劉清泉，江春麗

雷打石滑坡特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

劉清泉，江春麗

（四川省煤田地質(zhì)局一四一隊(duì)，四川 德陽(yáng)618000）

在對(duì)雷打石滑坡地質(zhì)環(huán)境綜合調(diào)查的基礎(chǔ)上，分析了滑坡體的形態(tài)特征及分布范圍，用傳遞系數(shù)法和Morgenstern-Price法分別對(duì)滑坡的3種工況的穩(wěn)定性進(jìn)行分析，最終對(duì)滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行了綜合評(píng)價(jià)。結(jié)果表明：主要由于坡腳開(kāi)挖和強(qiáng)降雨等因素誘發(fā)了坡體產(chǎn)生了整體推移式的劇烈滑移變形，目前滑坡體在天然工況下處于極限平衡狀態(tài)，在暴雨和地震工況下處于失穩(wěn)狀態(tài)。

滑坡 傳遞系數(shù)法 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)；雷打石

雷打石滑坡位于在建的成都至簡(jiǎn)陽(yáng)旅游快速通道（以下簡(jiǎn)稱快速通道）和簡(jiǎn)陽(yáng)三岔湖環(huán)湖路（以下簡(jiǎn)稱環(huán)湖路）交匯地段，該滑坡由于路塹邊坡開(kāi)挖形成獨(dú)特的局部牽引式滑坡演變成整體推移式滑坡。快速通道路基開(kāi)挖時(shí)間從2008年10月開(kāi)始至同年12月結(jié)束，環(huán)湖路道路基開(kāi)挖時(shí)間從2009年10月開(kāi)始至2010年3月左右結(jié)束，開(kāi)挖過(guò)程中坡體上發(fā)生了局部滑移和垮塌現(xiàn)象，地表零星出現(xiàn)了拉張裂縫。由于持續(xù)特大強(qiáng)降雨潤(rùn)滑和加載作用，加之滑坡前緣受工程開(kāi)挖失去原有的支撐，于2010年8月20日約中午11時(shí)30分開(kāi)始發(fā)生整體向三岔湖和溪溝側(cè)劇烈滑移變形，在當(dāng)日下午18時(shí)左右變形速度逐漸衰減，劇烈滑動(dòng)階段時(shí)間約7小時(shí)?；碌淖冃问股侥_下正在修建的快速通道—窯河壩大橋的橋樁擠裂和橋臺(tái)被推傾斜、5戶的房屋不程度的破壞、環(huán)湖路路基隆起5～15m，靠快速通道側(cè)格構(gòu)、排水溝及擋墻等受嚴(yán)重破壞變形，后緣形成約7～55m弧形拉裂槽，滑坡體及兩側(cè)發(fā)生剪切破壞形成了多條鼓脹裂縫和多級(jí)滑坡臺(tái)坎等十分明顯地變形跡象。若不及時(shí)采取合理的措施對(duì)其進(jìn)行加固，滑坡的變形破壞逐漸向前緣發(fā)展，在工程開(kāi)挖、降雨等因素作用下，滑坡有再次發(fā)生整體失穩(wěn)的可能，從而將嚴(yán)重威脅坡體前緣的5戶22人和在建的兩條公路。

