云南省大村滑坡稳定性评价及治理研究123

云南省大村滑坡稳定性评价及治理研究王邦阳，杨华舒，范华（昆明理工大学国土资源工程学院，昆明650093）摘要：大村滑坡活动多年来给当地少数民族群众带来了较大的经济损失，严重影响着当地社会经济的发展与繁荣。通过野外现场勘察，查明了大村滑坡发育的地质环境，分析了滑坡的基本特征。并基于极限平衡法计算了三种工况下滑坡的稳定性，计算结果表明滑坡在天然状态下是欠稳定的，在暴雨和地震条件下是不稳定的，容易产生滑动。在此基础上，结合保护对象和原有的防治经验，对滑坡采取抗滑桩+截水沟+拦渣坝的工程防治措施，改善滑坡的地质环境条件，增强滑坡的稳定性。关键词：地质灾害；滑坡；稳定性评价；防治措施；中图分类号：P642文献码：A文章编号：StudyofStabilityEvaluationandTreatmentofDacunLandslideinYunnanWANGBangyang,YANGHuashu,FANHua（KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093）Abstract:Dacunlandslideactivityhasbroughtgreateconomiclossestothelocalminoritypeopleovertheyears,seriouslyimpactheprosperityanddevelopmentoflocalsocietyandeconomy.Throughfieldinvestigation,elaborategeologicalenvironmentoflandslide,analyzesthebasicfeaturesofthelandslide.Andbasedonlimitequilibriummethodtocalculatethestabilityoflandslideunderthethreeconditions,thecalculationresultsshowthatthelandslideisalackofstableunderthenaturalcondition,intheheavyrainandearthquakeconditionisunstable,easilyproducesliding.Onthisbasis,combinedwiththeobjectofprotectionandcontroltheirexperiences,takeengineeringmeasuresofantislidepilesandinterceptingditchanddebrisretainingdamonthelandslide,improvethelandslidegeologicalenvironmentalconditions.Keywords:geologicalhazard;landslide;stabilityevaluation;preventionmeasures;1前言拖顶傈僳族乡位于德钦县南部，属德钦县的南部门户，大村村位于拖顶乡西南侧，是德钦县所有村中人口最多且最集中的一个。大村滑坡分布于大村沟左岸的一凹形斜坡地带，民房分布密集，人口较多。大村滑坡早在1997年就开始发生变形，致使坡体上受影响的55户村民搬迁至对面的斜坡体上。近两年来由于人口增加及农耕活动的影响，滑坡变形加剧，村寨房屋、地面等发生变形开裂，范围扩大，滑坡威胁日趋严重。目前，滑坡前缘已形成20余米高的陡坎，为滑坡的活动提供了滑移空间。斜坡区居民集中，有118户650余人和大村村委会，滑坡变形已造成55户村民房屋开裂和约10公顷土地受损，潜在经济损失约3000万元。2环境地质背景2.1地形地貌研究区属构造侵蚀地貌，地形总体为北西高南东低，最高点位于北西侧的祖错布克山脊，海拔3140m，最低位于大村沟沟底，海拔2270m，最大相对高差达870m，以长条状山脊和深切割的“V”沟谷岸坡居多。