四川省攀枝花市炳密滑坡特征及成因分析

李石橋,許俊豪,曹亞廷，劉磊，葉小林，計(jì)揚(yáng)

(1.中國人民武裝警察部隊(duì)黃金第十二支隊(duì),成都 610036;2.四川冶金地質(zhì)勘查局601地質(zhì)大隊(duì),攀枝花 617000)

四川地質(zhì)災(zāi)害主要以滑坡、崩塌、泥石流及不穩(wěn)定斜坡為主。在已查明登記的地質(zhì)災(zāi)害隱患中：滑坡22 645處，占57%；崩塌7 509處，占18.9%；泥石流5 828處，占14.7%；不穩(wěn)定斜坡3 445處，占8.7%；其他僅328處，占0.8%。災(zāi)害總數(shù)39 755處，威脅人口近200萬人，威脅財產(chǎn)近800億元。攀枝花地區(qū)地處四川省西南部，區(qū)內(nèi)的第四系堆積層較厚，易發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。區(qū)內(nèi)滑坡大多以蠕滑為主，在該地區(qū)蠕滑型滑坡中，炳密滑坡有一定的典型性，通過對該滑坡的勘查、分析與評價，為下步區(qū)內(nèi)的災(zāi)害治理及當(dāng)?shù)氐姆罏?zāi)減災(zāi)提供參考資料。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

炳密滑坡為一老滑坡，位于攀枝花市仁和區(qū)中壩鄉(xiāng)，地理位置東經(jīng)101°42′16.5″，北緯26°29′15.7″。20世紀(jì)80年代因連降暴雨，區(qū)內(nèi)地表松散堆積層下滑變形，在后緣形成高約1 m的錯壁。近年來，每年雨季降雨，滑體均產(chǎn)生不同程度的蠕動變形(圖1)，屬蠕滑型滑坡。

圖1 炳密滑坡遙感影像圖

滑坡區(qū)域內(nèi)出露地層有第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層(Q4del)及坡洪積淤泥質(zhì)黏土(Q4dl+pl)、第四系更新統(tǒng)冰積層(Q3fgl)、晉寧期石英閃長巖(δο2)。其中：第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層(Q4del)主要為粉質(zhì)黏土及淤泥質(zhì)黏土，滑坡堆積物表層為粉質(zhì)黏土，滑帶土主要為淤泥質(zhì)黏土，軟塑狀，鉆孔揭露厚度一般6.4～12.7 m；第四系全新統(tǒng)坡洪積層(Q4dl+pl)主要為淤泥質(zhì)黏土，每個鉆孔均有揭露，滑動帶以下揭露厚度5.43～13.5 m；第四系更新統(tǒng)冰積層(Q3fgl)主要為砂質(zhì)黏土，主要分布于滑動帶以下，每個鉆孔均有揭露，揭露厚度2.1～10.62 m；晉寧期石英閃長巖(δο2)出露較少，鉆孔揭露多成砂狀，少量碎塊狀，偶見短柱狀，僅BMZK1有揭露，揭露厚度8.7 m。

區(qū)內(nèi)地下水主要有第四系孔隙水及基巖裂隙水。第四系孔隙水直接接受坡體內(nèi)農(nóng)業(yè)灌溉用水和大氣降水補(bǔ)給垂直滲透補(bǔ)給，順地形向沖溝及其河流下游排泄，并部分補(bǔ)給下臥巖層；基巖裂隙水主要賦存在強(qiáng)風(fēng)化石英閃長巖中，通過場地后緣補(bǔ)給區(qū)接受降雨補(bǔ)給，最終向大河排泄。區(qū)內(nèi)地表水主要為滑坡體上的魚塘及坡面灌溉用水。暴雨形成暫時性洪流大多從滑坡體兩側(cè)的沖溝通過，最終匯入大河。