1　滑坡地質(zhì)環(huán)境條件

1.1地形地貌

滑坡處于四川盆地南東側(cè)紅層低山區(qū)，該地區(qū)海拔高程約400～700m，相對(duì)高差200～270m。雷打石滑坡位于三岔湖北西側(cè)及溪溝切割形成山麓臺(tái)階狀緩坡地段，滑坡區(qū)地貌主要由三部分組成，即中部則為次級(jí)山脊，南側(cè)沖溝（呈“V”字沖溝，地形上南陡北緩，南側(cè)較陡坡度約25°，北側(cè)緩坡度約10°～15°）、北側(cè)溝岸緩坡（平均坡度約3°～5°，在快速通道側(cè)分布有臺(tái)階狀陡崖，在陡崖下為寬18～30m左右的緩坡，緩坡外側(cè)及快速通道靠山側(cè)為開(kāi)挖和滑坡垮塌陡坡，坡度為45°）?？傮w地形南西高北東低，滑坡后緣坡體較滑坡區(qū)陡，坡度15°～25°，植被發(fā)育；滑坡體地形坡度較緩，平均坡度約7°～13°左右，并伙隨有滑坡拉裂槽、滑坡平臺(tái)、鼓丘等微地貌特征；下部剪出口區(qū)較陡，坡度約15°～20°。由于兩條公路建設(shè)對(duì)滑坡中前緣坡體開(kāi)挖，在滑坡中前緣和北側(cè)形成3～15m高的臨空面，臨空面坡度約40°～70°，坡體失去原有的支撐、并為滑移提供了位移空間，臨空面走向5°～10°與基巖巖層傾向近于垂直（巖層產(chǎn)狀為109°∠21°），巖層傾向與臨空面傾向間的夾角為13°。斜坡體上現(xiàn)狀主要為耕地，在滑坡后緣和前緣地段為林地，植被發(fā)育，多為柏樹(shù)、青岡樹(shù)等。

1.2地層巖性及地下水

雷打石滑坡體錯(cuò)落滑動(dòng)后呈臺(tái)階狀堆積，地層層序一般不逆轉(zhuǎn)。根據(jù)其成因滑坡區(qū)主要地層為第四系全新統(tǒng)崩坡積物（Q4col+dl）和侏羅系上統(tǒng)蓬萊鎮(zhèn)組（J3p）的頁(yè)巖與砂巖互層?；聟^(qū)普遍被崩坡積物覆蓋，僅在脊梁和陡坡地段基巖出露，覆蓋層主要為含碎石粉質(zhì)粘土，厚度變化較大，厚度為0.4～6.5m；下伏基巖為薄層狀紫紅、黑灰等色頁(yè)巖與淺黃灰、紫紅等色砂巖互層，頁(yè)巖和砂巖的風(fēng)化差異較大，砂巖強(qiáng)風(fēng)化層底界在基覆面以下2～5m，頁(yè)巖則在基覆面以下15～20m、最深達(dá)37m，頁(yè)巖遇水極易軟化。

滑坡區(qū)地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，主要賦存于滑坡體土層孔隙和裂隙中，由大氣降水及農(nóng)業(yè)灌溉補(bǔ)給，水量小-中等。在滑帶存在有層間水，在后緣拉裂槽處探井內(nèi)揭露的涌水量為9m3/d，在兩條公路交匯處內(nèi)側(cè)有一滑坡泉，涌水量96m3/d。滑坡區(qū)崩坡積物與風(fēng)化巖層之間地下水的滲透性差異較大，崩坡積物滲透系數(shù)較大為3.56×10-5～9.38×10-4cm/s，風(fēng)化頁(yè)巖滲透系數(shù)3.9×10-8～3.5×10-6cm/s，風(fēng)化砂巖滲透系數(shù)4.3×10-7～8.4×10-6cm/s。

根據(jù)滑坡區(qū)探井水和鉆孔水的水質(zhì)簡(jiǎn)分析試驗(yàn)成果，按《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021-2001，2009年版）規(guī)定進(jìn)行評(píng)價(jià)，滑坡區(qū)地下水對(duì)混凝土結(jié)構(gòu)和鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)中鋼筋具微腐蝕性。

1.3地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域穩(wěn)定性

滑坡區(qū)處于新華夏構(gòu)造體系第三沉降帶四川沉降褶皺帶中部偏西的川中褶皺帶內(nèi)，屬龍泉山斷褶帶和威遠(yuǎn)輻射狀構(gòu)造特征區(qū)域，位于龍泉山背斜與賈家場(chǎng)向斜之間，距西側(cè)龍泉山背斜約4km，距東側(cè)賈家場(chǎng)向斜約1.3km，距東側(cè)三岔斷裂約2.5km。龍泉山背斜展布于長(zhǎng)松寺、三大彎一線，軸向20°~0°，核部出露侏羅系上沙溪廟組，兩翼為遂寧組、蓬萊鎮(zhèn)組，軸部平緩，傾角3-5°，西翼陡，東翼緩；兩翼近對(duì)稱，東翼傾角近軸部為5°~10°，翼部?jī)A角達(dá)25° ~58°。

