山地沖洪積層錯(cuò)落式滑坡機(jī)理探討

霍強(qiáng)

（福建省197地質(zhì)大隊(duì) 福建泉州 362011）

1 背景

實(shí)施鄉(xiāng)村振興戰(zhàn)略是全面建設(shè)小康社會(huì)和全面建設(shè)社會(huì)主義現(xiàn)代化強(qiáng)國的基礎(chǔ)。伴隨著鄉(xiāng)村規(guī)劃實(shí)施，鄉(xiāng)村公路、農(nóng)業(yè)農(nóng)村建設(shè)進(jìn)入了一個(gè)新的時(shí)期，掀起了鄉(xiāng)村建設(shè)高潮。德化縣是典型山區(qū)地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū)，工程建設(shè)活動(dòng)必然會(huì)對自然斜坡進(jìn)行不同程度的改造，如未采取科學(xué)有效的防護(hù)措施，易產(chǎn)生潛在地質(zhì)災(zāi)害隱患。根據(jù)德化縣南埕鎮(zhèn)蟠龍村山體斜坡近3 a 來的變形演化，結(jié)合斜坡沖洪積堆積層滑坡特點(diǎn)來探討分析錯(cuò)落式滑坡機(jī)理，對幫助提升防災(zāi)、減災(zāi)、救災(zāi)能力，助力鄉(xiāng)村基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)具有一定指導(dǎo)作用。

2 地質(zhì)災(zāi)害概況

2022 年5—7 月，德化縣域出現(xiàn)45 d 持續(xù)強(qiáng)降雨或陣雨，造成多處地區(qū)產(chǎn)生地質(zhì)災(zāi)害。德化縣蟠龍滑坡為典型的山麓斜坡，通過近3 a 來斜坡變形演化過程，分析探討錯(cuò)落式滑坡成因。

2022 年5 月17 日，發(fā)生持續(xù)強(qiáng)降雨，斜坡村道嚴(yán)重下錯(cuò)開裂變形，后緣形態(tài)近弧形，周界呈斷續(xù)開裂，蠕動(dòng)變形。變形坡體約110 m，寬度約60 m，坡體軸向220°，垂直軸向多處存在下錯(cuò)張性裂縫，滑坡體中梁某某房屋發(fā)生變形，門、窗開關(guān)困難。

2022 年6 月20 日，隨著村道及下部斜坡持續(xù)受強(qiáng)降雨或陣雨作用，地表裂縫變形加劇，受后緣下錯(cuò)牽引，損毀斜坡上部基本農(nóng)田，促使上部斜坡發(fā)生下錯(cuò)式滑坡，梁某某房屋嚴(yán)重變形（圖1、圖2）。

圖1 梁某某房屋變形

圖2 房前下錯(cuò)現(xiàn)象

3 地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 地形地貌

德化縣地勢偏高，地形復(fù)雜，地貌以低中山地為主。河流以戴云山為中心，呈葉脈狀向四周分布，分屬閩江水系和晉江水系。境內(nèi)山脈連綿，多呈北東—南西走向，河谷劇烈下切，峽谷十分發(fā)育，具鮮明之山地景色，其間偶有散布于群山之中的山間盆地和河谷階地。地勢由中部微向四周傾斜，呈層狀梯級下降。福建省第二高山戴云山雄居中部，海拔1 856 m，最低點(diǎn)僅217 m。全縣75%以上的村駐地海拔在600～900 m 以上。該區(qū)處于德化縣東北部，地貌屬山麓斜坡坡積地貌單元，相對高差大，自然斜坡坡度約25°～30°，整體斜坡坡向約310°，相對高差約170 m。斜坡呈山脊?fàn)?，兩?cè)雙溝同源，山溝大小不平衡，常年流水。斜坡植被不發(fā)育，主要為水稻田耕作地和荒地，村道橫穿斜坡。

3.2 地層

頂部耕作地為含礫黏性土和粉質(zhì)黏土組成，即斜坡上部水稻田地，中下部為旱地和荒地。黏性土含量較高，透水性相對較差，厚度?。幌赂财路e堆積土，主要由多期沖洪積、崩積物組成斜坡堆積體，以碎石土層、含泥角礫層、砂質(zhì)黏土層為主。由于各期沉積環(huán)境、地質(zhì)應(yīng)力、組成物質(zhì)不同，形成不完整相互疊加層和透鏡體，摻雜大量漂石或滾石，充填泥、砂、角礫等，呈次園-次棱角狀，均勻性差，造成各層結(jié)構(gòu)層面不連續(xù)不規(guī)則，呈多元結(jié)構(gòu)，厚度較大；基底為白堊系石帽山群和侏羅系南園組地層以及閃長巖脈侵入的風(fēng)化巖。