2 滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡體基本特征

滑坡區(qū)屬小起伏中山構(gòu)造剝蝕地貌，山地斜坡地形，地勢北西高南東低，地勢平緩，地形坡度一般5°～35°，滑坡體邊界在平面上呈扇形(圖2、圖3)。前緣寬度約71 m，后緣寬度約187 m，主滑段長約257 m，前緣一帶高程1 215 m，后緣高程約為1 245 m，相對高差約30 m?；麦w北西高南東低，后緣坡度相對較陡，坡度角為5°～15°，中部及前緣坡度較緩為5°～8°，滑坡方向?yàn)?28°?；w物質(zhì)主要由粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土組成，總面積約43 363 m2，厚為6.2～12.7 m，體積約38×104m3，屬中型推移式滑坡(圖4)。近年來，該滑坡每年雨季均有不同程度的蠕動變形(圖5)。

圖2 滑坡體地表特征

1.鉆孔及編號；2.剖面及編號；3.滑坡主滑方向；4.實(shí)測及推測滑坡體邊界；5.裂縫；6.地層分界線；7.石英閃長巖；8.殘坡積物；9.滑坡堆積物圖3 炳密滑坡平面圖

圖4 炳密滑坡剖面圖

2.2 滑坡區(qū)巖土體基本特征

2.2.1 滑坡體土體特征

區(qū)內(nèi)滑坡體可分為滑體土、滑帶土、滑床等?；w土厚度在4.70～1.55 m之間，主要由粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土組成，在滑坡兩側(cè)及前后緣較薄，中部較厚，表層土體呈松散狀態(tài)，受滑坡體蠕動變形的影響，土體結(jié)構(gòu)已受到破壞，其含水量高，抗剪強(qiáng)度較低，容易產(chǎn)生壓縮和側(cè)向擠壓變形等(圖6)。滑帶土厚度在0.20～1.15 m之間?；瑒訋Щ矩炌ǎ瑤r芯含水量高，呈軟塑狀，目前滑體土已產(chǎn)生整體滑動變形，尤其是受地下水浸泡影響其抗剪強(qiáng)度低，穩(wěn)定性差，在不利條件的作用下容易產(chǎn)生滑移變形?；矠橛倌噘|(zhì)黏土層及砂質(zhì)黏土層，厚度在7.10～15.60 m之間，成分主要為黏土、細(xì)砂土組成，滑床土中的淤泥質(zhì)黏土受地下水浸泡易軟化，抗剪強(qiáng)度降低，但隨著含水量減少，土體強(qiáng)度逐漸增高。砂質(zhì)黏土強(qiáng)度較高，且深度的增加強(qiáng)度也逐漸增加。

2.2.2 滑坡體工程性質(zhì)評價

滑坡區(qū)地層巖性由新到老主要為第四系全新統(tǒng)粉質(zhì)黏土、淤泥質(zhì)黏土及第四系更新統(tǒng)砂質(zhì)黏土。根據(jù)不同巖土層工程特征，進(jìn)行了大重度試驗(yàn)、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、取樣測試等工作。選取3處不同位置滑坡堆積物進(jìn)行大重度試驗(yàn)，區(qū)內(nèi)滑坡堆積物大重度平均值為18.0 kN/m3，其余各巖土層測試統(tǒng)計(jì)結(jié)果及工程性質(zhì)評價如表1～3。

圖5 滑坡威脅對象變形照片

圖6 滑體土特征照片

表1 標(biāo)準(zhǔn)貫入測試成果表

表2 滑帶土室內(nèi)試驗(yàn)物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

表3 滑坡區(qū)滑坡堆積物室內(nèi)試驗(yàn)物理力學(xué)指標(biāo)統(tǒng)計(jì)表

2.3 滑坡成因分析

滑坡形成因素主要有：松散的物質(zhì)基礎(chǔ)，不利的地形條件，不當(dāng)?shù)娜祟惞こ袒顒樱淖饔眉皡^(qū)域地質(zhì)構(gòu)造和地層巖性。以上5個因素相輔相成，促進(jìn)滑坡的形成、發(fā)生以及發(fā)展。

(1) 滑坡區(qū)地勢北西高南東低，為滑坡下滑提供了移動空間。區(qū)內(nèi)松散堆積物質(zhì)在降水及人工灌溉溪溝水長期入滲軟化、沖刷及潛蝕作用下形成微沖溝，坡面形成凹凸地形?；轮泻缶壦藿敖ǚ块_挖對地形的改造，以及前緣沖溝對坡體的沖刷切割?；聟^(qū)相對低凹，有利的匯水地形為滑坡的發(fā)生提供了有利的地形條件。

