云南怒江州政府住宿区滑坡稳定性分析及工程治理

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摘要： 对云南怒江州政府住宿区坡滑坡进行勘查，分析了该滑坡的基本特征、形成原因。结果显示，第四系人工填土层及第四系坡洪积层组成滑坡体，滑坡平面形态呈近似椭圆形。提出了锚固和支挡等工程方案。

Abstract： Through perambulating the landslide on mountainside behind the government accommodation of Nujiang Prefecture， Yunnan Province， the basic features and mechanism were analyzed. The results indicate Quaternary artificial soil layer and quaternary slope diluvium composition of Slope， landslide plane shape is approximately oval. Anchorage and retaining engineering schemes are proposed.

关键词： 滑坡；形成机制；稳定性分析；工程治理

Key words： landslide；forming mechanism；stability analysis；engineering treatment

中图分类号：TU472 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2015）12-0128-05

0 引言

六库镇为怒江傈僳族自治州首府，位于云南省西北部及怒江州南部，怒江河谷两岸及斜坡上，呈长条状展布，怒江穿城而过，距省城昆明612km。2004年10月7日六库镇八一路东侧煤矿职工宿舍楼背后斜坡发生了滑坡，使56户192人不同程度受灾。通过滑坡稳定性分析可以预判潜在地质灾害点，并可以拟定妥善的防治方案，防止灾害发生。

1 区域地质地理环境

1.1 气象、水文、地形地貌

工作区（六库镇）属亚热带湿润季风气候，旱、雨季分明，夏无酷署、冬无严寒，雨量充沛，但分布不均。属构造侵蚀高山峡谷地貌，怒江为六库镇城区的最低侵蚀、排泄基准面，海拔800m。怒江州政府住宿区滑坡位于怒江左侧岸坡，地貌为河流二级阶地后缘斜坡上，原始地形坡度约25～35°，后经过人类工程活动改造后，在斜坡上修筑了一道道浆砌石挡墙，形成台阶式平台，高度5～10m，在平台上方修建住宅楼。三级阶面标高882.46m，二级阶地阶面标高824.06m，相对高差58.4m，总体向西倾斜。

1.2 地层岩性

工作区分布地层有第四系人工堆积层（Q4ml）、第四系坡洪积层（Q4dl+pl）、第四系冲洪积层（Q4al+pl）及三叠系中统河湾街组下段（T2h1），自上而下分述如下：

1.2.1 第四系人工堆积层（Q4ml）

素填土：棕红、褐黄色，可塑状，主要由粉质粘土组成，顶板埋深0.00～0.00m，厚0.40～7.20m，含碎石及建筑垃圾，结构松散，标准贯入击数平均N=10.5击，承载力特征值fak=100kPa。分布于滑坡体表层。主要为第四系坡洪积层的粉质粘土，经过人类工程活动改造后，在斜坡上部堆积形成人工填土层。

1.2.2 坡洪积层（Q4dl+pl）

粉质粘土：浅黄、灰色，可塑状，光泽反应为稍有光滑，干强度、韧性中等，中等压缩性土，含有大量云母，局部夹粉土，层厚3.10～17.3m。顶埋深0.40～7.20m，顶板标高835.92～874.20m，标准贯入击数平均N=13.2击，承载力特征值fak=170kPa。分布于整个工作区。砾砂：褐黄、灰黄色，砾石成份以片麻岩、变粒岩为主，中密，颗粒级配较差，呈次棱角～次圆状，粘粒含量25%左右，层厚0.80～3.60m。顶板埋深5.0～13.20m，顶板标高838.89～849.50m，动力触探试验锤击数平均N63.5=12.8击，承载力特征值fak=220kPa。呈透镜体分布，在ZK3、ZK4、ZK5、ZK6、ZK7、ZK9号钻孔中揭露。