賈家場(chǎng)向斜位于龍泉山背斜以東，延伸長(zhǎng)度約52km，軸向40°~50°，北西翼陡，傾角19°~24°，南東翼緩，傾角2°~7°，核部地層為白堊系天馬山組和侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組。

三岔斷裂為壓扭性斷裂，位于三岔水庫(kù)壩址左側(cè)，斷層面產(chǎn)狀40°~60°/∠15°~28°，上盤地層侏羅系蓬萊鎮(zhèn)組，下盤地層白堊系天馬山組，破碎帶7~9m，斷距70~80m。

該區(qū)歷經(jīng)加里東、印度、燕山、喜馬拉雅多期構(gòu)造運(yùn)動(dòng)，附近區(qū)域地震活動(dòng)頻繁，“5.12”汶川特大地震最為強(qiáng)烈，縣區(qū)內(nèi)震感強(qiáng)烈，災(zāi)情較為嚴(yán)重，說(shuō)明區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為強(qiáng)烈，工程區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，特征周期值為0.45s，設(shè)計(jì)基本地震加速度為0.10g。

圖1　雷打石滑坡平面示意圖

2　滑坡的基本特征

2.1滑坡邊界、規(guī)模、形態(tài)特征

圖2　雷打石滑坡現(xiàn)狀地貌

滑坡處于曾家山南西側(cè)山坡，滑坡中部為次級(jí)山脊、南側(cè)為沖溝、北側(cè)為開(kāi)挖陡坡?；聟^(qū)呈北西高南東低，總體地形較平緩坡體產(chǎn)狀為109°∠20°，巖層產(chǎn)狀109°∠21°，該坡體為順向坡?；陆媳毕蛘共迹w形態(tài)以條狀及圈椅狀為主，滑坡主滑方向109°，滑坡南北寬約200m（前緣走向近NW寬約330m、后緣走向近NE寬約100～150m），東西長(zhǎng)約650m，總面積約12.22×104m2，平均厚度20m，整個(gè)滑坡體積約240×104m3，屬大型滑坡，雷打石滑坡平面形態(tài)如圖1~2所示。

雷打石滑坡發(fā)展至今，滑坡后壁、側(cè)緣壁、地面拉裂縫、滑坡臺(tái)坎及滑坡鼓丘等滑坡要素跡象明顯，最大水平位移達(dá)55m，滑坡后緣高差2.5～17m。斜坡體上現(xiàn)狀主要為耕地，局部植被發(fā)育，主要集中在滑坡后緣荒坡和前緣鄰湖地段為林地，多為柏樹(shù)、青岡樹(shù)等。

工作區(qū)交通便捷，三江公路（三岔鎮(zhèn)至成都華陽(yáng)）從勘查區(qū)北東面穿過(guò)，雷打石至新明鄉(xiāng)公路從滑坡前緣穿過(guò)，并有在建的快速通道和環(huán)湖路從滑坡中前緣穿過(guò)。本次勘查工作的機(jī)具設(shè)備可直接到滑坡區(qū)，也有利于以后治理施工。

