重慶市南川區(qū)頭渡鎮(zhèn)玉臺(tái)村三社1號(hào)滑坡形成機(jī)制分析

楊春 郭浪 李善濤

摘要：玉臺(tái)三社1號(hào)滑坡變形跡象明顯，潛在危害大，結(jié)合滑坡調(diào)查、勘探資料，通過(guò)對(duì)滑坡所處地理位置、地質(zhì)背景條件及形成的內(nèi)因、外因的研究，分析了滑坡誘發(fā)因素及形成機(jī)制，結(jié)果表明，人類(lèi)工程活動(dòng)及降雨入滲是誘發(fā)滑坡形成的主要因素。同時(shí)結(jié)合滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果，提出了防治措施建議。

關(guān)鍵詞：滑坡;誘發(fā);形成機(jī)制

重慶市地處四川盆地東緣，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，常年降雨量較為豐富。受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、降雨、人類(lèi)工程活動(dòng)影響，地質(zhì)災(zāi)害較為發(fā)育，給群眾生產(chǎn)生活造成較大危害。

2018年11月初，南川區(qū)頭渡鎮(zhèn)玉臺(tái)村三社1號(hào)滑坡出現(xiàn)多處地表開(kāi)裂、房屋變形跡象，后緣裂縫張開(kāi)約5～10cm，下錯(cuò)約30～50cm，且隨著降雨增多變形逐步加劇，威脅滑坡體上住戶(hù)35戶(hù)143人、金佛山南坡在建上山公路、金佛山電站在建壓力管道、頭渡大橋以及在建金佛山水利工程水庫(kù)等安全。

一、滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

（一） 氣象水文與地形地貌

該滑坡地處亞熱帶溫潤(rùn)季風(fēng)區(qū)，區(qū)內(nèi)氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量1185.0mm?；聟^(qū)屬構(gòu)造中高山地貌，地勢(shì)總體上北高南低，后部為甑子巖-錦屏峰陡崖帶，地形總體上呈陡崖（灰?guī)r陡崖）—緩（緩坡平臺(tái)）—陡—緩（緩坡）—陡崖（柏枝溪右岸陡崖）的地形;滑坡區(qū)微地貌為斜坡，坡向約175～180°，地勢(shì)呈簸箕型形分布，最高點(diǎn)位于滑坡體后緣，海拔1040m，最低點(diǎn)海拔915m，相對(duì)高差約125m，地形坡度一般20°～25°，局部陡坎坡角達(dá)55°。

（二）地質(zhì)構(gòu)造

構(gòu)造上位于龍骨溪背斜的西翼靠近軸部，巖層呈單斜產(chǎn)出，產(chǎn)狀280～300°∠5～7°，地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單。巖體發(fā)育3組陡傾構(gòu)造裂隙：J1組產(chǎn)狀105°∠86°，延伸長(zhǎng)度7～50m，間距0.5～5m，微張～張開(kāi)，張開(kāi)約0.1～1.0m;J2組產(chǎn)狀203°∠89°，延伸長(zhǎng)度5～6m，間距1～2.0m，閉合～微張，無(wú)充填，裂隙面較平直;J3組產(chǎn)狀155°∠83°，延伸長(zhǎng)度5～8m，間距1.5～2.0m，閉合～微張，無(wú)充填，裂隙面較平直。

（三）地層巖性

滑坡區(qū)及其鄰近區(qū)域出露地層主要為第四系人工填土（Q4ml）;崩塌堆積層（Q4col+dl），以塊石土為主，塊石粒徑0.2～3.0m不等，最大粒徑達(dá)5～12m，塊石含量30%～65%，局部可達(dá)70%以上;志留系韓家店組（S2h），薄～中厚層黃灰色、灰綠色頁(yè)巖夾粉砂巖及灰?guī)r透鏡體;小河壩組（S1x），薄-中厚層狀灰黃色、灰綠色砂巖。