1.2.3 冲洪积层（Q4al+pl）

粉砂：浅黄、灰黄、灰色，砂粒成份以片麻岩、变粒岩、石英为主，中密，颗粒形状以次圆状为主；局部夹薄层，粘性土，一般厚2～3cm。项板埋深3.5～20.4m，层厚大于4.7m（未揭穿），顶板标高832.8～869.7m，标准贯入击数平均N=18.7击，承载力特征值fak=200kPa。圆砾：灰黄、灰白色，成份以中～强风化片麻岩、变粒岩为主，密实，夹卵石、块石，直径3～6cm，颗粒级配较差，呈次棱角～次圆状，粉砂质充填。埋深5.5～19.90m，层厚0.50～2.30，顶板标高834.39～869.70m，动力触探试验击数平均N63.5=20.1击，承载力特征值fak=280kPa。呈透镜体分布，仅见于ZK3、ZK4、ZK5、ZK8、ZK9孔中。

1.2.4 三叠系中统河湾街组下段（T2h1）

浅灰、灰白色，中～厚层状白云岩夹中细晶质白云岩，呈层状结构。埋深大于30m，区域厚度大于600m。

1.3 地质构造

工作区处于阿尔卑斯喜马拉雅构造带东南延伸部位，属地壳新构造运动强烈抬升区，区域上控制性断裂为怒江断裂，呈南北向波状弯曲延伸，全长约500km，总体向西倾，倾角70°～80°，为一压性逆冲断裂，位于工作区西部。离工作区较近的断裂为斋房断裂和丙寨断裂，斋房断裂走向近东西，延伸长度约9km；丙寨断裂产状70°∠40°，走向近南北，延伸长度约20km。详见图1。

1.4 水文地质特征

工作区河流阶地斜坡上赋存有松散层孔隙水及岩溶裂隙水。

松散层孔隙水含水层为第四系各成因类型的松散堆积层，层位包括Q4ml、Q4dl+pl、Q4al+pl；岩性主要为素填土、粉质粘土及粉砂夹圆砾。勘察期间未见地下水位，赋水性均为弱；其中的粉砂、圆砾及填土透水性较强，而粉质粘土属相对隔水层。孔隙水主要接受大气降水及，少量地表水（城市居民生活废水）补给。由于滑坡勘察钻孔位于斜坡上，孔隙水顺斜坡方向径流、排泄，地下水位埋藏较深，勘察期间为旱季，在勘察钻孔25m深度内无地下水位。

岩溶裂隙水含水层为三叠系中统河湾街组（T2h1）灰岩组成，以溶隙、溶孔及节理为赋存空间及运移通道，透水性较强，富水性强。主要由大气降水与孔隙水入渗补给，沿斜坡向怒江河床径流、排泄。

2 滑坡稳定性分析

2.1 滑坡稳定性计算

滑坡主滑方向240°，根据滑坡上分布的建筑及地形条件不同，分别选取了与主滑方向一致或相近的2-2"、3-3"为计算断面；计算各断面在不同状态下的稳定系数与剩余下滑力，依据结果对不同状态下滑坡稳定性作出定量评价。各计算断面详见图2、图3。

重度（γ）：根据滑坡组成物质以粘性土为主的特点，在饱和状态下采用饱和重度γs=19.80kN/m3，在旱季采用天然重度γd=19.20kN/m3进行计算。

抗剪强度指标C、？准值：由于滑坡现状前缘部份已产生次级滑体剧滑，且潜在滑坡体后缘形成拉张裂缝，虽整个滑坡体现状的滑动面未形成连续贯通，但处于蠕变阶段；因此，依据滑坡所处状态，土工试验资料以及反算成果综合确定。天然状态下的C值取20.5kPa、？准值取7.4°，而饱和状态下的C值取16.86kPa、？准值取4.5°进行计算。

地下水压力：由于滑坡处于Ⅱ级阶地后缘斜坡上，经本次勘探工作，在钻孔25m深度范围内未见地下水位，说明在滑坡地段稳定的地下水位应大于25m；加之，斜坡地形坡度一般在25～35°左右，有利于地下水顺坡径流，在无工程设施时，一般不会使地下水位抬升至滑动面之上，形成稳定的连续地下水位。因此，计算时不计地下水压力。