(2) 滑坡體后緣晉寧期石英閃長巖(δο2)發(fā)育互相交錯的3組裂隙，結(jié)構(gòu)面組合不利，易產(chǎn)生崩塌；巖石抗風(fēng)化、剝蝕能力一般。滑坡區(qū)上覆地層主要為粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土，透水性較差，含水卻不易失水，淤泥質(zhì)黏土飽水后易軟化。在雨季上覆粉質(zhì)黏土含水率逐漸升高，土體重度逐漸增大，且重力水的不斷下滲進(jìn)入淤泥質(zhì)黏土層，使其含水率逐漸增大，容易沿斜坡方向產(chǎn)生滑動變形。地層巖性是滑坡形成的內(nèi)在因素。

(3) 區(qū)內(nèi)大氣降水相對集中于6～9月，占年降水量的80%，由于前期的干旱，土體干燥，連續(xù)降雨后，地表水滲透進(jìn)入滑坡體，增大了土體重度，降低了土體的抗剪強(qiáng)度，在不利的條件下產(chǎn)生滑動，大氣降雨是滑坡形成的主要誘發(fā)因素。區(qū)內(nèi)地下水的補(bǔ)給條件好，有利于地表水長期滲透補(bǔ)給，使土體含水率較高，入滲進(jìn)入土層的水對滑坡體產(chǎn)生滲透壓力作用，增加了滑坡體重度，土體抗剪強(qiáng)度降低，且淤泥質(zhì)黏土不斷飽水使其軟化，在不利地形的條件下形成軟弱滑動帶，對坡體整體穩(wěn)定不利。在地下水作用下，滑坡內(nèi)土體濕度大，重量增加，也增大了動水及孔隙水壓力；地下水在下伏透水性相對較差的巖石或碎塊石形成滯水軟化、潛蝕巖土體，從而形成連續(xù)的軟弱帶，促進(jìn)了滑坡的形成、發(fā)生及發(fā)展。根據(jù)訪問及收集資料，在每年雨季產(chǎn)生較大降雨后，滑坡坡體均會產(chǎn)生新的變形。

(4) 人類工程活動增加及加劇了上述條件。用于灌溉及生活用水等沿松散土體和基巖裂隙垂直入滲降低了土體和基巖或碎塊石接觸面的抗剪強(qiáng)度(特別是人工灌溉用水是一種長期作用)，加速了滑坡的滑動。公路修建的挖填，改變了坡體的應(yīng)力分布，坡中后緣民房集中修建起到了加載作用，坡面耕作，植被稀少，使土體表層穩(wěn)定性變差。

綜上所述，滑坡體的形成與上述5個因素相關(guān)。但其最主要的原因?yàn)閮牲c(diǎn)：一是場地環(huán)境工程地質(zhì)條件；一方面地質(zhì)構(gòu)造作用致滑坡后緣陡崖巖體裂隙發(fā)育形成松動巖塊，在外動力作用(坡面流水入滲及重力作用)下產(chǎn)生崩塌堆積形成早期崩滑體；另一方面斜坡結(jié)構(gòu)為順向斜交坡，基底巖層中石英閃長巖在風(fēng)化作用下破碎，導(dǎo)致風(fēng)化松散物質(zhì)累積，從而產(chǎn)生較大厚度的松散介質(zhì)，為滑坡的形成提供了物質(zhì)條件。二是場地環(huán)境水文地質(zhì)條件，低凹且匯水面積較大的地形及松散層利于各類地表水匯集、下滲，為滑坡提供了地形條件；降水、人工灌溉溝水、坡面型沖溝水長期下滲潛蝕和沖刷軟化、人類工程活動(人工開墾種植、集中居住加載、公路建設(shè)的開挖等)是滑坡形成的誘導(dǎo)因素。其滑坡類型屬復(fù)合式。因此，在地形地貌、地層巖性、地下水、大氣降水等各種因素的影響下，導(dǎo)致滑坡的形成。其中地形地貌、地層巖性是滑坡形成的內(nèi)在因素，大氣降水和地下水是滑坡形成的誘發(fā)因素。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

