摘要： 本文在对寨坝滑坡形成机制分析的基础上，对滑坡稳定性进行各工况组合的计算，认为寨坝滑坡不存在整体、深层滑移破坏的可能，结合区内环境要求及城市规划，提出相应的治理方案。
 
关键词： 滑坡 稳定性分析 减载
 
 

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 （1 长江水利委员会长江勘测技术研究所  440011）

（2 长江水利委员会长江勘测规划设计研究院  440010）

作者简介 童广勤（1977.5～），男，湖北仙桃人，学士，工程师，主要从事工程地质勘察及岩土工程设计、研究工作。

0引言

寨坝滑坡区位于重庆市云阳新县城主城区望江大道与磨盘寨之间，分布高程275～490m，面积0.65km2，总体积1210×104m3，由若干危岩、滑坡组成，是因近期区内道路开挖诱发地面变形破坏而暂时搁置开发的一块相对平坦的“平台式”斜坡。其平台上覆主体组成物质为山前坡积物、崩积物以及滑坡堆积物等混杂体，北部后侧山体和下伏基岩为上沙溪庙组水平层状砂泥岩。

已有研究确定该区为滑坡区，且属于有条件利用建筑场地，滑坡区上覆松散堆积物整体处于稳定状态。因滑坡区地处云阳新城址区中心地带，近期城市建设要求利用这段土地。在1998年及其随后的开发利用期间，道路开挖导致多处松散堆积物的变形，其中，民德小学及其东侧近区的地面变形发展之快，范围之广，曾引起当地居民极度的恐慌。

本文对滑坡体稳定性进行多种工况组合计算，否定滑坡整体深层滑动的可能性，大大减少滑坡区拟治理的工程投资，并根椐滑坡区现有工程地质条件，提出了滑坡治理方案。

1地质概况

寨坝滑坡区北部最高峰系磨盘寨山，最大高程546.24m，由长石石英砂岩组成。400m高程以上的边坡陡峻，坡度35°～75°，系崩坡积物组成；高程400～360m范围内，是宽180～430m的缓坡平台，地面坡度5°～12°，主要由崩滑堆积物组成，360m高程以下为冲沟切割的陡坡带，发育有4处规模较大的次级滑体。

滑体物质组成具明显分区特征，滑体中区，以老公路（现拟建白云路）为界，至后缘基本为3层结构，由上至下依次为：粘土及粘土夹碎、块石层，滑动岩体及块石层，碎块石土层。滑体堆积物为粘土夹块石及碎石土层，滑动岩体层末见分布。

滑体底部见一些不连续的滑带，主要表现土体均质细腻，软塑状，其间所夹碎砾石往往具一定的磨圆特征，厚0.1～0.4m。

滑坡主体组成基岩为侏罗系中统上沙溪庙组内陆河湖相碎屑岩，主要是厚层状的长石石英砂岩与紫红色的泥岩，呈极有韵律的互层状产出，岩层产状近于水平。地貌上砂岩呈陡坎，泥岩呈缓坡，两者交替出现，致使普遍表现为层状地貌。就平面展布范围而言，缓坡平台占大部分面积，其前缘以及其内开挖的人工边坡均是容易发生滑坡的部位。

区内地下水分布受构造和岩性的控制，地下水类型有碳酸盐岩裂隙岩溶水、碎屑岩类孔隙—裂隙水和第四系松散堆积层孔隙水。

2滑坡形成机制

本区长江高级（Ⅲ级）阶地高程为175～195m，最低级夷平面分布高程为650～750m，寨坝滑坡分布高程275～490m正好处于上述两者之间，这表明长江进入峡谷期后，该区早已是坡岸地形。再从现今地貌看，寨坝滑坡区前沿270m高程处距Ⅲ级阶地最近处也有1km之远，说明后期长江岸坡的改造对滑坡区的影响不大。分析认为，在现崩滑堆积区的前缘早期就存在一风化剥蚀台面，其高程与现今基岩面大致相当。由于后缘山高坡陡，且具上硬下软不利岩体结构，在外营力的作用下，下部软岩不断风化剥蚀脱落，造成上部硬岩坡体前沿悬空，由于下部风化软岩强度较低，自然使其受到一个前倾力偶的作用，进而在其上部不断产生拉裂变形（如图1（a）示）；第二，当这种变形增大一定量时，前缘部分岩体将会产生倾倒式崩塌破坏，造成整个变形体的重心向后偏移，迫使后缘部分岩体返回原位沿裂面产生座滑变形，与此同时，软岩斜在上覆岩体的作用下产生潜在剪切滑面（如图1（b）示）；第三，这种潜在滑面在上覆岩体的作用下逐渐变形贯通，这时就会产生大规模滑坡（如图1（c）示）；尔后该边将会有一个相对稳定的停顿时间，这段时间整个边坡的变形又将重演前一次的变形过程，最终产生类似于前一次的破坏变形（如图1（d）示），如此往复多次，才形成了现今的崩滑堆积平台。由于软岩坡脚为高应力集中区，加之这些区域岩性软弱，因此，后缘边坡的每次破坏都易在软岩坡脚产生弧形剪切破坏，即前缘微反翘，这就是后缘滑床为何微微反倾的道理，关于这一点，后缘发育的D1滑坡体和近期发生的几个变形体的破坏就是明证。也正是因为后缘滑坡体的逐级破坏，推动了前缘物质的位移，才是崩滑堆积体的底部能够见到诸多滑面的真正原因。另外，滑面主要集中在崩滑堆积区的中西区显然与后缘的山高坡陡有关；而基岩面的非平整性则又说明后缘平台的形成是由边坡多次局部的塌滑造成的。