3.3 地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)屬閩東火山斷拗帶的福安-南靖的中部，隸屬戴云山巨型環(huán)狀火山構(gòu)造西緣，雪尾尖火山噴發(fā)盆地邊緣。中生代火山活動(dòng)強(qiáng)烈，形成盆地內(nèi)地形陡峭，周邊發(fā)育環(huán)狀、放射狀斷裂及潛火山墻、巖脈及晚期侵入閃長巖體。

3.4 水文地質(zhì)條件

（1）地表水。該區(qū)海拔高低懸殊、地形復(fù)雜，又具有氣候垂直變化大、小氣候特征突出，降雨量豐富。地表水發(fā)育，主要表現(xiàn)為水稻田地灌溉系統(tǒng)和降雨坡面自由匯集逕流，排泄較漫，匯水面積約0.1 km2。

（2）地下水。區(qū)內(nèi)地下水受地形地貌、地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造等條件制約，依據(jù)地下水的賦存條件、水力特征及水理性質(zhì)，可分為松散巖類孔隙潛水、基巖裂隙弱承壓水。

（3）松散巖類孔隙水。主要賦存于山麓斜沖、洪積堆積中。由于地勢較陡，水力坡降較大，地下水逕流速度大，富水性好。受斜坡和各地層滲透性差異性影響，局部下部斜坡演化為弱承壓性。

（4）基巖構(gòu)造裂隙水。地下水賦存于構(gòu)造裂隙及風(fēng)化裂隙中，水力性質(zhì)以弱承壓水為主，富水性強(qiáng)。

（5）斜坡地下水。主要為大氣降雨和水稻田引水灌溉以及相鄰含水層側(cè)向補(bǔ)給來源，地下水豐富，斜坡下部及老滑坡床有常年地下水滲流，地下水活動(dòng)強(qiáng)烈。

4 錯(cuò)落式滑坡主要特征

錯(cuò)落是指坡體沿傾角較陡的結(jié)構(gòu)面，依附于坡體下伏有一定厚度的物理力學(xué)性質(zhì)較差的底錯(cuò)帶，在上部巖土體重力作用下發(fā)生整體下錯(cuò)的現(xiàn)象。

（1）在不同時(shí)期、不同成因、不同深度所形成的沖積、洪積、崩積等第四系坡積層性質(zhì)差異較大，導(dǎo)致堆積層內(nèi)部結(jié)構(gòu)相對松散，大小塊體混雜。堆積物質(zhì)組成復(fù)雜多變，不同巖相堆積物交替變換頻繁，分選性差，多形成不完整沉積層相互疊加甚至呈透鏡體結(jié)構(gòu)。

（2）坡體堆積層地下水較發(fā)育，各巖土層地下水滲透性在不同深度具有明顯的差異性，且地下水活動(dòng)強(qiáng)烈［1］。

（3）在外貌形態(tài)上，滑坡周界不顯著，多呈斷續(xù)狀，坡體前緣未發(fā)現(xiàn)位移現(xiàn)象?；w橫向裂縫發(fā)育，其錯(cuò)落位移量大于拉張位移量，且錯(cuò)落體比較完整，基本保持原有坡體結(jié)構(gòu)，呈多級階梯狀不均衡發(fā)展。

（4）錯(cuò)落體后壁產(chǎn)狀陡傾，近直立狀。以重力作用為主，擠壓下部松散體而產(chǎn)生滑坡［2］。

（5）錯(cuò)落發(fā)生后，由于重力作用于下部錯(cuò)落帶擠密，坡體會(huì)在較長一段時(shí)間內(nèi)保持基本穩(wěn)定。若長期擱置，在降水作用下坡體易再次發(fā)生錯(cuò)落，甚至發(fā)生大規(guī)模整體滑坡。