工程荷重：在滑坡2-2"剖面上，分布有临时建筑和砖混结构的2～3层住宅楼。因此，稳定性计算时在临时建筑区考虑20kN/m的工程荷重，而在2～3层住宅楼区考虑40kN/m的工程荷重。

地震力：怒江州泸水县六库镇建筑抗震设防烈度为7°，设计分组为第一组。设计地震加速度为0.15g。计算结果见表1。

2.2 滑坡稳定性评价

滑坡体前缘部份在2004年10月7日产生剧滑，致使原有挡墙被推倒，前缘及中部可见拉张裂缝，排水沟拉裂错位、变形；而在后缘已形成断续环状拉张裂缝，致使公路内侧排水沟拉裂变形，部份临时房屋墙体出现剪切裂缝，滑体后缘及周界清楚；各种迹象表明滑坡目前处于蠕动变形阶段。滑体上部为松散的填土；下部为②层粉质粘土，且具有相对隔水层的作用；坡体排水不畅，斜坡加载，加之前缘为一连续的混凝土现浇挡墙，未设置泄水孔，是造成前缘产生剧滑的主要原因。虽整个滑坡体潜在滑动面未形成连续贯通，但是前缘部份的次级滑体剧滑，使后部滑体受牵引且失去支挡，为滑坡解体破坏提供了条件。依据稳定性计算结果：天然状态下不计地震力而考虑工程安全系数1.25时，稳定系数（Fs）介于1.001～1.013之间，剩余下滑力（P）为-1.37～-14.91KN/m，处于极限平衡状态；遇地震激发时（即计地震力），稳定系数（Fs）为0.96～0.972，剩余下滑力（P）为32.34～52.67KN/m，将产生滑移。在饱和状态下不计地震力而考虑工程安全系数时，稳定系数（Fs）为0.715～0.734之间；饱和状态下考虑工程安全系数及计地震力时，稳定系数（Fs）为0.686～0.704之间，揭示滑坡体在雨季连续降雨或暴雨作用下，将产生剧滑破坏。

综上所述，滑坡体在自然状态下，处于蠕动挤压变形（极限平衡状态）；而在雨季连续降雨或暴雨作用下，滑坡体处于饱和状态时，将产生剧滑破坏。

2.3 滑坡发展趋势分析

由于地质体的平衡是一个动态平衡，当影响地质体的主导因素发生变化后，如人工切方边坡过陡、斜坡上加载、排水不畅使地质体饱水或地震作用等影响下，地质体平衡将被打破。滑坡体由于坡面加载、前缘切方边坡过高过陡、排水不畅等，前缘部份已产生剧滑；牵引作用下，已使后部潜在滑坡体产生拉张裂缝，并使后部滑体失去支挡；在雨季连续降雨或暴雨作用时，地表水沿已有裂缝或滑体下渗，使滑体饱和后增加自重，同时在②层相对隔水层地段汇集，使滑动面（带）强度降低，前缘将再次产生剧滑而牵引后部滑坡体产生滑动，进而逐渐解体破坏；处于滑坡体后部一定范围的地段，将受滑坡体滑动后失去支挡作用而产生变形影响。由以上分析可知，滑坡体破坏模式为蠕动挤压变形—前缘产生次级滑体剧滑—牵引后部滑体滑动—逐渐解体破坏。由于滑坡体上、下侧以及可能影响范围内，分布着密集的建筑物，一但再次产生滑动，将造成更严重的危害。

3 滑坡工程治理

根据滑坡直接危害和间接危害的范围，充分考虑地表水、生活污水等对滑坡的影响，防治范围主要包括滑坡范围现状危害和可能影响的州政府住宅楼、州司法局住宅楼以及八一路煤矿职工住宅楼、州民政局住宅楼等单位建筑物在内的范围，不包括需拆除的临时建筑物。整个汇水范围的建筑物，生活污水、地表水对滑坡都有一定的影响。

