都江堰市某公路工程K1+043~078左側(cè)滑坡分析及思考

譚盛宇 姚剛 孫璐 何薇 趙海松

摘要 滑帶作為滑坡中強度最為薄弱的區(qū)域，是控制滑坡穩(wěn)定的關(guān)鍵部位。一般的滑帶土在自然狀態(tài)已接近飽和，同時其滲透性小，對于水文地質(zhì)條件變化小的一般滑坡而言，可認為滑帶土長期保持飽和狀態(tài)。降雨引發(fā)的滑坡，按照總應力法考慮，主要是降低了滑帶的巖土力學參數(shù)或增加了滑體的重度，導致滑坡發(fā)生。文章以都江堰市某公路工程K1+043～078左側(cè)滑坡為研究對象，在現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)巖體實驗的基礎上，結(jié)合滑坡發(fā)生時的降雨情況，分析滑坡坡體結(jié)構(gòu)，得出滑坡發(fā)生的成因。

關(guān)鍵詞 滑帶；多期變形；降雨產(chǎn)生

中圖分類號 TV223 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）03-0031-04

0 引言

滑帶作為滑坡中強度最為薄弱的區(qū)域，是控制滑坡穩(wěn)定的關(guān)鍵部位。一般的滑帶土在自然狀態(tài)已接近飽和，同時其滲透性小，對于水文地質(zhì)條件變化小的一般滑坡而言，可認為滑帶土長期保持飽和狀態(tài)[1]，斜坡內(nèi)的軟弱夾層（尤其是泥化夾層）容易遇水軟化導致其力學強度降低[2]，形成潛在滑動面。干濕循環(huán)過程中滑帶土抗剪強度的降低主要由其黏聚力降低導致，經(jīng)過多次循環(huán)后強度變化不大。[3]降雨引發(fā)的滑坡，按照總應力法考慮，主要是降低了滑帶的巖土力學參數(shù)或增加了滑體的重度，導致滑坡發(fā)生。該文以都江堰市某公路工程K1+043～078左側(cè)滑坡為研究對象，在現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查及室內(nèi)巖體實驗的基礎上，結(jié)合滑坡發(fā)生時的降雨情況，分析滑坡坡體結(jié)構(gòu)，得出滑坡發(fā)生的成因。

K1+043～078左側(cè)滑坡原地形前緣臨空，由于滑帶埋藏較淺，為相對隔水層，場區(qū)年內(nèi)經(jīng)常陰雨天氣，坡體長期過水，可認為滑帶常年處于飽和狀態(tài)。經(jīng)歷較大降雨后地表水滲入，坡體地下水位上升至坡表，導致滑體重度迅速上升，土體在降雨飽水后，坡體發(fā)生變形。經(jīng)歷多次較大降雨后，滑坡發(fā)生多期變形，逐漸向后牽引，最終在土體內(nèi)發(fā)生近圓弧形失穩(wěn)破壞。

1 工程背景

K1+043～078左側(cè)滑坡位于都江堰市龍池鎮(zhèn)，線路K1+043～078段橫穿滑坡前緣。原設計該段路基邊坡以挖方形式通過，左側(cè)挖方邊坡高約4 m，采用漿砌擋墻進行支擋。該段線路左側(cè)邊坡發(fā)生破壞后堆積于K1+043～078段道路上，阻斷交通，后對堆積于道路右側(cè)的滑體進行了清除，以保證交通出行。

該次勘察根據(jù)《公路工程地質(zhì)勘察規(guī)范》（JTG C20—2011）、《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864—2016）相關(guān)勘察技術(shù)要求，進行工程地質(zhì)測繪、勘探和試驗。該次在滑坡上共布置鉆孔5個，其中滑坡體上布置了2個，并進行了詳細的工程地質(zhì)調(diào)繪，查明了滑坡基本特征以及下伏地層巖性、巖土體結(jié)構(gòu)特征，勘察成果滿足技術(shù)規(guī)范要求。該次勘察完成的工作量見表1。

2 工程地質(zhì)條件

2.1 場區(qū)地形地貌

測區(qū)位于四川盆地西部，屬構(gòu)造剝蝕中山及河流侵蝕堆積地貌。區(qū)內(nèi)最低點為場地南側(cè)岷江溝底（2007年后紫坪鋪水庫淹沒，水庫正常水位877 m），海拔約775 m，最高點為場地西側(cè)白巖山，海拔約1 569 m，相對高差約794 m，區(qū)內(nèi)主干山脈延伸方向一般呈北東—南西向，地形受構(gòu)造和巖性控制明顯。場區(qū)斜坡坡向約108 °，坡度約10 °～25 °，局部發(fā)育陡坎，總體上緩下較陡，上部斜坡約10 °～18 °，下部約20 °～25 °。滑坡區(qū)地貌如圖1所示。

