云南鹤庆县古乐村H1滑坡成因分析及防治措施

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云南鹤庆县古乐村H1滑坡成因分析及防治措施
Analysis of the Causes of H1 Landslide in Gule Village, Heqing County, Yunnan Province and Prevention and Control Measures

DOI: 10.12677/ag.2025.152020, PDF, HTML, XML,
作者: 王德君, 张金学, 刘晓进：云南省有色地质局三一〇队，云南大理
关键词: 滑坡；成因；稳定性；综合治理；鹤庆县古乐村；Landslide； Genesis； Stability； Comprehensive Control； Gule Village of Heqing County

摘要: 云南鹤庆县古乐村H1滑坡为一中型浅层推移式土质滑坡，连续的降雨是诱发滑坡的主要因素。该滑坡的治理应采用“抗滑桩 + 挡土板”的方式综合治理，在滑坡后部和前部分别布置抗滑桩，依据地形，部分地段桩顶升起，使用现浇混凝土预制挡土板，板后回填反压，挡土板与地面间隙采用浆砌石填塞，以保证该滑坡体的稳定。

Abstract: The H1 landslide in Gule Village, Heqing County, Yunnan Province is a medium-sized shallow soil landslide, and continuous rainfall is the main factor inducing the landslide. The treatment of the landslide should adopt the comprehensive treatment of “anti-slide pile + retaining plate”; the anti-slide pile is arranged in the rear and front of the landslide respectively; according to the terrain, the pile jack of some sections is raised; the cast-in-place concrete prefabricated retaining plate is used; the backfill backpressure is behind the plate, and the gap between the retaining plate and the ground is filled with slurry masonry to ensure the stability of the landslide body.

文章引用：王德君, 张金学, 刘晓进. 云南鹤庆县古乐村H1滑坡成因分析及防治措施[J]. 地球科学前沿, 2025, 15(2): 187-194. https://doi.org/10.12677/ag.2025.152020

1. 引言

云南鹤庆县古乐村滑坡区域大地构造位置处于青藏滇缅“歹”字型构造体系东支，属红河、哀牢山断裂带，其控制性构造是呈北西–南东向的哀牢山超岩石圈断裂和红河壳断裂[1]。该区域地质构造极为复杂，区内主要断裂为大松坪压扭性断裂，褶皱为松桂向斜和北衙向斜[2]。滑坡区地震基本烈度为VI度，区域地壳稳定性属于次不稳定区。

2. 滑坡体概况

2.1. 基本情况

云南鹤庆县古乐村滑坡区属剥蚀构造切割中山地貌，自2021年雨季以来，该地区持续强降雨，导致古滑坡体大面积复活。H1滑坡位于上古乐自然村的后部，威胁前缘44户114人，威胁财产约1100万元。滑坡主滑方向为285˚。滑坡体沿主轴方向长约200 m，平均宽度约190 m，面积约为3.8万m²，滑坡的坡体平均厚度约9.0 m，滑体体积约34.2万m³，属于中型浅层推移式土质滑坡。

2.2. 地质概况

古乐村H1滑坡在纵断面上呈上缓下陡的形态，中后部地形约10˚，中部坡度约25˚~30˚。根据钻探揭露的岩土层分布情况，滑坡滑体土自上而下第四系人工填土(Q4^ml)和残坡积土(Q4^el+dl)、三叠系上统松桂组强风化炭质页岩、砂岩(T₂sn)。

(1) 填土为杂填土，含砖头、瓦片等建筑垃圾，物质成分以砂砾、粉质粘土为主，深褐色、结构松散。

(2) 残坡积土为含砾粉质粘土，大部分呈棕黄色、局部为红棕色。

(3) 强风化炭质页岩、砂岩：灰黑色、灰褐色，风化较为严重，节理裂隙发育，局部夹有软弱夹层，岩芯碎石土状。

2.3. 水文地质情况

滑坡区所在区域地势较陡，在浅部不具备地下水富集条件，无稳定地下水位，整体上不利于地下水的补给，大气降水多以地表水的形式排出滑坡区外，在长期降雨条件下，在滑带附近形成局部的上层滞水。

3. 滑坡特征

滑坡周界清晰，平面形态呈扇形，滑带土主要为粘性土夹碎块石组成，位于松散层与基岩接触面附近或松散层内。滑带土湿~稍湿，可塑~软塑。碎砾石成分主要为砂岩，含量20%~30%，呈次棱角状。一般色泽较滑体土深，泥质成分含量较重。滑床为强风化灰黑色中厚层状砂岩，岩石结构面发育，结构面平直，填充物质少(见图1)。