2.2滑坡物質(zhì)組成特征

滑坡體表層為第四系全新統(tǒng)崩坡積層（Q4col+dl），主要物質(zhì)成分含碎石粉質(zhì)粘土，松散～稍密，碎石含量約20%，粒徑一般5～25cm，分選較差，磨圓度較差，一般為次棱角狀，母巖成分以強(qiáng)風(fēng)化的頁(yè)巖和砂巖為主；充填物質(zhì)主要為粉質(zhì)粘土，含量約70%，充填較好。主要分布于平緩地段，其中滑坡中部和前緣的北西側(cè)較厚，滑坡中上部和前緣的南西側(cè)較薄，厚度0.5～10.5m。下伏基巖為互層狀的砂泥（頁(yè)）巖，層狀構(gòu)造，泥、鈣質(zhì)膠結(jié)，由于滑坡錯(cuò)動(dòng)、構(gòu)造和風(fēng)化等作用下巖層多數(shù)為碎裂巖體，其頁(yè)巖碎裂最為嚴(yán)重。碎裂巖體中裂縫發(fā)育，其內(nèi)部產(chǎn)生的錯(cuò)動(dòng)和產(chǎn)狀異常是判斷其存在的典型標(biāo)志之一，在鼓丘處可清晰可辨碎裂巖體的結(jié)構(gòu)特征，在其它地帶均被強(qiáng)風(fēng)化物質(zhì)和土層覆蓋。據(jù)調(diào)查，滑體內(nèi)碎裂巖體的碎裂面走向北東與陡坎和沖溝走向近于一致，傾角較陡，一般在50°～70°之間，與區(qū)域巖層走向和傾角（109°∠21°）差異明顯。鉆孔提露的頁(yè)巖巖芯多數(shù)呈碎塊狀和顆粒狀，砂巖巖芯以短柱狀和碎塊狀為主。

2.3滑坡變形破壞特征

由于工程開(kāi)挖（快速通道和環(huán)湖路路基開(kāi)挖）和該地區(qū)7、8月份的持續(xù)強(qiáng)降雨，位于丹景鄉(xiāng)雷打石至荒坡間的曾家山斜坡于2010年8月20日發(fā)生了整體劇烈滑移破壞。目前，滑坡前緣剛修建好的快速通道及窯河壩大橋樁體被剪斷、環(huán)湖路路基隆起高度5～16m，靠快速通道側(cè)格構(gòu)、排水溝及擋墻等受嚴(yán)重破壞變形，后緣滑移距離達(dá)7～55m左右并形成拉裂槽，滑坡體及兩側(cè)發(fā)生剪切破壞形成了多條鼓脹裂縫和階坎?；麦w目前處于極限平衡狀態(tài)，在工程開(kāi)挖、降雨等因素作用下，變形破壞逐漸向前緣發(fā)展，滑坡有再次發(fā)生整體失穩(wěn)的可能。

根據(jù)滑坡變形破壞因素和特征，將滑坡分成了一般變形區(qū)、強(qiáng)烈變形區(qū)、鼓丘區(qū)及滑覆區(qū)，其中一般變形區(qū)位于滑坡中前緣平緩地段、強(qiáng)烈變形區(qū)位于兩公路以上的滑坡區(qū)、鼓丘區(qū)位于環(huán)湖路一帶、滑覆區(qū)位于滑坡腳溪溝被擠占地段。

2.4滑坡影響因素

從滑坡所處的地質(zhì)環(huán)境條件、發(fā)生時(shí)間、變形現(xiàn)象等，該滑坡變形破壞的主要影響因素有以下幾個(gè)方面：

2）降雨：降雨主要是通過(guò)地表水沿各種結(jié)構(gòu)面下滲使巖土體的重度增加，對(duì)滑面（潛在滑面）起潤(rùn)滑作用，降低滑面（帶）的抗剪強(qiáng)度參數(shù)，在巖土體內(nèi)部產(chǎn)生空隙水壓力和動(dòng)水壓力。

3）人類工程活動(dòng)：工程開(kāi)挖使邊坡失去了原有支撐，減小邊坡的抗滑力，還為邊坡的失穩(wěn)提供了位移空間，且?guī)r土體應(yīng)力的大小隨著坡高的增加而增大，隨著坡角的增大、邊坡張應(yīng)力帶的范圍擴(kuò)大且坡腳最大剪應(yīng)力值也增大。工程建設(shè)形成超載惡化了巖土體的應(yīng)力環(huán)境，不利于邊坡的穩(wěn)定。

2.5滑坡變形破壞模式

綜合分析滑坡的工程地質(zhì)條件、發(fā)育特征及已有的變形破壞跡象，該滑坡的變形破壞主要由基覆面和破碎巖底面控制，滑坡類型屬于推移式滑坡。目前處于突變階段之后位移速度減慢，變形破壞模式屬于殘余變形。其變形破壞發(fā)展過(guò)程如下：