2.2 地層巖性

場地出露及鉆探揭露的地層為新生界第四系全新統(tǒng)人工填筑層、滑坡堆積層、崩坡積層、上更新統(tǒng)沖洪積層及古生界二疊系下統(tǒng)棲霞茅口組，現(xiàn)分述如下：

2.2.1 第四系全新統(tǒng)人工填筑層（Q4ml）

該層為龍池連接線道路填筑土，推測該層厚約0.5 m。

人工填土：灰色、灰褐色，回填土以碎石為主、表層20 cm為混凝土。碎石石質(zhì)成分為強風化灰?guī)r，棱角狀，中密～密實狀，透水性較好。

2.2.2 第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層（Q4del）

該層主要分布于滑坡上，主要為黏土，鉆孔揭示該層一般厚約4～9 m。

黏土：灰黃色，以黏粒為主，粉粒次之，可塑狀為主。其中ZK4鉆孔5～9 m發(fā)育多處光滑面，擦痕明顯，其中8.5 m以上傾角約50 °～60 °，8.9 m、9 m處光滑面傾角約30 °；鉆孔ZK2揭示3.5～4.4 m呈軟塑狀。

2.2.3 第四系全新統(tǒng)崩坡積層（Q4c+dl）

該層分布于整個斜坡體上，主要為黏土、含碎石黏土、碎石、塊石，鉆孔ZK3鉆穿該層，揭示厚度為28 m。

黏土：灰黃色，以黏粒為主，粉粒次之，可塑～硬塑狀，0～1 m淺表含植物根系。該層主要分布于崩坡積層上部，中下部亦有分布。崩坡積層上部鉆孔揭示該層一般厚4～9 m。

含碎石黏土：灰黃色為主，以黏粒為主，整體可塑～硬塑狀，含約25%～40%灰?guī)r碎石，碎石呈棱角狀，強～中風化。該層主要分布于崩坡積層中上部或上部、中部。一般厚1.5～4 m。

碎石：灰色、灰黃色，石質(zhì)成分為強～中風化灰?guī)r，棱角狀，分選性較差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約5%～15%，200～20 mm占約55%，20～2 mm占約20%，其余為粉黏粒充填，潮濕～飽和，中密狀為主，透水性一般～好。該層主要分布于崩坡積層中部，鉆孔揭示厚1.3～4 m。

塊石：灰色、灰黃色，石質(zhì)成分為強～中風化灰?guī)r，棱角狀，分選性差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約50%，200～20 mm占約25%～30%，20～2 mm占約10%～15%，其余為粉黏粒充填，潮濕～飽和，中密狀為主，透水性一般～好。個別段落（ZK3揭示）φ＞200 mm含量可達70%。該層主要分布于崩坡積層中部及中下部。該層厚度大，覆于淺表黏土下，沖洪積層碎石之上，該層間夾黏土、含碎石黏土、碎石。ZK3鉆孔揭示單層最大厚度達14 m，總厚度20.2 m。

2.2.4 第四系上更新統(tǒng)沖洪積層（Q3al+pl）

主要由碎石組成，滑坡前緣ZK3鉆孔揭露該層覆于崩坡積層之下，厚度大于7 m。

碎石：灰黃色、灰褐色，石質(zhì)成分以強風化花崗巖為主，灰?guī)r次之，次棱角狀為主，少量呈圓狀，分選性差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約10%，200～20 mm占約50%，20～2 mm占約25%，其余為粉黏粒、砂粒充填，潮濕～飽和，中密～密實狀為主，透水性一般～好。

2.2.5 古生界二疊系下統(tǒng)棲霞茅口組（P1q+m）

該層巖性主要為灰?guī)r，呈灰～深灰色，礦物成分主要為方解石，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，厚層狀構(gòu)造為主，巖層傾角約50 °～54 °，巖質(zhì)較硬～硬，較脆，錘擊易碎，滴稀鹽酸起泡。

該層分布于整個場地，下伏于第四系松散層下，或出露于陡坎，陡崖等位置，總地層厚度132～633 m。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

