑帶土主要為素填土，力學(xué)強(qiáng)度較低，下伏全風(fēng)化片麻巖地層未見明顯錯動。

滑床主要為哀牢山群阿龍組全風(fēng)化斜長片麻巖，巖石全風(fēng)化呈砂土狀、粘土狀，斷續(xù)夾強(qiáng)風(fēng)化碎石、角礫。天然狀態(tài)呈硬塑狀態(tài)，具一定力學(xué)強(qiáng)度。

3 滑坡成因分析

該滑坡的形成有如下因素，其中連續(xù)的降雨及生活污水長期沿坡體后緣裂縫下滲是最主要的因素。

(1)地形地貌因素：滑坡區(qū)自然地形坡度一般20°～30°，局部達(dá)60°，下陡中緩上陡，有利于地表水的匯集、排泄。

(2)巖土類型因素：路基主要以較厚新近填土為主，土質(zhì)松散，力學(xué)性質(zhì)較差，與下部滑床片麻巖力學(xué)差異較大，兩者接觸面即為地表水的浸潤面，易成為軟弱結(jié)構(gòu)面，在水的作用下，將導(dǎo)致上部巖土體沿此接觸面滑動。

(3)地表水體影響因素：連續(xù)的降雨及生活污水長期沿坡體后緣裂縫下滲，形成的地表水在松散的土體內(nèi)入滲、浸泡并產(chǎn)生地下逕流，導(dǎo)致潛在滑面巖土體孔隙水壓力增加，有效應(yīng)力降低，使巖土體強(qiáng)度急劇降低。地表水滲入坡體后，導(dǎo)致滑坡下滑力增大，抗滑力減小，從而導(dǎo)致坡體發(fā)生滑動失穩(wěn)。

(4)其它誘發(fā)因素：道路修建切坡、路基回填，坡體下部民房建設(shè)坡腳開挖等人類破壞環(huán)境活動強(qiáng)烈，破壞了原來的邊坡應(yīng)力平衡，抗滑段部分挖出后，使得抗滑力減小，滑坡開始發(fā)生蠕動或滑動變形(圖1)。

圖1 紅河縣龍然村滑坡治理工程平面布置圖Fig 1.Engineering Arrangement of LongranViallage Slide Control in Honghe

4 滑坡穩(wěn)定性分析及評價

滑坡變形跡象明顯，前緣坡面部分還發(fā)生了少量的滑移堆積體，現(xiàn)中后部的滑坡體上裂縫分布較多，分布有錯落式臺坎，還形成了滑坡后壁。總體定性為：該滑坡的滑帶位于土層層間的軟弱帶，一旦滑動將從邊坡下部剪出的可能性大。天然狀態(tài)(旱季)該滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨、長期降雨或地震工況時，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)變形階段。

4.1 計算參數(shù)選取

為了全面客觀分析滑坡穩(wěn)定性，本次將對滑坡2條縱剖面(圖1)進(jìn)行穩(wěn)定性計算，防治工程等級劃分為Ⅲ級。

滑體土容重：依據(jù)土工試驗成果及巖土體的特征，綜合確定：該滑體土容重具體見表1、滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)C、φ值實(shí)驗成果見表2。

表1 滑體計算參數(shù)表Tab 1.Calculation Parameer of Slide Body

表2 滑帶土實(shí)驗成果參數(shù)Tab 2.Parameter of Slide Soil Experiment

根據(jù)滑坡變形狀態(tài)，定性評價結(jié)果進(jìn)行反演計算，在工況Ⅲ(自重+暴雨)時，滑坡處于整體變形～滑動狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)Fs?。?.95～1.00進(jìn)行反演計算。

滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)的確定：以土工試驗數(shù)據(jù)為基本依據(jù)，結(jié)合參數(shù)反演法綜合確定，具體數(shù)據(jù)見表3：

表3 各滑坡滑帶土的計算參數(shù)Tab 3.Calculation Parameter of Slide Soil

4.2 計算工況選擇

工況Ⅰ：自重，抗滑安全系數(shù)取1.25；工況Ⅱ：自重+暴雨，抗滑安全系數(shù)取1.10；工況Ⅲ：自重+地震，抗滑安全系數(shù)取1.10。

4.3 計算公式選擇

計算方法采用不平衡推力傳遞法。按折線滑動面將土體分成條塊，假定條間力的合力與上一條土條底面平行，然后根據(jù)各分條力的平衡條件，逐條向下推求，直至最后一條土條?；路€(wěn)定性和推力計算公式為：

式中：Fs——滑坡穩(wěn)定性系數(shù)；

ci——第i計算條塊滑動面上巖土體的粘結(jié)強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值(kPa)；