5 錯(cuò)落式滑坡形成機(jī)理

從斜坡地表變形跡象分析：2022 年5 月17 日至7 月30 日，地表共發(fā)生2 次較明顯持續(xù)變形裂縫。首次變形斜坡長約110 m，寬約40 m，滑坡周界北側(cè)不連續(xù)，裂縫長度3.0～6.0 m，寬度0.10～0.40 m，下錯(cuò)量0.05～0.30 m，未發(fā)現(xiàn)羽狀剪切裂縫。南側(cè)周界不明顯，僅為小的錯(cuò)動(dòng)；后壁裂縫長度12.0 m，下錯(cuò)0.3～3.0 m，寬度達(dá)0.10～0.50 m，裂縫面角度近直立。坡腳未發(fā)現(xiàn)推移鼓脹現(xiàn)象，坡體整體以下錯(cuò)位移為主，主軸向位移甚微（圖3）。隨著持續(xù)降雨加之水田地滲透影響，變形裂縫加劇變大，牽引后部斜坡發(fā)生變形，變形坡體長約70 m，寬約30 m，加之水田地地表水灌入，沿斜坡橫向下錯(cuò)裂縫發(fā)育（圖3～5）。

圖3 2022 年5 月17 日斜坡變形規(guī)模

圖4 2022 年6 月20 日斜坡變形規(guī)模

圖5 地表水灌入裂縫

從坡體沖洪積堆積物環(huán)境分析：斜坡堆積層為不同時(shí)期、不同成因沖洪積或崩積堆積物組成，存在差異性較大的巖土層或透鏡體［3］。組成巖土層物質(zhì)成份受地形、風(fēng)化、沖刷、搬運(yùn)等因素影響，分選性極差，顆粒大小懸殊，孔隙度較大且分布不均，形成各巖土層滲透性差異較大，造成地下水逕流排泄呈不規(guī)則活動(dòng)（圖6）。

圖6 斜坡堆積體

從地下水對沖洪積堆積層作用分析：斜坡上村道內(nèi)側(cè)排水溝，截流斜坡上的地表水逕流，加之水稻田地灌溉系統(tǒng)促使地表水豐富，地下水補(bǔ)給來源充沛。在地下水滲流作用下土體細(xì)顆粒沿骨架顆粒形成的孔隙中進(jìn)行潛蝕、沖刷、淘蝕等破壞，水在土孔隙中的流速越大，地下水破壞越強(qiáng)烈，水土流失就越嚴(yán)重［4］。受地層特性控制，地下水裹攜的細(xì)顆粒物質(zhì)時(shí)而充填骨架孔隙，時(shí)而流失，在各巖土層中重新分配孔隙度，造成巖土層孔隙大的松散層呈帶狀或空穴狀，無法形成貫通性結(jié)構(gòu)面（滑面），導(dǎo)致上部巖土在重力作用下擠壓松散巖帶發(fā)生錯(cuò)落式滑坡（圖7）［5］。

圖7 錯(cuò)落式滑坡斷面圖

從人類工程活動(dòng)分析：人們在斜坡上建設(shè)村道，破壞斜坡地質(zhì)環(huán)境，改變地下水水文地質(zhì)條件。由于村道排水開裂，造成地大量地表水滲入，使斜坡變形開裂，從而加劇水稻田地水滲入等連鎖反應(yīng)，是導(dǎo)致本次錯(cuò)落式滑坡主要因素（圖8）。

圖8 2022 年5 月村道排水溝變形

6 結(jié)論與建議

工程治理應(yīng)建立在對坡體災(zāi)害機(jī)理正確認(rèn)識和分析判斷基礎(chǔ)上。只有通過對坡體的基本特征、坡體結(jié)構(gòu)、水文地質(zhì)、工程擾動(dòng)等進(jìn)行認(rèn)真而嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)查、分析，準(zhǔn)確判斷斜坡體災(zāi)害或潛在災(zāi)害的性質(zhì)、發(fā)展趨勢、危害程度，方能對坡體地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效的預(yù)防或治理。

俗話說“十滑九水”。本著“治坡先治水”原則，對地表水設(shè)置截、排、疏措施，加強(qiáng)坡面防護(hù)，降低坡面沖刷和防止地下水下滲。采取集水井截、排降低下水位等工程，減少地下水對坡體和潛在滑面的力學(xué)性能的影響，提高斜坡體巖土體強(qiáng)度，從而提高坡體的穩(wěn)定性。