項目區(qū)在區(qū)域構(gòu)造上位于四川盆地成都新生代凹陷的西北邊緣與龍門山構(gòu)造帶中南段的前緣交界部位，地質(zhì)構(gòu)造體系上屬華夏構(gòu)造體系，區(qū)域構(gòu)造線方向為NE向，受構(gòu)造影響測區(qū)巖層優(yōu)勢產(chǎn)狀約350 °∠52 °。

龍門山斷裂帶是一生成時期較早、發(fā)育時間較長、完成時期較晚，現(xiàn)今還有新活動的斷裂帶。映秀斷裂、灌縣斷裂（二王廟斷裂）均為龍門山斷裂的次一級斷裂帶。其中，映秀斷裂位于項目區(qū)西北面相距較近，約4 km，呈北東—南西向延伸；灌縣斷裂（二王廟斷裂）在項目區(qū)南東面平距項目區(qū)較遠約12 km，呈北東—南西向延伸。

項目區(qū)地處龍門山地震帶，位于映秀斷裂和灌縣斷裂之間。據(jù)歷史地震資料記載，1933年前對項目區(qū)影響最大的2次地震為1933年疊溪7.5級地震及1657年的汶川6.5級地震，對區(qū)內(nèi)的影響烈度均達Ⅴ度。2008年5月12日 汶川發(fā)生了8.0級特大地震，震中烈度達11度，龍池鎮(zhèn)境內(nèi)建筑均發(fā)生了不同程度的開裂、倒塌。

根據(jù)《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB 18306—2015），場地區(qū)域地震動峰值加速度為0.2 g，地震動反應譜特征周期為0.4 s，地震基本烈度為Ⅷ度，區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性差。

2.4 水文及水文地質(zhì)條件

2.4.1 氣象及水文

區(qū)內(nèi)屬四川盆地中亞熱帶濕潤季風氣候區(qū)。四季分明，冬無嚴寒，夏無酷暑。與同一氣候區(qū)的其他各地相比，又表現(xiàn)為溫度較低，日照較少，陰雨天氣頻繁。由于區(qū)內(nèi)北部、西部地勢高，東南部地勢低，北部紫坪鋪年平均氣溫12.2 ℃，南部柳街鎮(zhèn)年平均氣溫15.7 ℃，極端最高溫34 ℃，極端最低溫?5 ℃。

根據(jù)水文站和氣象站的資料，該區(qū)多年平均降雨量為1 105.3～1 231.7 mm，多年平均降雨日為183～202 d，多年一日最大降雨時225 mm左右，日降雨量≥50 mm的暴雨平均每年出現(xiàn)1～2次，≥100 mm的大暴雨5年出現(xiàn)2次，≥150 mm的大暴雨5～10年出現(xiàn)1次，≥200 mm的特大暴雨10年以上可能出現(xiàn)1次。

場區(qū)東南側(cè)為紫坪鋪水庫，距離項目區(qū)約350 m。水庫正常蓄水位877 m，死水位817 m，設計洪水位871.1 m（P=0.1%），核定洪水位883.1 m，最大壩高156 m。在校核洪水位下，總庫容11.12×108 m3，其中正常蓄水以下庫容9.98×108 m3，正常蓄水位至汛期限制水位之間庫容4.247×108 m3，死庫容2.24×108 m3。（注：該次測量放線高程坐標系與水庫水位高程系不一致，相差約32 m）

2.4.2 場地地下水

場地地下水類型為第四系松散層孔隙水、基巖裂隙水及巖溶水。松散層孔隙水主要為松散層上層滯水，賦存于崩坡積層黏土、含碎石黏土、碎石、塊石及沖洪積層碎石中，主要接受降雨、更高處的地下水補給，順地形向坡下或下臥層排泄，紫坪鋪水庫為該層排泄通道。其受降雨影響大，該層普遍含水，但總體含水量不豐。

基巖裂隙孔隙水主要賦存于P1q+m層的構(gòu)造裂隙、風化裂隙、巖層層面中，主要接受降水補給，有的地段還可同時獲得松散類孔隙水補給，向紫坪鋪水庫方向運移排泄，在局部地形低洼處以泉的形式排泄。場地巖層傾角較陡，地下水富水性受巖體結(jié)構(gòu)面控制，由于場區(qū)受構(gòu)造影響嚴重，因此導致場區(qū)結(jié)構(gòu)面發(fā)育。該層巖體中普遍含水，但水位較深，分布不均，局部水量較豐，總體上水量較貧乏。

