西藏高海拔河谷滑坡成因及穩(wěn)定性研究

趙永輝 達瓦 朗杰曲珍 央前 洛桑次仁

（西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，西藏 拉薩 850000）

我國是一個多山多河流國家，造就了獨特的高山河谷地貌，特別是中國西南地區(qū)，高山河谷隨處可見，致使斜坡地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，影響工程建設(shè)和人們的日常生活。因此，關(guān)于西南斜坡地質(zhì)災(zāi)害的研究從未間斷過［1-13］。

截至目前，斜坡地質(zhì)災(zāi)害研究方法較多，主要分定性和定量法。其中，定性法主要依據(jù)地質(zhì)工程師長年累月的工程經(jīng)驗和相關(guān)規(guī)范對斜坡地質(zhì)災(zāi)害做出主觀判斷；定量法的評價則需要借助大量數(shù)學(xué)、力學(xué)等學(xué)科的理論知識，以及巖土體物理力學(xué)實驗等。定性法比定量法簡單，且易于操作。文章基于定性法，通過搜集滑坡體場區(qū)區(qū)域地質(zhì)和現(xiàn)場基本地質(zhì)資料，以期分析西藏格曲右岸斜坡滑坡成因及穩(wěn)定性。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

滑坡體位于雅魯藏布江流域格曲段，場區(qū)內(nèi)以河谷地貌為主，出露地層主要有三疊系上統(tǒng)郎學(xué)組(T3l)，侏羅系下統(tǒng)日當(dāng)組(J1r)、中上統(tǒng)(J2-3)，白堊系下統(tǒng)加不拉組(K1j)，下第三系諾布沙群(Elb)，第四系（Q）等?；麦w地處新生代造山地區(qū)，構(gòu)造活動強烈，地震活動頻繁，地震以淺源地震為主，震中一般分布于活動構(gòu)造帶上或其附近，具有明顯的成帶性，大量的地震形變帶和大多數(shù)震中都沿著活動構(gòu)造帶分布。雅魯藏布江東西向構(gòu)造和喜馬拉雅弧形構(gòu)造東翼的復(fù)合部位，區(qū)域構(gòu)造較發(fā)育，主要活動性斷裂帶有雅魯藏布江斷裂帶、邛多江斷層、郎杰學(xué)—森木斷層及澤當(dāng)—錯那斷裂組等。邛多江斷層從工程區(qū)南側(cè)約5km 處通過，沿該斷裂帶歷史上發(fā)生過5.0～5.9級地震；郎杰學(xué)—森木斷層展布于工程區(qū)以北約10km～20km，斷裂帶較平直，在工程區(qū)附近沿斷裂帶無歷史強震發(fā)震記錄，活動性相對較弱；雅魯藏布江斷裂帶展布于工程區(qū)以北約60km 處，是本工程的控制性構(gòu)造帶。雅魯藏布江斷裂帶在西端的普蘭、帕龍錯和東端的墨脫地區(qū)活動強烈，距工程區(qū)的距離大于200km；雅魯藏布江斷裂帶中段活動性相對較弱，在工程區(qū)附近該斷裂帶平直，且被三條大致平行的近南北向小規(guī)模斷層所截切錯斷，表明其構(gòu)造活動性較弱。桑日—錯那活動構(gòu)造帶由一系列近南北向斷裂組成，為第四系以來的活動構(gòu)造帶，曾于1915年12月3日在斷裂組與雅魯藏布江斷裂帶交匯附近的藏嘎村發(fā)生過7.0 級地震。查閱《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》，工程區(qū)50年超越概率10%時的地震動峰值加速度為0.20g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅷ度，為區(qū)域穩(wěn)定較差區(qū)［14-15］。

2 滑坡體基本地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

滑坡體位于雅魯藏布江二級支流格曲右岸，地勢總體呈南高北低趨勢。根據(jù)地貌成因與形態(tài)將滑坡體近場區(qū)地貌劃分為高山區(qū)、坡沖洪積扇、冰蝕河谷地貌。其中左岸山體雄厚，山頂高程4500m～4800m，相對高差500m～800m，屬剝蝕中高山，山體坡度45O～55O，局部約60O，山頂高出現(xiàn)代河床平水期河水位600m 以上。山體前緣山麓斜坡部位為坡積塊碎石與沖積漫灘，漫灘寬約50m。右岸山體呈南北向延展的條帶狀，山體橫向?qū)挾却笥?.5km，基巖裸露，山體坡度40O～55O，局部約60O，屬剝蝕中高山。山頂高程約4700m，高出現(xiàn)代河床平水期河水位約650m，沖溝不發(fā)育，坡沖洪積物前緣與冰水積階地相接，階地地形完整，階面高程約4070m，寬度80m～100m，高出現(xiàn)代河水位約3m～8m。高山區(qū)分布于兩岸，高程在4100m 以上，右岸山體中下部多為松散堆積層,中上部大多為巖體，部分由坡沖洪積碎石土所覆蓋，植被覆蓋差。

