浅析四川汶川索桥滑坡稳定性及治理措施

阳建新，李发菊，陈田华

(1.海南水文地质工程地质勘察院，海口 571100；2.四川省核工业地质调查院，成都 610000）

浅析四川汶川索桥滑坡稳定性及治理措施

阳建新1，李发菊1，陈田华2

(1.海南水文地质工程地质勘察院，海口 571100；2.四川省核工业地质调查院，成都 610000）

根据工程地质测绘及勘探成果资料，在对四川汶川县索桥滑坡产生的成因机理和破坏模式进行分析判断的基础上，对两个潜在滑移面在不同的工况下的稳定性进行了分析评价，确定岩土交界面为最危险滑面。在此前提下对边坡发展趋势及激发诱因进行科学预测，认为在暴雨或余震等诱发下边坡极有可能失稳，并有针对性的制定了应急防治与永久根治的综合治理方案。

滑坡;成因机制;破坏模式;潜在滑移面;稳定性;发展趋势;治理措施

索桥滑坡是四川省汶川县雁门乡索桥村滑坡群中的一个，位于G213第K862段附近，受5.12大地震影响，出现斜坡变形迹象，斜坡后缘和中部出现拉张裂缝。后期受降雨及人为因素影响，张拉裂缝宽度逐渐加宽,滑坡变形加剧。如不及时整治加固，滑坡随时可能进一步发展，将极大地威胁滑坡体前部213国道安全畅通及周边居民生命财产安全。

1 滑坡区自然地理及地质条件

1.1 地形地貌

滑坡体位于岷江左侧凹岸，属于中山峡谷地貌，地势总体趋势呈东高西低，前缘靠近岷江左岸一带，前缘近河岸一带高程在1450～1430m，后缘高程在1525～1530m；自然斜坡坡度一般为20～40°，坡向260°,向岷江倾向；坡体上主要为菜园地，植被较少，坡面多呈阶梯状，每阶高1.0～3.2m不等；滑坡体后缘以陡坎及张拉裂缝为界，后缘长约175m；滑坡右侧以冲沟为界，冲沟切割深度约16m，沟底有基岩出露；滑坡左侧以小山脊为界，有基岩出露；前缘以岷江为界，前缘边坡临空，高度约26m。滑坡体平均宽约200m，长220～250m，面积约为3.88×104。

1.2 滑坡的岩土体组成

灾情发生后，地质人员在对滑坡及周边区域进行详细的工程地质调查测绘的基础上，布置了少量的钻探及槽探工作。勘探成果显示滑坡区的地层分布如图1所示,自上而下大致可分为两大层：

（1）表层为残坡积碎石土（滑坡堆积体）：厚度约19.3～31.1m，黄色，可塑，碎石含量在10%～30%不等，局部达40%～50%，上部含量少，下部含量高，一般粒径10～50mm，偶见50 cm的块石，碎石多为棱角－次棱角状，干燥，稍密，主要以粉质粘土充填，碎石母岩为千枚岩与灰岩碎块；该层中部夹粉质粘土薄层，厚0.9～1.8m，黄色，可塑，土质均匀、连续。

（2）钙质千枚岩：灰色，强风化－中风化，千枚状构造，钙泥质结构，主要矿物成分为绢云母及少量石英块等，产状303°∠54°，岩芯多呈饼状。

1.3 构造特征

滑坡区属龙门山后山断裂带，位于汶川－茂汶断裂北东段上盘[1-2]，该分支断层走向约北东40°，倾向315～330°，倾角70～80°。受地震影响，河谷纵向侵蚀和老构造不同程度的复活。

1.4 地下水

滑坡区位于岷江左岸，场地地下水类型主要有第四系孔隙水和基岩裂隙水，土层、强风化千枚岩为含水层。第四系孔隙水赋存于残坡积土，但残坡积土富水性差；基岩风化裂隙水含水性弱。地下水补给主要来源为高山上冰雪融水，冰雪融化后经短暂径流后部分渗入地下转为地下水[3]。场地内及周边多为斜坡地带，地表水径流、排泄条件较好，沿岷江边缘一带发现较多下降泉出露。

图1 滑坡体纵剖面Fig.1 The longitudina lp ro ofile o of the landslide

2 滑坡稳定性分析评价

2.1 滑坡成因分析

（1）地形地貌：滑坡区地面自然坡度20～40°，在新构造运动和河流侵蚀作用下，滑坡前缘形成陡坡地貌。随着坡体内部原有的应力状态的变化，在坡体内出现一系列与坡面平行的裂隙，向斜坡的临空面方向张开，为深层变形的形成提供了条件。