地形靠山脊部位稍缓，地形坡度10°～20°；大村沟谷两岸岸坡陡峻，地形坡度40°～60°，局部近直立。地形地貌不利于坡体稳定，较陡地形易造成坡体失稳。2.2气象水文11投稿日期：基金项目:国家自然科学基金项目（51069003；50869003）；昆明理工大学精品课程项目（10968137）.作者介绍:王邦阳(1988-),男,汉,云南威信人,硕士研究生.E-mail:[e-mail].通讯作者:杨华舒(1958-),男,汉,重庆人.昆明理工大学教授.主要研究方向地质灾害治.E-mail:[e-mail]研究区位于滇西北高原及深山河谷气候区，受金沙江流域气候影响，气候温暖湿润。海拔2000m以下区域全年平均气温12℃～13.5℃，年平均降雨量630mm；海拔2000～2500m之间，全年平均气温10.5℃～12℃，年平均降雨量750mm，无霜期257天，雨季为5月下旬至10月下旬，旱季11月至次年5月中旬。滑坡区地表水流大村沟属金沙江水系，为金沙江右岸支流。大村沟主沟长5.93km，汇流面积16.6km2，沟水流量随季节变化较大，旱季一般5～10L/s，雨季则暴增至30L/s。雨季大村沟侧蚀、底蚀严重，掏空坡脚，为滑坡提供临空面。大村沟两岸冲沟发育，其中的C1与C2冲沟具有一定活动性，对滑坡区构成威胁。2.3地层岩性研究区斜坡、沟槽及村寨集中区上覆为第四系全新统堆积的碎石土、角砾土、砂卵砾石、漂石等，土层极不均一，同层差异较大。基岩为第三系、三叠系、二叠系、泥盆系、寒武系岩层。2.4地质构造研究区位于青藏高原南东缘的横断山区，大地构造位于三江褶皱系和松潘～甘孜褶皱系一级构造单元内，狭持于奔子栏～鲁甸断裂与拖顶～开文（金沙江断裂）断裂两大区域性大断裂之间，处于三江褶皱系和松潘～甘孜褶皱系接触带，受急剧挤压而变窄部位，地质构造十分复杂，构造强烈发育。受断裂影响较大，滑坡区岩石破碎且风化强烈。2.5新构造运动与地震研究区处于冈底斯～念青唐古拉褶皱、三江褶皱系和松潘～甘孜褶皱系交接复合地带，近于印度板块与欧亚板块缝合线，新构造运动表现强烈。第四系以来的新构造运动主要表现为地壳上升，高差悬殊的深谷反差地貌，温泉沿断层分布，第四系断层和冰期等活动。研究区深、大断裂发育，且多为活动性断裂，新构造运动强烈，区域地壳稳定性较差。根据1:400万《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）及《云南省地震动峰值加速度区划图》的划分，研究区相应地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度0.10g，地震动反应谱特征周期值0.45s。2.4水文地质根据地下水的赋存条件、水理性质、水力特征及其含水介质，将区内地下水类型划分为松散岩类孔隙水、基岩类裂隙水和碳酸盐岩岩溶水。地下水的补给、径流与排泄条件主要受地形、岩性和地质构造的控制，区内地下水水量中等，富水性中等。滑坡区地下水除受降雨和高处地下水侧向补给外，还受大量农灌水的补给。3滑坡灾害特征3.1滑坡形态及规模大村滑坡形态近似于北南向的“长条”状。滑坡周界仅前缘剪切口明显，其两侧及后缘未发生明显变形迹象。大村滑坡斜长630m，平均宽180m，滑坡面积11.34万m2，滑体最深厚度15.5m，平均厚度10.0m，体积113.4万m3。滑坡后缘高程2527m，剪切口高程2273～2321m，高差206～254m，坡面呈折线形，中后部坡度约20°，前部坡度约25°左右，总体滑向166°。后缘至白美小组地形较缓，变形量均较轻微，这些裂缝雨季出现、旱季消失，仅村寨中篮球场水泥地面开裂变形及部分房屋发育拉张裂缝（表1）；前部变形主要集中在白瓦小组，变形方式以下滑为主，已造成55户村民房屋受损。3.2滑坡结构特征3.2.1滑体结构特征滑体由第四系残坡积物组成，岩性为碎石土夹碎石粉质粘土、角砾土，颜色较杂，但以灰、灰黄色为主，稍湿～湿，松散～稍密，碎石含量50%～60%，局部夹块石，成分为强～中风化片岩。