河谷兩岸階地、漫灘發(fā)育，河床穿切于冰水階地之間，冰水階地高出河水面0.5m～15m，河水深0.5m～1.5m，河水受季節(jié)性變化影響較大，枯水期和汛期河水位漲幅0.5m～1m，河道彎曲，漫灘分布廣，一般寬度20m～50m，沉積物為漂卵礫石，高出雅礱河平水期河水位0.5m～1.2m，漫灘地形平坦開闊，地形完整，植被覆蓋良好；現(xiàn)代河床彎曲，呈不規(guī)則的復(fù)合‘S’型，總體流向由南向北，堆積物以沖積成因的漂卵礫石為主，結(jié)構(gòu)松散，級配較差。

2.2 地層巖性

滑坡體近場區(qū)地層主要為三疊系上統(tǒng)郎杰學(xué)組砂質(zhì)板巖（T3l）和第四系(Q)。砂質(zhì)板巖（T3l）主要分布于河谷兩岸基巖山體及河床覆蓋層之下，左壩肩出露高程一般在4072m 以上，右壩肩出露高程一般在4077m 以上。據(jù)現(xiàn)場資料，河床部位基巖埋深30m～102m，35m 以下為新鮮完整基巖；砂質(zhì)板巖呈青灰色，結(jié)構(gòu)致密堅硬，在4075m 以上高程基巖裸露，巖體內(nèi)裂隙較發(fā)育，完整性相對較好。

第四系(Q)類型復(fù)雜，滑坡體不同位置處地層類型有所不同，主要分以下幾類：

（1）全新統(tǒng)滑坡堆積體（Q4del）：分布于斜坡中部至前緣處，為塊碎石土層，結(jié)構(gòu)松散，厚度不等。

（2）全新統(tǒng)崩坡積層（Q4col+dl）：分布于滑坡體前緣、中部和后緣處，為塊碎石土層，結(jié)構(gòu)松散，厚度不等，一般為3m～6m，最大可達10m。

（3）全新統(tǒng)沖洪積層（Q4al+pl）：位于河谷及滑坡體前緣處，厚度一般3m～15m，分布連續(xù)，卵礫石含量約55%，含少量漂石，磨圓較差。砂土含量約45%，以中細(xì)砂為主，泥質(zhì)含量較高，約5%～8%，1.5m～2m 松散，其下稍密。

（4）全新統(tǒng)沖積層（Q4al）：主要分布于滑坡體前緣，其上覆沖洪積層，為混合土卵礫石，灰白色，結(jié)構(gòu)松散，厚度15m～25m，組成物質(zhì)主要為卵石、礫石和砂土等，含少量的漂石，以中細(xì)砂為主，泥質(zhì)含量較少，約3%～5%，結(jié)構(gòu)較松散。

（5）更新統(tǒng)冰水堆積層（Q3fgl）：主要分布于滑坡體前緣河谷，下伏于全新統(tǒng)沖積層之下，卵(碎)石含量約30%，礫含量約15%，卵（碎）石粒徑一般4cm～10cm，棱角狀及次棱角狀，表面可見物理作用形成的凹坑、刻痕及裂紋，極不平整。漂石塊徑最大可達200cm，表面鏡面、各種蝕痕明顯，砂土含量約占30%，以中細(xì)砂為主，含泥質(zhì)較高，約5%～8%.

（6）更新統(tǒng)冰積層（Q3gl）：主要分布于滑坡體前緣河谷，下伏于冰水堆積層之下，結(jié)構(gòu)密實，組成物主要為漂(塊)石，碎石、礫石等，漂(塊)石含量約10%，碎石含量約30%，礫含量約20%，碎石粒徑一般4cm～10cm，棱角狀及次棱角狀，表面可見物理作用形成的凹坑、刻痕及裂紋，極不平整，以中細(xì)砂為主，含泥質(zhì)較高，約8%，見圖1。

圖1 斜坡滑坡體全貌圖

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)測繪資料，滑坡體附近未發(fā)現(xiàn)較大規(guī)模的斷裂和褶皺構(gòu)造，僅在對岸基巖山體部位發(fā)現(xiàn)兩條小規(guī)模斷層，均為順層斷裂，斷裂帶長20m～30m，寬50m～150cm，具壓性，帶內(nèi)物質(zhì)為片狀巖和少量的斷層泥，擠壓密實，沿斷裂帶未發(fā)現(xiàn)有地下水出露痕跡。此外，右岸基巖山體內(nèi)主要發(fā)育四組裂隙，其中J1為NW344o∠47o，J2為NE85o∠80o，J3為SE147o∠35o，J4為NE75o∠88o，J1和J2裂隙較發(fā)育，間距一般為10cm～30cm，泥質(zhì)填充。