（四）水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)豐水期地下水流量一般0.05～0.5升/秒。地下水的埋藏深度較淺，勘探時(shí)地下水位一般在0.48m～26.65m，由于上覆粘土層較厚（約3～7m）且屬于相對(duì)隔水層，滑坡堆積體碎塊石土層為相對(duì)含水層，根據(jù)鉆孔（抽水試驗(yàn)孔及野外工作結(jié)束時(shí)鉆孔統(tǒng)一觀測(cè)）水文觀測(cè)資料分析：該類(lèi)地下水已形成穩(wěn)定的地下水位。

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，滑坡區(qū)范圍有9個(gè)泉點(diǎn)由崩塌體內(nèi)滲出，泉口為塊石堆砌，枯季流量約0.01～0.10L/s，雨季可達(dá)0.5L/s，雨后略顯渾濁。

崩坡積塊石土中塊石以灰?guī)r為主，塊徑較大，可達(dá)5～12m，局部可見(jiàn)溶腔、溶隙，在接受大氣降水及基巖裂隙水的補(bǔ)給后，起到良好的儲(chǔ)水及導(dǎo)水作用。

（五）人類(lèi)工程活動(dòng)

2017年9月份開(kāi)始，自滑體中部通過(guò)的金佛山南坡上山公路開(kāi)始建設(shè)，在公路內(nèi)側(cè)形成1～3m的土質(zhì)邊坡，部分路段公路內(nèi)側(cè)采用片石擋墻進(jìn)行支護(hù)，公路內(nèi)側(cè)邊坡無(wú)垮塌現(xiàn)象，但路面及擋墻錯(cuò)斷裂縫明顯;公路外側(cè)形成1～8m的土質(zhì)回填邊坡，坡腳進(jìn)行了干砌擋墻護(hù)腳，局部擋墻已經(jīng)破壞?；麦w上當(dāng)?shù)鼐用裥藿ǚ课荨⑸a(chǎn)耕種等活動(dòng)也對(duì)坡體進(jìn)行了一定的改造。

二、滑坡基本特征

滑坡平面形態(tài)呈“簸箕”型，右側(cè)以陡緩交界剪切裂縫為界，左側(cè)以羽狀剪切裂縫為界，后緣以陡緩交界處拉裂縫為界，前緣為陡崖頂部鼓脹變形處，周界變形裂縫明顯。滑坡長(zhǎng)約480m，平均寬度約280m，平均厚約25m，體積約336×104m3，主滑方向約175°，屬大型中～深層堆積層滑坡。

（一）滑體特征

據(jù)鉆探揭露，滑坡區(qū)覆蓋層厚19.5m～35.0m，主要由粉質(zhì)粘土、塊石、碎石組成，局部含淤泥質(zhì)塊石土。粉質(zhì)粘土多為黃褐色，呈可塑～硬塑狀。塊石土主要由灰?guī)r塊石及粉質(zhì)粘土組成，局部夾雜淤泥質(zhì)土，分布極不均勻;塊石土主要以灰?guī)r塊石為主，局部夾少量頁(yè)巖碎片，整體呈現(xiàn)崩塌堆積體塊石含量較多，約50%～65%。塊石粒徑較大，塊石粒徑主要分布約0.2～3.0m，局部塊石粒徑達(dá)5～12m。

鉆孔揭露出滑體中存在多期次堆積面，多次堆積后沿各期次崩塌堆積面形成了厚0.4～5.8m的含碎石粉質(zhì)粘土層，其土質(zhì)相對(duì)潮濕、隨埋藏深度加深密實(shí)度增高，該薄弱層的特點(diǎn)是局部富含有機(jī)質(zhì)，存在泥化現(xiàn)象，碎石含量相對(duì)較少，對(duì)比前后鉆孔發(fā)現(xiàn)各鉆孔中堆積面期次不同，規(guī)律性較差。