根据勘探成果，滑坡范围内地层以第四系人工填土（Q4ml）、第四系坡洪积粉质粘土（Q4dl+pl）、第四系冲洪积砂性土（Q4al+pl）松散土体为主，滑坡及可能影响范围总体处于二级阶地后缘斜坡地带，总体地形坡度25～35°，局部由于人工改造修筑有高5～10m的挡墙。滑坡所处斜坡地带相对低洼，四周生活废水、大气降水均汇集于滑坡内。目前，前缘部份次级剧滑体，使已毁坏的原有挡墙仰靠于下侧的煤矿职工住宅楼及州民政局住宅楼，底部未毁坏的挡墙距已有住宅仅1～5m。因此，综合考虑治理工程方案比选时，施工可行及滑坡体上已有建筑物安全是较重要的因素之一。具体如下：

①锚固工程

具有施工难度小，工程投入不大，施工快捷的优点，但对于本次滑坡治理工程方案中，由于地表以下25m深度内均为松散土体，锚固工程不易获得足以使滑坡体稳定的抗拔摩擦力，对于滑坡治理永久性工程措施，不宜使用；而作为临时措施，保证施工期间滑坡上已有建筑物安全是可行的。

②消方

如采取消方减载，将使滑坡体上已有永久建筑物拆除，而达不到治理目的；因此，采取大面积消方减载的方法也不宜采用；而采取局部地段消坡，减小剧滑体坡度，以保证施工安全，是可以使用的。

③支挡工程

依据现状前缘次级剧滑体、滑坡堆积体范围以及整个滑坡体特征，采用重力式挡墙进行支挡，施工时势必进行分段或整体清基工作，将产生高约5～10m的切方陡坡，前缘剧滑体产生再次剧滑的可能性大，可能使滑坡体上已有建筑物产生变形造成危害，施工安全也不能保证，因此，重力式挡墙因受施工场地限制而不宜采用。抗滑桩对于本次治理工程来说，具有开挖范围小，不需进行较大面积的清理，且施工工艺成熟、技术可行、工程安全的优点，虽造价较高，但对于本工程，结合其它的扶助措施，是较适宜的支挡方案。

④重力式反压

由于施工场地条件限制，且前缘已切方形成高5～10m的陡坎，此方案不宜采用

4 结论

①怒江州政府住宿区位于怒江二级阶地后缘斜坡上，主要由第四系人工填土（Q4ml）、第四系坡洪积（Q4dl+pl）粉质粘土及第四系冲洪积（Q4al+pl）砂性土组成土质斜坡；第四系人工填土层（①层）及第四系坡洪积层（②层）组成滑坡体，滑坡以圆弧形产生破坏，滑动面主要为①层与②层界面或②层土体内。斜坡下侧切方边坡过高过陡、排水不畅、斜坡加载、支挡挡墙未设置泄水孔是产生滑坡的主要原因；强降雨是滑坡产生的主要激发因素。

②滑坡平面形态呈近似椭圆形，纵向平均长30m，横向平均宽50m，平均厚6.0m，平面面积1500m2，滑体方量0.90万m3，为小型中层重力式滑坡。在自然状态下（即不计地震力）且无连续降雨或暴雨时，处于极限平衡状态；若遇连续降雨或暴雨作用后，滑坡将产生滑动破坏。

③根据滑坡现状特征，经各种方案比选，本次勘察及防治工程可研推荐方案为：在原有挡墙内侧布置一排抗滑桩，桩间设置钢筋砼挡墙封闭；在坡面整坡清方后，采用锚杆框架梁进行护坡；在南东侧剧滑体坡面采用菱形护坡，结合排水、绿化工程进行综合治理。

④建议为减小滑坡产生危害，在滑坡治理前应对滑坡进行长期观测，以保证施工安全以及治理后的效果分析。若发现问题，必须采取应急措施，减小灾害损失。

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