φi——第i計算條塊滑動面上巖土體的內(nèi)摩擦角標(biāo)準(zhǔn)值(°)；

li——第i計算條塊滑動面長度(m)；

θii——第i計算條塊底面傾角(°)；

Gi——第i計算條塊單位寬度巖土體自重(kN/m)；

Gbi——第i計算條塊滑體地表建筑物的單位寬度自重(kN/m)；

Ui——第i計算條塊單位寬度的總水壓力(kN/m)；

4.4 計算結(jié)果分析

計算結(jié)果如表4，分別對滑坡可能存在的破壞模式進(jìn)行穩(wěn)定性試算，通過試算后，對潛在滑動面進(jìn)行了穩(wěn)定性計算，工況Ⅰ：穩(wěn)定系數(shù)Fs=1.01～1.04，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；工況Ⅱ：滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs=0.96～1.01，滑坡處于滑動-欠穩(wěn)定狀態(tài)；工況Ⅲ：滑坡穩(wěn)定系數(shù)Fs=0.95～0.97，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；從滑坡定性分析和穩(wěn)定性計算結(jié)果，綜合確定：滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)?？傮w分析，安全系數(shù)不滿足要求，需要對該邊坡進(jìn)行整治。

表4 穩(wěn)定性系數(shù)計算表Tab 4.Calculation of Stability Coefficient

綜合評價，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，一旦暴雨或長期降雨時，可能發(fā)生較大滑移，該滑坡對坡頂建筑物、人民生命財產(chǎn)以及對下方過往行人和車輛造成嚴(yán)重威脅和危害，應(yīng)對其進(jìn)行工程治理。

5 應(yīng)急治理措施

由以上分析可知，降雨是誘發(fā)滑坡的主因素，為此，滑坡治理的重點(diǎn)應(yīng)以“擋+排”為主，綜合治理。地質(zhì)災(zāi)害防治防治方法多種多樣，需固地制宜。本次防治工程主要考慮安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、環(huán)境保護(hù)要求，對方案進(jìn)行了比選，提出推薦方案。

5.1 治理方案一

(1)主滑體治理方案：采用抗滑樁+擋土板+預(yù)應(yīng)力錨索、C20毛石混凝土擋墻；

(2)滑坡北側(cè)受影響斜坡：采用預(yù)應(yīng)力錨索+格構(gòu)梁、C20素混凝土護(hù)腳墻；

(3)截排水措施：沿滑坡周界及支擋措施位置設(shè)置截排水溝；

(4)輔助措施：對已形成的地表裂縫用粘土進(jìn)行回填。

5.2 治理方案二

(1)主滑體治理方案：采用抗滑樁+擋土板+預(yù)應(yīng)力錨索、C20毛石混凝土擋墻；

(2)滑坡北側(cè)受影響斜坡：采用仰斜式毛石混凝土檔墻；

(3)截排水措施：沿滑坡周界及支擋措施位置設(shè)置截排水溝；

(4)輔助措施：對已形成的地表裂縫用粘土進(jìn)行回填。

上述治理方案一和治理方案二采用的主要防治措施主滑體及輔助措施工程相同，從經(jīng)濟(jì)性、可行性、安全性、防治效果對比分析，方案一更能因地制宜，發(fā)揮治理工程的有效性、合理性，給斜坡上方、下方居民建筑及進(jìn)村公路提供安全保障；方案二擋土墻懸空面較高，且對斜坡上方及下方居民建筑、進(jìn)村公路的安全保障不及方案一，故選擇方案一為本項目治理工程現(xiàn)階段的推薦方案。即在滑坡上緣鄉(xiāng)村公路下側(cè)設(shè)置了一排抗滑樁，在抗滑樁上設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，在坡腳設(shè)置毛石混凝土擋墻，在抗滑樁樁后設(shè)置現(xiàn)澆擋土板，樁后局部需進(jìn)行土方回填，回填至鄉(xiāng)村公路標(biāo)高。沿滑坡頂、滑坡體兩側(cè)、支護(hù)結(jié)構(gòu)頂部位置分別設(shè)置截、排水溝，將地表水及雨水排至滑坡體外。

6 結(jié)論

斜坡失穩(wěn)與地質(zhì)構(gòu)成、水文地質(zhì)條件及外部因素有著密切關(guān)聯(lián)，近幾年來由于全球氣候變化加劇，地球進(jìn)入地殼活動頻繁期，我國地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)入頻發(fā)階段，地質(zhì)災(zāi)害已成為除地震之外造成人員傷亡最大的自然災(zāi)害。災(zāi)害爆發(fā)后易造成群死群傷的重大損失、影響社會安定團(tuán)結(jié)、造成極為嚴(yán)重的不良社會和政治影響，其損失和影響是無法彌補(bǔ)和估量的，同時也制約了區(qū)域長期的可持續(xù)發(fā)展。目前滑坡及不穩(wěn)定邊坡正處于持續(xù)變形期，特別是雨季期間，變形表現(xiàn)明顯，因此，對區(qū)域的地質(zhì)災(zāi)害開展防治工作已迫在眉睫。

通過防治工程的實(shí)施，將對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生起到積極的阻止或抑制作用；保護(hù)人民的生命財產(chǎn)安全；改善生態(tài)環(huán)境，促進(jìn)生態(tài)環(huán)境與經(jīng)濟(jì)建設(shè)協(xié)調(diào)發(fā)展；改善地質(zhì)環(huán)境，達(dá)到地質(zhì)環(huán)境與人居環(huán)境的協(xié)調(diào)、適應(yīng)有著十分積極的作用。