图1 崩滑堆积区形成过程示意图

平台中区前后缘都发育有中层滑面，显然后缘滑面的生成主要与崩坡积滑坡有关；而前缘部分的中层滑面主要是因前沿斜坡上的冲沟朔源深切，导致次级滑坡的解体破坏，从而牵引了前缘部分浅层土体的位移变形。

3滑坡稳定分析

滑坡稳定计算采用基于刚体极限平衡理论的改进的传递系数法。

滑体物理参数综合现场大重度试验成果给定，天然容重为21.4kN/m3，饱和容重为22.5kN/m3。滑带抗剪参数依据反演和室内外试验成果，并结合各区地形地质条件和借鉴其它工程经验综合考虑给定：

表1         滑面抗剪强度参数设计采用值表

位置
 滑面
 内聚力C

(kPa)
 内摩擦角φ

(°)
 
崩滑平台
 滑带
 12
 12.5
 
滑体土
 15
 18.0
 
次级滑坡区
 滑带
 15
 13.3
 

表2           崩滑堆积区稳定计算成果表

位置
 剖面

编号
 工况一
 工况二
 工况三
 工况四
 工况五
 
东区
 a-a
 1.2599
 0.9753
 1.215
 0.9606
 1.1539
 
中区
 d-d
 2.0895
 1.6716
 2.021
 1.627
 1.7492
 
1.2188
 0.9504
 1.2034
 0.9756
 1.1274
 
h-h
 2.4654
 2.3143
 2.5278
 2.3445
 2.0976
 
1.2005
 1.027
 1.1473
 0.9874
 1.0694
 
8-8
 1.1104
 1.0425
 1.0473
 -----
 -----
 
9-9
 1.3736
 1.2693
 1.4165
 1.3111
 1.2507
 
10-10
 1.0537
 0.9113
 1.0011
 0.8726
 0.9483
 
 
 11-11
 1.8663
 2.366
 1.8971
 2.3926
 1.6327
 
1.2729
 0.9867
 1.2101
 0.9489
 1.1257
 
i.-i
 1.7691
 1.6069
 1.7368
 1.5868
 1.5654
 
1.2923
 1.1224
 1.2563
 1.0956
 1.1651
 
12-12
 1.475
 1.2657
 1.508
 1.6075
 1.3771
 
13-13
 1.0787
 0.9914
 1.0917
 1.011
 0.9916
 
西区
 17-17
 1.8961
 1.7863
 1.9596
 1.8508
 1.672
 

表3                次级滑稳定计算成果表

剖面
 工况一
 工况二
 工况三
 工况四
 工况五
 备注
 
8-8
 1.17
 1.0529
 1.2102
 1.093
 1.136
 教堂次级滑坡
 
9-9
 0.9994
 0.9148
 1.0134
 0.9343
 0.9527
 
12-12
 2.0642
 1.7247
 2.1837
 1.8388
 1.9714
 柏杨湾次级滑坡
 
13-13
 1.0955
 1.01
 1.1083
 1.0255
 1.0242
 
21-21
 1.0549
 0.8722
 1.0617
 0.8864
 0.9862
 
22-22
 1.0662
 0.9364
 1.0583
 0.9305
 0.9911
 

注：工况一：天然+自重；工况二：暴雨+自重；工况三：天然+荷载+自重；工况四：暴雨+荷载+自重；工况五：天然+荷载+自重+地震。

研究结果和计算分析成果表明，寨坝滑坡体稳定性具如下特性：

①滑坡体现阶段整体处于稳定态，其各类工况下稳定系数均大于1.0，滑坡稳定性主要受地形地貌、岩性、地下水迳流条件和岩体的完整程度所控制，滑坡不会产生整体大规模的深层滑移破坏。