（2）地层岩性：千枚岩，为软质亲水岩，抗风化能力弱，也极易被水软化，在渗流、风化、重力等作用下，岩土分界面易成为软弱面，为滑坡形成提供了物质基础。

（3）降雨及地下水：在降水影响及地表水渗透浸蚀作用下，增大了土体重度，同时也降低了土体的抗剪强度指标；大量的地表水沿着结构面下渗，由于滑坡土体的透水性总体较差,地下水多沿千枚岩顶面的强风化界面一带径流[4-5]，软化滑带物质,形成软弱泥化面(带)，为滑坡的形成提供了滑动介质。

（4）地震：由于地震因素，坡体受到震动影响，使该滑坡的土体内部结构发生了变化，使边坡岩土体松散化。

（5）其他：滑坡体附近岷江河下游新修电站蓄水，提高了河流水位，这是滑坡体的变形失稳的又一促进因素。

2.2 滑坡破坏模式分析

分析滑坡岩土体结构特征、可能的剪出口情况，判断其变形破坏模式有两种[6-7]：第一种蠕滑－拉裂：在重力作用下沿软弱夹层内部发生蠕动，形成折线型滑动面，在降雨或地震等外力作用下发生浅层坡体拉裂破坏。第二种滑移－压致拉裂：上覆松散体沿岩土分界面产生的折线型深层滑动。

2.3 稳定性计算及评价

（1）滑坡计算参数取值

由于该边坡局部有拉张裂缝但没有贯通更没有滑动过，所以本次计算没有采用残余强度指标，但取值过程中利用残余强度指标对计算指标进行了修正。按照相应的规范要求对滑坡体在正常水位(1429m)、设计洪水位(1431m)和校核设计水位(1431.5m)等情况下进行三种工况分析评价：

工况(一)：自重+地面荷载，取天然重度、天然抗剪指标。

工况(二)：自重＋地面荷载＋暴雨，取饱和重度和饱和抗剪指标。

工况(三)：自重＋地面荷载＋地震，取饱和重度和饱和抗剪指标、并考虑地震力作用。

在分析不同试验条件下剪切试验成果的基础上，综合考虑土的颗粒成分、边坡地层结构及土石空间分布、滑坡体水文地质条件及空间差异、不同工况条件及经验的基础上，综合确定边坡岩土体C、φ值见表1。

（2）滑坡稳定性评价

采用基于极限平衡理论的传递系数法进行滑坡的稳定性计算[8-11]，稳定系数见表2。

根据《滑坡防治工程勘查规范》第9.4.6条的规定，斜坡稳定状态应根据其稳定系数按表3确定。

由表2计算结果并结合表3可看出：当沿软弱土界面滑动时，在各水位状态下无论是在天然工况条件下还是在暴雨饱和工况及地震工况下Fs=1.226～1.349，该滑坡是稳定的，也不存在局部潜在滑动模式；当沿岩土分界面滑动时，在天然状态Fs=1.1645～1.189，滑坡体是稳定的；在暴雨饱和工况和地震工况下FS=1.016～1.038，滑坡体处于欠稳定状态。

根据以上分析，沿滑坡体沿岩土分界面滑动稳定系数最小，该面为潜在最不稳定滑面。

表1 滑坡计算C、φ的取值情况Table 1 The va lue o of C、φofor the landslide

表2 滑坡稳定系数计算成果Table 2 The ca lcu lation resu lts o of the landslide stability ofactor

表3 斜坡稳定状态分级表Table 3 G rading tab le o of the landslide stability

3 滑坡变形发展趋势

根据稳定性计算，该滑坡滑动面稳定性系数在天然工况条件下是稳定的，但是地震或饱和工况条件下处于欠稳定状态，即在未来持续暴雨或地震情况下边坡欠稳定，极有可能出现局部变形加剧和失稳，危及G213线和居民安置点的安全，综合考虑当地的环境地质条件因素，对该滑坡及其他相类似的其他边坡采取工程措施进行治理是必要和紧迫的。

4 滑坡治理措施

为保障滑坡区内公路交通及周边居民生命财产安全，滑坡治理考虑分为应急抢险与永久根治两个阶段进行。先按照抢险工程进行临时处置之后采取一定的工程措施进行永久性治理。应急抢险建议主要考虑以下措施：