滑体最深厚度15.5m，平均厚度10.0m。3.2.2滑动带（面）特征滑动带处于第四系残坡积层与基岩接触面上，滑带土为灰、灰褐色粉土，稍湿～湿，厚度5～10cm。滑面呈折线型，总体呈前缘陡后缘缓的形态，滑痕不甚清楚。3.2.3滑床的结构特征滑坡床为泥盆系下统（D1）灰、灰褐色表1滑坡主要裂缝统计Table1statisticalofmaincrackoflandslide裂缝编号位置形状走向长宽深性质L1滑坡中后部直线形78°34m3cm6cm拉张裂缝L2滑坡中后部直线形92°25m1cm1cm拉张裂缝L3滑坡中后部直线形81°15m2cm5cm拉张裂缝L4滑坡前部直线形96°19m2cm5cm拉张裂缝L5滑坡前部直线形74°20m2cm6cm拉张裂缝L6滑坡前部直线形92°18m3cm5cm拉张裂缝L7滑坡前部直线形80°18m3cm7cm拉张裂缝L8滑坡前部直线形40°7m1cm3cm拉张裂缝全～强风化片岩、千枚岩，局部夹中风化片岩。中风化片岩、千枚岩呈片状结构，碎裂状构造，浸水抗压强度fr=7.08MPa，属软岩。岩层产状212°～265°∠35°～56°，岩层面倾向与坡向斜交，属斜向坡，倾角大于坡面坡角。发育有三组节理：①100°∠50°；②125°∠79°；③200°∠90°，岩体较破碎。3.3滑坡区岩土力学性质根据试验资料并结合经验数据，第四系全新统残坡积（Qhel+dl）碎石土夹碎石粉质粘土、角砾土，可塑状容许承载力[б0]＝220kPa，软塑状容许承载力[б0]＝160～180kPa；泥盆系下统（D1）全风化片岩浸水抗压强度fr=7.08MPa，容许承载力[б0]＝200～220kPa，强风化片岩容许承载力[б0]＝300～350kPa。4滑坡稳定性评价4.1定性评价现状滑坡周界仅剪切口比较明显，后缘及侧翼未发生明显变形迹象。滑坡前缘造成村民房屋变形搬迁地段，也因此改造成坡耕地及核桃林后，滑坡滑动产生的拉张裂缝基本消失，仅在村中的房屋与篮球场发育无规律的小规模的横向拉张裂缝，前缘剪出口有坍滑现象，故该滑坡的整体的滑动带（面）正在形成之中。目前，滑坡前部具高陡临空面，坡体具有较大势能，民房变形逐年明显，说明滑坡沿软弱带发生滑动的可能性较大，滑坡目前状态处于欠稳定状态。4.2定量评价4.2.1计算模型及工况经过勘察，选取四条剖面1-1´、2-2´、3-3´和4-4´作为滑坡剖面计算模型(见图1、2、3、4)；采用极限平衡理论计算滑坡稳定性，滑坡滑面简化成折线。因此，稳定性计算采用通用的传递系数法计算滑坡稳定性及推力，选取了滑坡自重（包含地下水）、暴雨、地震等载荷，分三种工况计算滑坡图1剖面1-1´计算简图Figure1section1-1´calculationdiagram图2剖面2-2´计算简图Figure2section2-2´calculationdiagram图2剖面2-2´计算简图Figure2section2-2´calculationdiagram图4剖面4-4´计算简图Figure4section4-4´calculationdiagram的稳定性，稳定性分析计算工况见表2。表2稳定性计算工况Table2thestabilityanalysiscalculationconditions工况一工况二工况三天然自重天然自重＋暴雨天然自重＋地震4.2.2计算公式的选取滑坡处于初期蠕滑或初期局部蠕变阶段，尚未形成整体位移形变，滑带特征不明显，勘察过程中主要依据岩心的湿度和状态变化、细粒土的含量变化情况等判别滑动面位置，室内再根据定性判别结合反分析确定其位置。根据工程揭露，基岩顶面起伏较大，滑面呈折线形，按《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）附录E中公式进行定量评价，计算结果见表4。①稳定系数计算公式(1)：111111)))sin(sin(()tan))sincos)1((((ninijniDiiiinijniiiiDiinii