（二）滑帶特征

滑坡滑帶特征明顯，勘探巖芯可見(jiàn)滑動(dòng)跡象，主要分布于滑坡土體內(nèi)部和巖土界面。軟弱層為粉質(zhì)粘土，灰褐色、黃褐色，土質(zhì)相對(duì)潮濕、隨埋藏深度加深密實(shí)度增高，該層局部富含有機(jī)質(zhì)，存在泥化現(xiàn)象，碎石含量較少，力學(xué)性質(zhì)較低，部分含5～25%灰?guī)r、頁(yè)巖碎石，為滑帶，勘探揭示滑帶埋深20m～30.0m之間。根據(jù)滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)其天然含水量約為22.7～34%，平均28.17%。滑帶與下覆基巖面和地形的起伏密切相關(guān)，傾角5～15°。

（三）滑床特征

滑床為第四系滑坡堆積層和志留系中統(tǒng)韓家店組（S2h）頁(yè)巖?；岔斆婵傮w形態(tài)呈“凹槽型”，剖面呈“弧狀”，北高南低，總體上滑坡后部較陡，坡角一般15°～48°，中部相對(duì)較緩，坡角一般10°～15°，前緣較平緩，坡角3°～14°。

（四）滑坡變形特征

通過(guò)調(diào)查訪(fǎng)問(wèn)，滑坡體后緣、中部及前緣均出現(xiàn)大量墻裂及地面裂縫，尤其在滑坡中后部房屋墻裂、地裂、墻體錯(cuò)開(kāi)、墻體剪斷、公路錯(cuò)裂、水田開(kāi)裂漏水、電線(xiàn)桿歪斜等現(xiàn)象極為明顯，滑坡區(qū)發(fā)生拉張變形的裂縫多達(dá)數(shù)十條，局部地面裂縫初現(xiàn)時(shí)間為2018年9月和10月連續(xù)降雨，2018年11月7-8日連續(xù)強(qiáng)降雨，裂縫進(jìn)一步擴(kuò)大，裂縫寬一般10～500mm，延伸一般5～125m，主要裂縫詳見(jiàn)滑坡地面裂縫分布示意圖。

三、滑坡誘發(fā)因素及形成機(jī)制分析

滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)、大氣降水、人類(lèi)工程活動(dòng)等內(nèi)因、外因密不可分，是以上因素綜合作用的結(jié)果。其中，降雨及人類(lèi)工程活動(dòng)是該滑坡形成的主要誘發(fā)因素。

（一）滑坡誘發(fā)因素

3.1.1地形條件

滑坡為斜坡地形，斜坡地形具有一定的匯水面積，加之滑坡處于斜坡中下部，后側(cè)大面積的山體匯水直接匯入滑坡區(qū)內(nèi)，一部分滲入滑體松散堆積體中，增加滑體自重、降低巖土界面抗剪強(qiáng)度;一部分直接沖刷斜坡面，破壞滑坡整體性，降低滑坡穩(wěn)定性;且滑坡前緣為陡崖帶，為滑坡滑動(dòng)提供了良好的空間條件。

3.1.2? 地層巖性

滑體塊石含量較高、滑體較松散，透水性相對(duì)較好，而下伏穩(wěn)定基巖主要為志留系中統(tǒng)韓家店組頁(yè)巖，其隔水性能相對(duì)較好，且遇水易軟化、泥化，其抗剪強(qiáng)度降低。

3.1.3? 水的作用

（1）增大滑體重量

由于滑體塊石含量較高，使得滑體具有較高的孔隙性和吸水性，降雨在徑流過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生不同程度的入滲，滲透水在增加坡體土含水量的同時(shí)，導(dǎo)致滑體重量的增加。

（2）降低滑帶抗剪強(qiáng)度

降雨入滲使巖土界面處基巖軟化和泥化，抗剪強(qiáng)度大幅度降低。具體過(guò)程為：滑體塊石含量較高、覆蓋層相對(duì)松散，土體直接裸露地表，降雨入滲條件相對(duì)較好;滑床為頁(yè)巖，透水性差，因此，雨季降雨造成地下水位上升，水位上升使基覆面土體帶軟化，形成軟弱結(jié)構(gòu)面，當(dāng)粘土達(dá)到了軟塑～流塑狀態(tài)，滑體極易滑動(dòng)。

3.1.4? 人類(lèi)工程活動(dòng)