（1）对滑坡体后沿及四周的拉张裂缝进行全面填补、夯实，减少地表径流或雨雪的入渗量，提高滑坡体的稳定性；

（2）严禁在滑坡及其周边区域（尤其是滑坡前缘）进行各种不利于滑坡体稳定的取土、耕作、开挖等活动；

（3）在雨季和雨雪集中季节，加强对滑坡的监测，派专人加强对滑坡前缘、陡坎、后壁、裂缝、地下水出露等情况的巡查，发现异常及时通知当地居民、行人紧急避险；

（4）严禁开展对滑坡体加载的活动，如在滑坡上种植增大滑体风荷载的高大树种，限制在滑坡上布设增加滑体风荷载的物品；对滑坡体上的建筑活动应严格限制。

为了提高整个滑坡体的安全性，建议在滑坡的前缘采取一定的工程措施。治理方案主要采用以下方案[11]：

（1）加固措施：在滑坡体前缘至坡体中部一定位置设置4排预应力锚索抗滑桩，加强坡体抗滑稳定性；对于局部岩土体整体性差，尤其是出现较大裂缝且可灌性好的地段可采取水泥浆充填加固。

（2）排水措施：在滑坡体以及坡体周界设置纵横排（截）水沟以减少地表水入渗，必要时在滑坡后部修建截水盲洞等地下排水系统以降低斜坡地下水位；进一步夯填坡体上的拉张裂缝，减少坡面水入渗；坡面裸露地段尤其是原来产生了裂缝的地段进行客土植草绿化，以加强坡面冲刷防护能力。

5 结论

（1）受汶川5.12大地震的影响，国道213汶川－茂县段大量斜坡产生了许多灾害，本滑坡是众多滑坡中的一个。

（2）对本滑坡进行详细的工程地质调查与测绘的基础上，投入探槽、钻探等多种野外勘查工作和相关室内试验，基本查清该滑坡的地层分布，获得了边坡稳定性评价计算必须的物理力学指标。

（3）通过对边坡的破坏模式和潜在滑移面的分析判断，通过对两个潜在滑移面分别进行不同工况下的稳定性分析，确定最危险滑移面为岩土交界面。通过对稳定性计算结果分析表明，滑坡后沿虽然出现拉张裂缝，但在自然条件下仍处于基本稳定状态；在暴雨或暴雨+地震条件下，滑坡的稳定性均较大幅度降低，滑坡处于欠稳定状态。

（4）通过计算和分析可以预测在降雨或地震作用下滑坡随时可能失稳破坏。考虑到当地的环境地质条件，对该边坡及其他相似的边坡进行治理是必要和紧迫的；并有针对性提出应急抢险与永久根治两个阶段的综合治理措施。

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[9]GB 50007-2002，建筑地基基础设计规范[s]．

[10]陈祖煜.岩质边坡稳定分析原理·方法·程序[M].北京:人民交通出版社，2005，410-470.

[11]郑颖人，陈祖煜，王恭先，凌天清.边坡与滑坡工程治理[M]北京：人民交通出版社，2010，386-449.

Abstract:According to the engineering geologicalmapping,exploration results,and the analysisabout the geneticmechanism and ofailuremode oof the Suoqiao landslide inWenchuan County,Sichuan,the authors study the stability oof the two potential sliding planes in diofoferentengineering states,and determ ine the plane between the rock and earth is themost dangerous slide oface.On this basement,the slope sliding trend and stimulating incentives are predicted.The heavy rain or aoftershocksmake the slope loss stability.And the comprehensivemanagement measuresoof emergency prevention and permanentcuremethod are proposed.

Keywords:slidingmass;geneticmechanism;ofailuremode;potentialslip oface;controlmeasure

Analysis the Stability and ControlM easuresoof the Suoqiao Sliding M ass in Wenchuan,Sichuan Province

YANG Jian-xin1,LIFa-ju1,CHEN Tian-hua2
（1.Hainan Investigation Institute oof Hydrogelogy and Engineering Geology,Haikou 571100,China; 2.SiChuan Institute oof NuclearGeology,Chengdu 610000,China）

P694

A

1672－4135（2012）03－0210-04

2012-03-14

四川省灾后重建项目:汶川地震灾区公路专项抢修保通工程项目

阳建新（1982-），男，本科，注册岩土工程师（中级），2006年毕业于东华理工大学（原华东地质学院）水文与水资源工程专业，现从事工程地质、水文地质、地质灾害勘查设计及评估等工作，Email:hky517@163.com。