Figure 1. A1-a1’ engineering geological section

图1. A1-a1’工程地质剖面图

4. 滑坡成因分析

该滑坡的形成有如下因素，其中持续的降雨及农业灌溉水下渗是最主要的因素。

(1) 地形地貌因素：该滑坡均位于宽缓山脊间凹形斜坡部位，地形坡度较陡，坡度20˚~40˚，滑坡前部因建设削坡形成临空面，不利于坡体稳定性。

(2) 岩土类型因素：斜坡区地表第四系覆盖层结构松散，强风化基岩岩体破碎，透水性强，有利于地表水下渗，且下伏强风化基岩多碎裂结构，遇水易软化，强度降低，有利于土层沿着基岩顶面滑动。

(3) 地表水体影响因素：2021年6月中旬以来，该区域降雨较往年明显偏多，1~8月降雨591.5 mm，比去年同期偏多61.5 mm，且1~5月降雨较少，仅为34.5 mm，比去年同期偏少60 mm，大量的降雨集中在7、8月份，雨水的迅速汇集、下渗及农业灌溉用水等的长期侵蚀造成斜坡岩土体抗剪强度降低，易形成软弱结构面，再加上岩土体自重，加速了滑坡的变形。

(4) 人类工程活动因素：滑坡区人类工程活动强烈，主要为房屋建设及道路修建，因场地整平弃土堆放、重型车辆等动荷载共同作用下，增大滑坡变形体区下滑力而加剧滑坡变形和破坏。

5. 滑坡稳定性分析及评价

H1滑坡为2010的雨季发生，现状下地表、房屋裂缝明显(见图2)，且群测群防记录数据表明，在雨季滑坡逐渐蠕动，在旱季基本不动，说明滑坡现状处于欠稳定状态。

Figure 2. Tensile cracks in the ground at the trailing edge of the landslide

图2. H1滑坡后缘地面拉张裂缝

5.1. 计算模型与计算工况

计算工况考虑以下几种工况：

工况I：自重 + 建筑荷载；

工况II：自重 + 地下水 + 建筑荷载；

工况III：自重 + 地下水 + 建筑荷载 + 暴雨；

工况IV：自重 + 地下水 + 建筑荷载 + 地震。

(1) 暴雨荷载：对于工况II，滑体内存在稳定的地下水位，暴雨工况考虑雨水入渗引起的地下水位上升，坡体处于饱水状态，滑面抗剪强度指标采用饱和指标。

(2) 地震荷载：工程区抗震设防烈度为8度区，地震峰值加速度为0.30 g，综合水平地震力系数为0.075。在设计过程中，仅考虑水平地震力，忽略竖向地震力。

(3) 荷载：房屋建筑荷载按照每层10 kPa进行考虑；道路荷载按25 kPa进行考虑(II公路均布荷载 + 集中荷载)。

5.2. 滑坡稳定性分析及推力计算公式

根据勘查现场判定及实验数据分析，确定滑动面为残坡积土与强风化片岩分界面，因此采用折线滑动面进行稳定性计算。《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)推荐的不平衡传递系数法分析计算滑坡、不稳定斜坡稳定性和推力[3]。

$K_{f} = \frac{\sum_{i = 1}^{n - 1} (((W_{i} (1 - r_{u}) \cos α_{i} - A \sin α_{i}) - R_{D i}) t an φ_{i} + C_{i} L_{i} \prod_{j = i}^{n - 1} ψ_{j}) + R_{n}}{\sum_{i = 1}^{n - 1} ((W_{i} (\sin α_{i} + A \cos α_{i}) + Τ_{Di}) \prod_{j = i}^{n - 1} ψ_{j}) + T_{n}}$

其中： $R_{n} = (W_{n} ((1 - r u) \cos α_{n} - A \sin α_{n}) - R_{D n}) t g φ_{n} + C_{n} L_{n}$

式中： $T_{n} = (W_{n} (\sin α_{n} + A \cos α_{n})) + T_{D n}$

$\prod_{j = i}^{n - 1} ψ_{j} = ψ {}_{i}ψ_{i + 1} \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot \cdot ψ_{n - 1}$