②望江大道上侧崩滑堆积体（分东、中、西区）在天然状态下均处于稳定态，其稳定系数为1.0～2.5278，但在天然加荷载并偶合地震和暴雨作用下，滑体大部分处于不稳定态，其稳定性系数一般为0.9753～1.0。

③对于处于滑坡前缘的四个次级边坡体，计算表明：天然状态下，所有次级滑坡均处于稳定态，但在天然加荷载并偶合地震和暴雨作用下，一般处于不稳定状态（除教堂次级滑坡在暴雨及荷载作用下处于稳定态）。崩坡积滑坡D1现阶段是稳定的，D2及D3在天然状态处于基本稳定状态，暴雨时明显不稳。

④滑坡在未来存在条件下，若工程区连降暴雨或在移民工程建设中人类不当活动干扰继续进行，使其前缘形成临空面或增大下滑区下滑力，则可能诱发滑坡体的失稳。

4治理方案

根据防治工程设计原则，考虑场区将来城镇建设的要求，同时，考虑到云阳库岸整治的综合规划要求，为提高边坡体稳定性，拟对崩滑堆积区望江大道内侧几个变形体进行清除处理；对东区局部不稳地段，如2-2’剖面和a-a’剖面等处的前缘部分不稳土进行清挖处理。减载时应充分考虑自然地形地质条件，模拟自然坡面形态，开挖坡角应小于20度。前缘次级滑体，除陈家院子边坡因后期变形已做处理之外，其余三个次级边坡暴雨+自重+荷载等工况下稳定性较差，尤其柏杨湾次级边坡在暴雨+自重+荷载工况下稳定系数小于1.0，为此，建议在不影响望江大道稳定的前提下进行适当减载处理。

稳定性计算果表明，地下水位的埋深对边坡体稳定性影响十分敏感，因此，非结构性治理措施地表排水的设置是相当有必要，其不仅可以减缓土体中的水头和渗透压力，提高边坡稳定性；同时，在边坡拟设排水区还可以通过排水固结变形土体，以减少因滑体渗透变形而因引起的地面不均匀沉陷至地表建筑物等的变形破化。为此，崩滑堆积区应结合城市地下管网工程设置排水盲洞，以利全面的疏干排水。滑坡治理工程平面布置见图2。

①崩滑堆积区削坡减载设计

椐地质论述，滑坡表层主要为粉质粘土夹碎块石，其渗透性较差，从而导至滑坡介质高地下水位的不利现实。有鉴于此，拟对滑坡区后缘普遍存在的粉质粘土夹碎块石层予以全部清除，以减少滑坡下滑区下滑力，从而提高本滑坡在未来存在条件下的稳定性；同时因大方量清方，覆盖层厚度大为降低，为以后移民工程建设减少相当投资，而其产生的大量弃土方也能为将来的库岸防护所用。

清方工程起点一般控制在望江大道上侧，清方开挖深度以不超过粉质粘土夹碎块石层厚度，清方坡比以在设计工况条件下，不产生滑坡及滑体表层埸塌，一般控制在1:1.5～1:3.0。对块石层出露段，以后应结合城市规划建设，采用草皮与浆砌块石护坡，减少地表水入渗滑和防止滑坡体表层埸塌。

崩滑堆积区削坡后稳定计算成果见下表：

表4              崩滑堆积区削坡后稳定性计算成果

剖面号
 削坡后FOS
 备注
 
工况1
 工况2
 工况3
 工况4
 工况5
 
a-a’
 1.2242
 1.1866
 1.1561
 1.1104
 1.1046
 崩滑堆积东区
 
10-10’
 1.2210
 1.1848
 1.1506
 1.1106
 1.0892
 民德小学东变形体
 
17-17’
 ----
 ----
 ----
 ----
 ----
 石院子变形体
 
----
 ----
 ----
 ----
 ----
 石院子后变形体
 
安全系数
 1.15
 1.10
 1.15
 1.10
 1.05
 
 

②前缘次级滑坡堆积区清方设计

前缘四个次级滑坡均分布在沟槽内，滑坡物质结构松散，地面坡度20～25°，堆积厚度除柏杨湾前缘较薄，仅5～10m，其余厚均在10～20m以上，特别是柏杨湾次级滑坡后缘最厚达30余米。滑坡稳定性主要受地形地质条件控制，稳定性较差。1998年9月西侧开挖修筑民德路，曾引起陈家院子滑坡的整体复活变形（目前已进行妥善处理），其余三处滑坡目前已基本稳定。该区的土体变形破坏以沿潜在滑面滑动破坏为主，在局部地段存在排水固结变形的可能性，尤其在基岩面平缓的陈家院子滑体后缘大部分区域的变形破坏则以固结变形为主。