1）由于環(huán)湖路和快速通道的路基開(kāi)挖在斜坡下部開(kāi)挖形成高約3～15m的陡立臨空面，使位于臨空面后面的巖土體失去原有的支撐，降低中前緣原有抗滑力，在開(kāi)挖過(guò)程中坡體上發(fā)生了局部滑移和垮塌現(xiàn)象，同時(shí)伴隨有零星的地表拉張裂縫，應(yīng)力集中由地表向下轉(zhuǎn)移。

2）今年上半年遇全球性罕見(jiàn)旱災(zāi)，該地區(qū)也在其內(nèi)，地表出現(xiàn)大量的收縮裂縫，加之同年7、8月巧遇50年難遇特大單次強(qiáng)降雨，雨水和地表水沿收縮裂縫、拉張裂縫及出露破碎巖體下滲至滑面，使?jié)撛诨w的重力增大，滑面（帶）抗剪強(qiáng)度參數(shù)降低，并在滑面（帶）形成較高的孔隙水壓力，作用于滑面（帶）的有效應(yīng)力降低，于2010年8月20日作用于滑面（帶）的剪應(yīng)力超過(guò)其抗剪強(qiáng)度時(shí)，滑坡發(fā)生劇烈剪切破壞并產(chǎn)生位移，形成現(xiàn)在滑坡形態(tài)。

由滑坡的變形破壞模式可以推測(cè)，如果不及時(shí)采取合理有效的治理工程，隨著前緣的失穩(wěn)破壞和公路內(nèi)側(cè)的巖土體失去支撐，應(yīng)力將逐漸向前集中，最終將導(dǎo)致整個(gè)滑坡體復(fù)活，再次整體失穩(wěn)。

表1　滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)綜合取值表

3　滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

1）根據(jù)鉆孔中采取的滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)的統(tǒng)計(jì)、參數(shù)反演及類比地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值，多次反復(fù)試算與實(shí)際的地質(zhì)情況對(duì)比達(dá)到基本吻合后確定，最終確定的物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

事實(shí)上,假設(shè)子列{xnk}是關(guān)于ρπ的Cauchy-列,且收斂到0,則對(duì)任意的0<ε> <1,存在N,使得當(dāng)s,t>N時(shí),令t→∞,則有矛盾，因此δ=0的情況不存在。ε

滑坡體重度根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)并經(jīng)修正后的重度值，對(duì)各勘探孔滑面以上巖土層重度進(jìn)行加權(quán)平均，最終確定滑體重度為：天然重度22.5kN/m3，飽和重度23.8kN/m3。

2）根據(jù)勘探資料，滑面為折線型，采用傳遞系數(shù)法對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算，對(duì)三條主滑剖面進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算公式如表2：

考慮到地震工況+暴雨工況現(xiàn)時(shí)出現(xiàn)的概率極小，所以本次勘查未進(jìn)行計(jì)算。由滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出，1-1＇剖面和3-3＇剖面在天然和地震工況下滑面1處于穩(wěn)定狀態(tài)，2-2＇剖面在暴雨工況下滑面1處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

由滑面2穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果可以看出，三條剖面在天然工況下均處于穩(wěn)定狀態(tài)、在暴雨工況下處于失穩(wěn)狀態(tài)，在地震工況下1-1＇剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)、2-2＇剖面處于極限平衡狀態(tài)、3-3＇剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

因此，在暴雨、地震及工程開(kāi)挖的因素作用下可能失穩(wěn)。上述滑坡穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)結(jié)果和滑坡現(xiàn)有的變形破壞現(xiàn)象是一致的。

表2　滑坡穩(wěn)定性系數(shù)計(jì)算結(jié)果

4　滑坡防治方案建議

綜合分析滑坡的工程地質(zhì)條件及變形破壞模式可知，為推移式滑坡，穩(wěn)定性受暴雨和人類工程活動(dòng)影響較大，建議采用支擋和截排水措施進(jìn)行治理。