式中：

ψj——第i块段的剩余下滑力传递至第i + 1块段时的传递系数(j = i)；

$ψ_{j} = \cos (α_{i} - α_{i + 1}) - \sin (α_{i} - α_{i + 1}) t g φ_{i 1}$ ；

$W_{i}$ ——第i条块的重量(kN/m)；

$C_{i}$ ——第i条块内聚力(KPa)；

$φ_{i}$ ——第i条块内摩擦角(˚)；

$L_{i}$ ——第i条块滑面长度(m)；

$α_{i}$ ——第i条块滑面倾角(˚)；

$A$ ——地震加速度；

$K_{f}$ ——稳定系数；

r_u——孔隙水压力系数，近似等于水位以上滑块面积和水下滑块面积的比值；

R_Di——渗透压力在滑面上的正应力；

T_Di——渗透压力引起的下滑力分力。

5.3. 滑坡岩土体物理力学参数分析取值

为获取滑坡的稳定性分析和治理所需岩土参数，现场取滑体、滑带土土样，经实验室检测试验，将明显有误的实验数据剔除后，进行滑坡岩土体物理力学性质参数分析取值。

5.4. 滑带参数反演

1、临界状态

该滑坡活动变形主要发生在雨季后期、暴雨或长时间连续降雨后，主要表现为建筑裂缝增宽(新修复裂缝重新开裂)或产生新的裂缝，同时斜坡上伴随有土坎塌滑，滑坡冲沟边界有渗水现象，裂缝增宽变化，雨季过后逐渐稳定，判断滑坡接近滑体饱和状态为临界状态。

2、反演方法确定

稳定性计算方法采用传递系数法。计算时，给定滑坡的稳定系数，以及内摩擦角或者内聚力，反算另外一个参数。

5.5. 计算数据确定

根据本次勘查试验数据，结合滑带参数反演分析综合考虑，最终确定滑带土的抗剪强度参数及滑体土重度参数，见表1：

Table 1. List of physical and mechanical parameters of landslides and unstable slopes

表1. 滑坡和不稳定斜坡滑动面物理力学参数取值一览表

地质灾害点编号	工况	天然容重r (KN/m³)	粘聚力C (Kpa)	内摩擦角Ф (˚)
H1滑坡	II	19.9	21.5	18
	III	20.4	21.5	18
	IV	19.9	21.5	18

5.6. 计算剖面的选取

剖面的选取主要根据各剖面钻孔的钻探情况和探槽开挖情况，结合地质条件和滑坡变形破坏特征确定滑坡、不稳定斜坡最不利的滑动面，在H1滑坡的主滑方向上实测剖面A-A′、B-B′、C-C′进行剖面稳定性及推力计算(见表2)。

5.7. 计算结果

Table 2. List of stability checks under the engineering conditions of landslides and unstable slopes

表2. 滑坡和不稳定斜坡工程状态下稳定性验算一览表

灾害编号	计算剖面	稳定系数
灾害编号	计算剖面	工况II	工况III	工况IV
H1	A-A′	1.036	0.928	0.953
	B-B′	1.034	0.949	0.958
	C-C′	1.046	0.956	0.963

5.8. 滑坡发展趋势分析

1) 滑坡变形及滑坡稳定性综合评价

滑坡变形特征及目前滑体所处的状态，结合稳定性计算结果，按《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864-2016)，将滑坡稳定性评价指标划分为：

Table 3. Classification of landslide steady state

表3. 滑坡稳定状态分级

滑坡稳定性系数	F_s < 1.00	1.00 ≤ F_s < 1.05	1.05 < F_s ≤ 1.15	F_s ≥ 1.15
稳定状态	不稳定	欠稳定	基本稳定	稳定

根据计算结果分析可知：H1滑坡在工况天然(II)为欠稳定状态，在暴雨工况(III)和地震工况(IV)下为不稳定状态(见表3)。另外，分析也表明，整个古乐村沿着强–中风化界面滑动可能性很小。

2) 滑坡变形发展趋势

滑坡稳定性分析结果表明，古乐村H1滑坡在暴雨、地震工况下，极有可能沿滑面产生滑坡。综上分析得出古乐村H1滑坡在暴雨、地震工况下还有很大的滑动趋势。

5.9. 工程设计

1) 支挡工程推力计算

Table 4. Thrust calculation of retaining engineering

表4. 支挡工程推力计算

灾害点编号	计算剖面	桩型	滑坡推力			设计推力
			设计工况	校核工况
			II	III	IV
H1	A-A′	C	356.9	331.5	376.4	380
	B-B′	B	161.5	144.5	180.1	190
	B-B′	D	1183.7	1266.6	1149.2	1270
	C-C′	A	174.3	130.1	180.5	190
	C-C′	E	978.7	886.4	1037.3	1040