滑體內(nèi)房屋、公路、壓力管道等建設(shè)平場(chǎng)形成的切坡，擾動(dòng)坡體應(yīng)力分布狀態(tài)，對(duì)坡體變形破壞具有一定促進(jìn)作用;村民在滑坡體上進(jìn)行耕種對(duì)土體的擾動(dòng)利于雨水入滲。

滑坡中部由于復(fù)建公路的修建，進(jìn)行了一定規(guī)模的回填壓實(shí)處理，壓實(shí)后的填土透水性降低，導(dǎo)致斜坡原有地下水運(yùn)移通道受到一定程度的堵塞，地下水運(yùn)移速度降低，使得滑體內(nèi)地下水位局部雍高，土體飽水導(dǎo)致滑體重量加大、巖土界面長(zhǎng)時(shí)間受地下水浸泡而抗議剪強(qiáng)度降低。由于該滑坡原始穩(wěn)定性系數(shù)僅略大于安全系數(shù)，處于極限平衡狀態(tài)，因滑體內(nèi)地下水位的抬升使該平衡被打破，從而發(fā)生推移式滑動(dòng)破壞。

（二） 形成機(jī)制分析

滑體內(nèi)第四系松散堆積物以粉質(zhì)粘土夾塊碎石為主，結(jié)構(gòu)較松散，易受降雨及地表水入滲運(yùn)移的影響;下伏基巖主要為志留系韓家店組頁(yè)巖、小河壩組粉砂巖。由于該斜坡堆積層歷史上發(fā)生過(guò)多次崩滑堆積，暴雨及持續(xù)暴雨條件下，地表水沿第四系松散土體及滑坡后部基巖裂隙水滲入滑坡體內(nèi)，將沿著原始?xì)埰路e土層以及部分基巖頂面流動(dòng)，使原始?xì)埰路e層及土巖接觸面被軟化、泥化，形成軟弱夾層，沿這些層面蠕滑形成滑帶土。中前部公路修建過(guò)程中對(duì)土體的壓實(shí)作用則改變了地下水運(yùn)移通道，使地下水位抬升，增加滑體重量，加劇了滑坡的變形破壞趨勢(shì)。

四、滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

（一）滑坡穩(wěn)定性宏觀分析

根據(jù)調(diào)查、勘探工程揭露，滑坡地表拉張裂縫發(fā)育，居民房屋和公路開(kāi)裂、變形，斜坡兩側(cè)出現(xiàn)羽狀剪切裂縫等變形特征?；禄瑒?dòng)面已大部分形成，前緣隆起，存在大量垂直等高線(xiàn)的壓致張裂縫，地表和房屋建筑拉張裂縫明顯，滑坡兩側(cè)羽狀剪切裂縫明顯，電線(xiàn)桿歪斜等，符合強(qiáng)變形階段的特征，故判斷滑坡處于強(qiáng)變形階段。

據(jù)計(jì)算結(jié)果，滑坡在天然工況下整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下整體處于欠穩(wěn)定～基本狀態(tài)，計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、鉆探揭露巖芯結(jié)果吻合。

（二） 穩(wěn)定性因素敏感性分析

（1）滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)敏感性分析

滑坡穩(wěn)定性影響因素敏感性分析選擇主滑動(dòng)面1-1′剖面的暴雨工況進(jìn)行，分析范圍為C=10～30kPa，φ=13～20°，分別假定滑帶土的C、φ值，對(duì)應(yīng)算出穩(wěn)定系數(shù)Fs值。計(jì)算結(jié)果表明，φ值升高1°，F(xiàn)S值升高0.060～0.065，C值升高1kPa， FS值升高0.016～0.018，當(dāng)C值為10kPa～30kPa之間，φ值為13°～20°之間時(shí)，φ值每增加1°，F(xiàn)s值的增幅出現(xiàn)的波動(dòng)較大，滑坡體穩(wěn)定性對(duì)φ值較敏感。