2.4 水文地質(zhì)條件

格曲河流長度約90km，流域面積約900km2，兩岸分布多個村莊，村舍人蓄飲水水源和村舍建筑用水和農(nóng)業(yè)灌溉用水均取自于格曲。格曲右岸斜坡滑坡體處地下水水位線較深，坡表無長期性流水，也無泉眼出露，整體水文地質(zhì)條件相對簡單。

2.5 物理地質(zhì)現(xiàn)象

滑坡體場區(qū)內(nèi)海拔高、氣候寒冷、風(fēng)化作用強烈，滑坡體邊界處基巖較破碎，巖體完整性較差，強度較低。據(jù)現(xiàn)場測繪和勘探資料，斜坡砂質(zhì)板巖強風(fēng)化水平深度約20m～30m，弱風(fēng)化帶深度約40m～53m，表層強卸荷帶深度約8m～12m，弱卸荷帶較深厚。

3 滑坡體成因及穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡體發(fā)育特征分析

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，斜坡變形以拉張、剪切裂縫為主，主要分布于滑坡體中部、下游側(cè)和后緣，不同位置處發(fā)育規(guī)模不一。其中滑坡體中部發(fā)育一條長約15m，寬度約0.3m～1m 的拉張裂縫，兩側(cè)塊碎石土較密實，由滑坡體中部貫通至前緣坡腳處，裂縫局部填充塊碎石土，裂縫兩側(cè)壁和底部殘留數(shù)條近平行于縱坡向的雨水流痕，見圖2（a）；滑坡體下游邊界處順基巖與覆蓋層界面發(fā)育小型沖溝，以剪切-滑移破壞為主，基巖表面殘留數(shù)條近平行的滑痕，且于近垂直滑痕方向發(fā)育多組拉張裂縫，呈張開狀，約1cm～2cm，無填充，較干燥，具有一定程度的固結(jié)，整個拉張裂縫的變形表現(xiàn)出明顯累進性破壞的特點，見圖2（b）；滑坡體后緣發(fā)育拉張裂縫，寬度約2m～3m，呈圈椅狀，兩側(cè)松散巖土體垮塌下陷，致使裂縫局部已填充，填充物與滑坡體物質(zhì)組成基本一致，為崩坡積塊碎石土，較干燥，呈散體狀，見圖2（c）。綜上所述，滑坡體中部和后緣以拉張破壞為主，下游邊界處則為剪切-滑移破壞。

圖2 滑坡體發(fā)育特征圖

3.2 滑坡體成因分析

一般認(rèn)為，斜坡發(fā)育滑坡體的影響因素較多，通過簡單歸納，主要有以下幾點：

3.2.1 地層巖性。斜坡基巖巖性為三疊系上統(tǒng)郎杰學(xué)組砂質(zhì)板巖（T3l），地處高寒高海拔地區(qū)，長期受風(fēng)化、凍融作用，多呈中等風(fēng)化——強風(fēng)化，屬于較軟巖［16］。其在自身重力作用下，易形成斜坡崩坡積體，而結(jié)構(gòu)松散的崩坡積體又為斜坡滑坡體的發(fā)育提供了充足的滑源。

3.2.2 地質(zhì)構(gòu)造。巖質(zhì)斜坡坡度和坡向ns 為SE135o∠50o～60o，其所在巖質(zhì)斜坡內(nèi)部共計發(fā)育4 組結(jié)構(gòu)面，其中結(jié)構(gòu)面J1和J2為優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面。經(jīng)斜坡內(nèi)結(jié)構(gòu)面極射持平投影分析，斜坡結(jié)構(gòu)面J1、J2和J4與ns所構(gòu)成的組合無貫通的變形破壞面，屬于穩(wěn)定性組合；斜坡結(jié)構(gòu)面J3與ns傾向基本一致，且?guī)r質(zhì)斜坡坡度大于結(jié)構(gòu)面J3傾角，說明結(jié)構(gòu)面J3在斜坡坡頂和坡腳有露頭，即結(jié)構(gòu)面J3在斜坡上存在貫通的破壞面，屬于不穩(wěn)定性組合，易于斜坡上形成松散崩坡積體，其同樣為滑坡的孕育和產(chǎn)生提供了物源，見圖3。