1）截、排水工程。在滑坡后緣邊界外修建截水溝，攔截滑坡外地表水排向北側(cè)沖溝，另外，降雨時(shí)當(dāng)?shù)鼐用窆喔扔盟吧a(chǎn)生活形成的廢水的亂排放對(duì)滑坡也有較大的影響，建議滑坡上的居民采用混凝土護(hù)壁的排水溝將上述廢水集中排向兩側(cè)沖溝。

2）支擋工程。在公路內(nèi)側(cè)設(shè)置抗滑樁+擋土板（樁板墻），并做好坡體內(nèi)部排水工作。

3）夯堵滑坡體裂縫，減少地表水下滲。

4）坡面防護(hù)工程。針對(duì)開(kāi)挖形成的局部陡坡，建議采用護(hù)墻和植物防護(hù)相結(jié)合的方式對(duì)坡面進(jìn)行防護(hù)，同時(shí)也可以起到綠化環(huán)境的作用。

5　結(jié)論

通過(guò)資料收集、野外踏勘、工程測(cè)量、工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、巖土室內(nèi)試驗(yàn)等勘查手段，綜合分析得出了以下主要結(jié)論：

1）滑坡類型屬于推移式滑坡，變形破壞模式屬于殘余變形，影響該滑坡變形破壞的主要因素為坡體結(jié)構(gòu)特征、降雨及人類工程活動(dòng)。

2）滑坡在天然工況下整體處于極限平衡狀態(tài)，但局部（主要在前緣）已失穩(wěn)破壞，該滑坡的穩(wěn)定性受暴雨和工程活動(dòng)影響較大，由滑坡的穩(wěn)定性分析與評(píng)價(jià)結(jié)果知，降雨工況下滑坡的穩(wěn)定性急劇降低，若不采取合理的防治措施進(jìn)行加固，在暴雨及工程開(kāi)挖等因素影響下失穩(wěn)的可能性較大。

3）建議采用截排水工程、支擋工程及坡面防護(hù)工程等綜合防治措施對(duì)滑坡進(jìn)行加固。

4）滑坡地帶設(shè)立明顯的警示標(biāo)志，提醒當(dāng)?shù)鼐用窦斑^(guò)往行人。

5）建議加強(qiáng)對(duì)滑坡變形的監(jiān)測(cè)（尤其是暴雨時(shí)），對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及時(shí)存檔并報(bào)送設(shè)計(jì)單位，為以后的防治工程設(shè)計(jì)和施工提供可靠的動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)。

6）做好群策群防工作，并派專人監(jiān)測(cè)，要密切觀察不穩(wěn)定斜坡體的變化，一旦有出現(xiàn)較明顯的變形趨勢(shì)，應(yīng)盡快通知危險(xiǎn)區(qū)范圍內(nèi)的居民撤離、封閉危險(xiǎn)路段，并向當(dāng)?shù)匦姓鞴懿块T匯報(bào)。嚴(yán)禁開(kāi)展對(duì)坡體加載的活動(dòng)，限制在坡體上布設(shè)增加坡體荷載的構(gòu)筑物。

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Geological Features and Stability Evaluation of the Leidashi Landslide

LIU Qing-quan JIANG Chun-li
（No. 141 Geological Team， Sichuan Bureau of Coal Geology， Deyang， Sichuan618000）

This paper gives shape and distribution of the Leidashi landslide and makes its stability evaluation by means of transfer coefficient method and Morgenstern-Price method. The results show that the whole produced dramatically push-type deformation induced mainly by the factors such as the excavation of slope foot and heavy rainfall， presently it is in a state of limit equilibrium under natural conditions， and it will be in a state of destabilization under the conditions of heavy rain and seismic.

landslide； transfer coefficient method； stability evaluation； Leidashi

P642.22

A

1006-0995（2015）03-0417-05

10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.024

2014-06-05

劉清泉（1979-），男，四川宜賓人，工程師，從事工程地質(zhì)與災(zāi)害地質(zhì)研究工作