基于上述工程地质条件，前缘次级滑体治理措施宜首用选用清方,将表层易产生滑动变形的粉质粘土夹碎块石层予以部分清除，削坡坡比控制在1：1.5～1：3.0。

表5          前缘次级滑坡堆积区削坡前后稳定性计算

剖面号
 削坡后FOS
 
工况1
 工况2
 工况3
 工况4
 工况5
 
8-8’
 1.1761
 1.1308
 1.1588
 1.1105
 1.0972
 
22-22’
 1.1653
 1.1300
 1.1455
 1.1112
 1.0809
 
21-21’
 1.1906
 1.0961
 1.1932
 1.1052
 1.1241
 
i-i’
 1.1790
 1.1489
 1.1505
 1.1106
 1.0868
 

③排水工程

考虑滑坡区高地下水位的不利现实，为充分降低滑体介质的地下水位，拟在滑坡区设置8条纵向地下排水盲洞。盲洞纵向间距一般8～10m，盲洞布设于边坡下伏块石层或碎块石夹粘土层。盲洞的开挖净空与衬砌内净空：盲洞的开挖净空不为地下水量控制，而由施工方法和施工机具所决定。盲洞的衬砌内净空，以能进入人行走，便于检查为主。总的原则是既有利施工，便于人工检查，又尽可能缩小净空以节省人力和材料，一般开挖的盲洞都能满足排水量的需要。盲洞衬砌形状与结构：盲洞的衬砌形状和结构主要随地层压力及岩性特征的变化而异，衬砌的结构及细部尺寸依岩土工程特性及隧道设计规范进行设计。

根椐已有相近工程经验及施工可行特性设计，地下排水盲洞设计为半圆拱形与边墙相结合，拱外直径2.4m，内直径1.8m，边墙高0.5m，墙厚30cm，均为浆砌块石砌筑，拱矢基础为厚30cm浆砌块石，表层砂浆抹面。

在施工过程中，针对开挖揭示地层情况，为保证施工顺利及安全，在承压力过大或洞内坍塌严重的地段，适当采用钢筋混凝土衬砌。塌方及超挖空间以片石回填。盲洞边墙及拱圈上均要留泄水孔，最低一排泄水孔一般距洞底0.4～0.5m。

盲洞两侧底端（靠滑坡侧）及顶部填反滤层，其中底端反滤层长3～5m，反滤层粒径级配及泄水孔直径依地下水渗人流速流量计算。本工程盲洞属永久性建筑物，盲洞出口处要做洞门，洞门前做明沟接引洞内流水，洞口标高以高出洪水位为宜，防止洪水倒灌。沟底纵向坡比宜控制在5％～10％。

5结论

(1)寨坝滑坡整体稳定性较好，不存在整体、深层的滑移破坏可能，目前的民德小学变形体是滑坡体局部应力场（开挖卸荷回弹引起）短暂调整的表征及结果。

(2)地下水位高低是滑坡整体稳定的关键，也是局部地段地面变形的内因所在，滑坡治理工程应以排除地表水、地下水为主，在滑坡体适当位置减载。

6参考文献

[1]王建锋，苏爱军等，三峡库区云阳寨坝“平台式”斜坡变形机理分析，水文地质工程地质，2003年第4期，1-6。

[2]长江水利委员会综合勘测局，长江三峡水利枢纽库区迁建新址地质论证报告(云阳县，初勘、详勘阶段)，1994～1995。

[3]长江勘测规划设计研究院，重庆市三坡库区云阳新县城寨坝滑坡区工程地质勘察报告，2002。

[4]长江勘测规划设计研究院，重庆市三坡库区云阳新县城寨坝滑坡治理工程设计报告(可行性、初设、施工图阶段)，2002。

STABILITY ANALYSIS AND CONTROL MEASURE DESIGN OF ZAIBA SLOPE IN THE THREE GORGES RESERVOIR AREA

（Tong Guangqin1   Liu Jialong2）

（Yangtze River Water Resources Committee 440010）

Abstract  By the analysis to form mechanism of Zaiba slope,and calculate slope Stability under each condition,draw the conclusion that whole Zaiba slope can not slippage along deep slide plane,the authors give a suggestion after considering the enviroment and town designt.

Key words  Slope  Stability analysis  Weight reduction