圖3 巖質(zhì)斜坡極射持平投影

3.2.3 水文地質(zhì)及降雨。據(jù)斜坡滑坡體現(xiàn)場調(diào)查，其前緣至后緣處均無泉眼出露跡象，加之滑坡體內(nèi)部地下水位線相對較低，整體滑坡體較干燥，無地下水浸潤跡象，說明地下水對斜坡變形影像較小。此外，滑坡體前緣遠離格曲河道，兩者相距約150m，不存在河流對右岸斜坡堆積體前緣淘蝕的可能，見圖4。綜上所述，滑坡體場區(qū)地下水對斜坡堆積體的變形破壞影響較小。

圖4 滑坡體與格曲位置圖

調(diào)查滑坡體坡表變形裂縫發(fā)現(xiàn)，裂縫兩側(cè)及底部殘留水流沖刷跡象，部分較大裂縫均由水流沖刷所致，加之滑坡體上無泉眼出露。綜合判斷認(rèn)為，強降雨是斜坡堆積體產(chǎn)生變形裂縫的主要誘發(fā)因素。特別是，2018 年西藏自治區(qū)降雨量普遍偏多，致使該滑坡體原生裂縫周邊發(fā)育多級次生變形裂縫。

3.2.4 地震。據(jù)區(qū)域地質(zhì)背景，滑坡體受遠場區(qū)中等強度和近場區(qū)強震影響，歷史地震對場區(qū)最大影響烈度為Ⅶ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性較差，地震對斜坡巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性不利，利于巖質(zhì)斜坡處發(fā)育崩坡積體。但是，斜坡滑坡體形成于近期，且同期斜坡滑坡體場區(qū)附近未發(fā)生較大地震活動。因此，斜坡滑坡體的形成與地震活動無關(guān)。

3.2.5 人類工程活動?；麦w前緣分布一條寬約5m～8m 的鄉(xiāng)村道路，然道路距離滑坡體約90m，且道路施工處地形平坦開闊，無需大規(guī)模施工開挖工作，因此，可排除道路施工開挖擾動對斜坡堆積體穩(wěn)定性的影響。

3.3 滑坡遙感影像解譯

斜坡堆積體穩(wěn)定性定性評價主要依據(jù)滑坡區(qū)歷史遙感影像解譯、現(xiàn)場變形跡象調(diào)查和分析。

據(jù)歷史遙感影像，從2005年3月14日至2012年3月23 日，滑坡區(qū)變形裂縫維持現(xiàn)狀，并未出現(xiàn)大規(guī)模延伸、擴展跡象，同時，滑坡宏觀整體地形地貌也為產(chǎn)生較大變化，由此可知，滑坡整體基本穩(wěn)定，見圖5。

圖5 滑坡歷史遙感影像(Google Earth)

據(jù)現(xiàn)場資料，滑坡體破表局部殘留多級變形裂縫，沖溝和裂縫兩側(cè)巖土體上延伸發(fā)育多級新鮮微裂縫，且存在順裂縫底部剪切-滑移填充沖溝的趨勢，由此可知，滑坡局部存在變形跡象，局部穩(wěn)定性較差。

綜上判斷，自然狀態(tài)下，滑坡體目前存在小規(guī)模局部變形的可能，整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，同時，滑坡體場區(qū)內(nèi)強降雨或地震有加劇滑坡體上裂縫變形規(guī)模的可能。

4 結(jié)論及建議

文章基于西藏高海河谷區(qū)斜坡滑坡體區(qū)域地質(zhì)背景、基本地質(zhì)條件、變形破壞特征和歷史遙感影像解譯，分析了格曲右岸斜坡滑坡體成因及穩(wěn)定性，得到如下結(jié)論及建議：

格曲右岸巖質(zhì)斜坡地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造和區(qū)域地震有利于斜坡形成崩坡積體，斜坡崩坡積體是進一步發(fā)育斜坡滑坡體的物源。強降雨是格曲右岸斜坡崩坡積體上發(fā)育滑坡體的主要誘發(fā)因素，地下水和人類工程活動對滑坡體的發(fā)育影響不大。

斜坡滑坡體中部和后緣以拉張破壞為主，下游邊界處則為剪切-滑移破壞。格曲右岸斜坡滑坡體所在場區(qū)區(qū)域穩(wěn)定性較差，自然工況下，除小規(guī)模局部變形外，滑坡體整體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；強降雨工況或者地震工況下，滑坡體上裂縫變形規(guī)模存在加劇的可能。

鑒于該滑坡體上已發(fā)育多條變形裂縫的事實，為確保穩(wěn)定性評價結(jié)果更為合理，建議在文章定性評價的基礎(chǔ)上，采用剛體極限平衡法、有限元法等方法展開適當(dāng)?shù)姆€(wěn)定性計算工作。