3.1 定性評價

根據(jù)以上滑坡變形特征及成因機(jī)制分析可知，該滑坡在天然狀態(tài)之非雨季時處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，而在雨季時處于蠕滑變形狀態(tài)；滑坡體上分布的鼓丘、眾多的裂縫及大量建筑物遭受破壞，均說明滑坡目前處于蠕變狀態(tài)。該滑坡在在強(qiáng)降雨?duì)顟B(tài)下會加速變形或失穩(wěn)。

滑體土體主要由粉質(zhì)黏土和淤泥質(zhì)黏土構(gòu)成。根據(jù)前期的大重度實(shí)驗(yàn)成果，其粉質(zhì)黏土的天然重度平均值為18.0 kN/m3，結(jié)合本地區(qū)經(jīng)驗(yàn)綜合確定，滑體土天然重度為18.0 kN/m3，滑體的飽和重度為18.5 kN/m3?；瑤量辜魪?qiáng)度根據(jù)試驗(yàn)測試成果、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)、反演相結(jié)合的方法綜合確定，反演時天然狀態(tài)采用試驗(yàn)天然c值、飽和狀態(tài)采用試驗(yàn)飽和c值進(jìn)行計(jì)算。計(jì)算結(jié)果為，天然狀態(tài)下：c值10.8 kPa，內(nèi)摩擦角φ為7.3°；暴雨飽和狀態(tài)下c值9 kPa，內(nèi)摩擦角φ為6.1°。通過反演求得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)結(jié)合當(dāng)?shù)赝愅馏w的經(jīng)驗(yàn)數(shù)據(jù)，最后綜合確定滑帶土抗剪強(qiáng)度指標(biāo)見表4。

計(jì)算采用傳遞系數(shù)法，運(yùn)用北京理正設(shè)計(jì)軟件計(jì)算滑坡穩(wěn)定性及剩余下滑推力。同時參考各種因素，滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨情況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在地震情況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

表4 滑帶土抗剪強(qiáng)度綜合取值表

3.2 滑坡發(fā)展趨勢

炳密滑坡的誘因?yàn)榻涤昙暗叵滤?。從變形跡象分析，滑坡中后緣均有蠕動變形跡象，后緣變形較為嚴(yán)重，雨季蠕動變形將繼續(xù)發(fā)展，在遇暴雨及地震等極端情況，滑坡有整體下滑的可能。滑坡體中部及后緣均有居民居住，滑坡整體滑動或局部較大蠕動變形將直接影響居民22戶110人的生命財產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 000萬元。根據(jù)《滑坡崩塌泥石流災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查(1∶50 000)》(DD2008-02)表1：災(zāi)害程度劃分為重大級。

4 結(jié)論及建議

(1) 炳密滑坡為老滑坡，滑體總面積約43 363 m2，厚為6.2～12.7 m，體積約38×104m3，屬中型滑坡，降雨和地下水為滑坡的誘發(fā)因素。

(2) 滑坡整體在正常情況下處于穩(wěn)定狀態(tài)，在有地震外力作用下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在有暴雨情況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)?；麦w后緣局部蠕動變形較嚴(yán)重，有局部失穩(wěn)的可能。在暴雨等極端天氣的情況下，滑坡有整體向坡腳滑動的趨勢。

(3) 滑坡整體滑動或局部較大蠕變現(xiàn)象將直接影響22戶110人生命財產(chǎn)及村道公路的安全，威脅資產(chǎn)約1 000萬，其危害程度屬重大級。

(4) 考慮到滑坡在暴雨及地震等極端情況下，滑坡有向坡腳滑動的可能，滑坡整體滑動或局部較大蠕動變形將直接影響居民的生命財產(chǎn)安全，建議該滑坡防治措施為滑坡體上加強(qiáng)排水，滑坡中部及后緣設(shè)置抗滑樁；同時考慮目前已建立的群測群防地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)體系，在雨季時加大巡查力度，出現(xiàn)險情啟動防災(zāi)預(yù)案，及時疏散，并向上級部門報告。建議在進(jìn)行工程治理前進(jìn)行詳細(xì)勘查。

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