（2）地下水位敏感性分析

根據(jù)勘查成果，滑帶土抗剪強(qiáng)度較高，且滑面傾角較緩，初步判定地下水對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響甚大，滑坡穩(wěn)定性影響因素敏感性分析選擇滑坡主滑動(dòng)面1-1′剖面的暴雨工況進(jìn)行，分析范圍為地下水位下降0.5～4.0m，分別取滑帶土的C、φ值，對(duì)應(yīng)算出穩(wěn)定系數(shù)Fs值。計(jì)算結(jié)果表明，地下水位下降約4.0m，穩(wěn)定性系數(shù)為1.164，滑坡趨于穩(wěn)定。

五、防治措施建議

結(jié)合滑坡誘發(fā)因素及其危害對(duì)象，提出滑坡治理工程設(shè)計(jì)方案為：削坡減載+坡面格構(gòu)防護(hù)+截排水+仰斜式排水孔。

（1）削坡減載：針對(duì)滑坡推力計(jì)算結(jié)果，滑坡控制剖面剩余下滑力大（2884.17～3920.4KN/m）、滑體厚的特點(diǎn)，一般抗滑樁工程施工難度大，難以滿(mǎn)足抗滑支擋要求，因此建議在后緣進(jìn)行削坡減載，放坡坡比1：2.5～1：2，放坡坡高10m，在坡頂設(shè)置馬道，坡面采用人字形格構(gòu)護(hù)坡+草籽綠化。

（2）截排水：為減少降雨入滲及坡外水體進(jìn)入滑坡體內(nèi)，在滑坡后緣、放坡坡腳設(shè)置截排水溝，以有效攔截地表水、坡面匯水。

（3）仰斜式泄水孔：針對(duì)滑坡區(qū)內(nèi)地下水埋深淺、地下水排泄不夠通暢、及時(shí)的問(wèn)題，建議在公路沿線(xiàn)陡坡處（已有擋墻處）設(shè)置仰斜式排水孔，加快土體內(nèi)部地下水排出，有效降低地下水位。

六、 結(jié)論

（1）該滑坡的形成、變形破壞與其所處地形地貌位置、地質(zhì)背景條件及降雨入滲、人類(lèi)工程活動(dòng)等緊密相關(guān)，其中原多期次堆積體、巖土性質(zhì)是其內(nèi)在因素，連續(xù)的降雨入滲、人類(lèi)工程活動(dòng)是其主要誘因。

（2）重慶地區(qū)仍存在類(lèi)似隱患，在不合理的人類(lèi)工程活動(dòng)、強(qiáng)降雨等因素作用下，仍可能發(fā)生變形破壞，應(yīng)采取有效措施進(jìn)行防治。一是加大排查力度，及早發(fā)現(xiàn)隱患;二是人類(lèi)工程活動(dòng)建設(shè)開(kāi)展前應(yīng)加強(qiáng)前期地質(zhì)工作力度，避免不合理開(kāi)挖誘發(fā)災(zāi)害的形成;三是地質(zhì)災(zāi)害防治開(kāi)展詳細(xì)的勘查工作，查明誘因，對(duì)癥下藥，通過(guò)合理的防治技術(shù)，與環(huán)境協(xié)調(diào)，使防治工程達(dá)到最佳社會(huì)效益、生態(tài)效益。

參考文獻(xiàn)：

[1] 郭浪，唐立等.重慶市南川區(qū)頭渡鎮(zhèn)玉臺(tái)村三社滑坡治理工程應(yīng)急勘查報(bào)告，2019.1

[2] 張倬元，王士天，王蘭生，黃潤(rùn)秋等.工程地質(zhì)分析原理（第四版），地質(zhì)出版社，2020

[3] 地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范（DB50/T 143-2003），重慶市質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局發(fā)布

[4] 地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)（DBJ50 T-029-2019），重慶市住房和城鄉(xiāng)建設(shè)委員會(huì)發(fā)布

作者簡(jiǎn)介：

楊春（1973-）男，高級(jí)工程師，大學(xué)本科工學(xué)學(xué)士，主要從事地質(zhì)災(zāi)害、城市地質(zhì)、地質(zhì)環(huán)境保護(hù)等方面工作。