2) 抗滑桩

Table 5. Anti-slide pile design parameters

表5. 抗滑桩设计参数

型号	尺寸	桩心距(m)	滑坡推力(kN/m)	滑面倾角(˚)	滑坡水平推力(kN/m)	锚固深度(m)	M (MN/m⁴)	支承条件
A	1.25 × 1.75 × 15	6	190	24.8	180	6.8	40	自由
B	1.25 × 1.75 × 15	6	190	22.7	180	6.2	40	自由
C	1.25 × 1.75 × 18	5	380	33.1	320	8.2	40	自由
D	2.0 × 2.5 × 15	5	1270	10.2	1250	7.5	40	自由
E	2.0 × 2.5 × 15	5	1040	7.5	1040	7.5	40	自由

Table 6. The results of the anti-slide pile check

表6. 抗滑桩验算结果

桩型	最大弯矩(kN·m)	最大剪力(kN)	最大位移(mm)	桩侧最大土压力(kPa)
A	6478.6	1899.7	40	442.0
B	6875.4	2246.8	54	536.0
C	11418.9	2701.5	71	590.1
D	36889.4	10355.2	87	1612.7
E	31064.3	8802.4	76	1375.5

抗滑桩的混凝土强度等级C25，轴心抗压强度设计值11.9 N/mm²，轴心抗拉强度设计值1.27 N/mm²，弹性模量3.00 × 10⁴ N/mm²；钢筋HRB400抗拉、抗压强度设计值360 N/mm²，从验算结果看，抗滑桩顶位移均小于100 mm，满足设计要求(见表4~6)。

Figure 3. Layout plan of the treatment project

图3. 治理工程布置平面图

总计设计A型抗滑桩4根，B型抗滑桩9根，C型抗滑桩8根，D型抗滑桩7根，E型抗滑桩4根。1#挡土板(C25砼现浇，配HRB400钢筋)10块(见图3)，设计工程费用357.30万元。治理工程的实施，一是能保护古乐44户114人和1100万元的生命财产安全；二是采用抗滑桩 + 挡土板进行治理，技术成熟、治理效果可靠，在技术上是可行的；三是通过项目建设可以带动地方经济发展[4]，提供部分短期的农民工就业岗位，促进地方工业产品消耗，直接经济效益是显著的，间接社会效益也是明显的，治理工程投资是有经济价值的。

6. 防治措施

根据勘查及稳定性计算结果，结合滑坡现状及成因分析，滑坡现状处于欠稳定状态，在暴雨或地震工况下不稳定，工程治理措施建议采取“抗滑桩 + 挡土板”的方式综合治理，在滑坡后部布置1排抗滑桩，使用A、B、C等三种型号的抗滑桩，滑坡前部布置1排抗滑桩，型号为E型和D型。依据地形，部分地段桩顶升起，使用现浇混凝土预制挡土板，板后回填反压，挡土板与地面间隙采用浆砌石填塞[5]。

雨季期间，发生加剧变形或滑移的可能性较大，在工程未实施前，应加强对H1滑坡地质灾害的监测预警工作[6]，特别是雨季的巡查、监测工作。在工程未实施前，应避免在地质灾害影响区内新建任何建筑。

参考文献

[1]	崔成敏. 基于遥感的滑坡地质灾害研究: 以云南鹤庆地区为例[D]: [硕士学位论文]. 北京: 中国地质大学, 2020.
[2]	管烨, 王安建, 曹殿华, 秦德厚. 云南三江造山带近东西向构造特征及其研究意义[J]. 地质学报, 2004, 78(4): 494-499.
[3]	中华人民共和国国土资源部. 滑坡防治工程勘查规范(GBT32864-2016) [S]. 北京: 中国标准出版社, 2006.
[4]	廖石真. 基于地质灾害风险性评价的山地村镇建设空间布局研究[D]: [硕士学位论文]. 荆州: 长江大学, 2023.
[5]	林宗元. 岩土工程治理手册[M]. 沈阳: 辽宁科学技术出版社, 1995.
[6]	陈伟. 西南山区城镇建设地质灾害风险管理控制方法研究[D]: [博士学位论文]. 成都: 成都理工大学, 2011.

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