碳酸鹽巖巖溶水，區(qū)內(nèi)碳酸巖為灰?guī)r，巖體以厚層狀構(gòu)造為主，根據(jù)野外調(diào)查，區(qū)內(nèi)溶孔、溶隙較發(fā)育，未發(fā)現(xiàn)明顯溶槽、溶洞等。溶孔、溶隙為地下水的補給和儲存提供了有利空間，主要接受大氣降水、基巖裂隙水以及遠程補給，以管狀、脈管狀溶隙，向地形低洼處排泄。動態(tài)變化與大氣降水有關(guān)，一般雨季大氣降水可以通過淺部巖溶裂隙直接滲透補給含水層，使含水層的富水性較旱季明顯增強，地下水涌水量亦隨之明顯增大。根據(jù)調(diào)查，區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)巖溶水出露，巖溶水發(fā)育程度較弱。

3 滑坡特征分析及成因思考

3.1 滑坡地形地貌及空間形態(tài)

龍池連接線K1+043～078段橫穿滑坡前緣，滑坡前后緣高程分別為902.3～925.4 m，相對高差23.1 m，滑坡坡向約108 °，后緣發(fā)育滑坡陡壁，高約3.5～4 m，坡度約70 °～75 °，整個滑坡體坡度約15 °～20 °，較順直?；潞缶壎副谏铣雎娥ね?，滑坡滑動后滑體堆積于道路上，阻斷交通，后對堆積于道路右側(cè)的滑體進行了清除。目前滑坡體上主要為雜草，植被不發(fā)育。

3.2 滑坡變形特征、邊界特征及規(guī)模

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，K1+043～078左側(cè)滑坡破壞后滑移距離約8～12 m，滑動后前緣滑體堆積于K1+043～078段道路上，后對道路右側(cè)滑體進行了清除，滑坡大滑動后至今未出現(xiàn)再次變形滑移情況。

滑坡邊界明顯，后緣、左右側(cè)以滑移邊界為界，前緣以滑塌后堆積區(qū)域為界，平面上呈不規(guī)則“圈椅”狀，垂直路線長約50 m，順路線平均寬約28 m，面積約1 400 m2，平均厚約6.5 m，主滑方向108 °，方量約9 100 m?。

3.3 滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

3.3.1 滑體特征

根據(jù)該次調(diào)繪及鉆探工程揭示（見圖2、圖3），滑體厚約4～9 m，滑體土為黏土，黏土以黏粒為主，粉粒次之，可塑狀為主。滑體在垂直路線方向的縱向上滑體中部相對較厚，在順路線方向的橫向上，厚度變化較小，總體上右側(cè)較厚，左側(cè)相對較薄。

3.3.2 滑帶特征

該次鉆孔均采用單動雙管鉆探取芯，滑坡體上布置了2個鉆孔（ZK2及ZK4）。其中ZK2鉆孔3.5～4 m呈軟塑狀，其上下黏土均以可塑狀為主，推測為滑坡滑帶；ZK4鉆孔5～10.2 m段發(fā)育多處光滑面，擦痕明顯，具體為5.2 m、5.4 m、5.5 m、5.7 m、6.3 m、6.5 m、6.8 m、8.2 m、8.5 m、8.8 m、9 m、9.8 m、10.2 m。其中8.8 m、9 m處光滑面較緩傾角約30 °，其上下光滑面傾角約50 °～60 °，8.8～9 m段為滑坡主滑面，其上5～8.8 m段出現(xiàn)多處大傾角光滑面，說明滑坡存在多級滑帶，且滑坡裂縫牽引向后發(fā)展，最終形成整體貫通最不利滑面，造成滑坡滑動破壞。其下9.8 m、10.2 m處可見光滑面，傾角約50 °～60 °，該段近黏土與塊石分界處，坡面傾角陡，為滑坡滑動擠壓所致。根據(jù)鉆孔揭示滑帶結(jié)合后緣陡壁及前緣剪出口綜合確定滑帶在空間上呈近圓弧狀，位于均質(zhì)的黏土層內(nèi)。

3.3.3 滑床特征

根據(jù)鉆孔揭示，滑坡滑床主要為黏土，灰黃色，以黏粒為主，可塑狀為主。受滑坡滑動擠壓影響，滑坡中部滑床黏土內(nèi)可見大角度光滑面?；拆ね猎诳臻g上，上部較厚，中下部相對較薄，部分地段接近下部塊石。

4 結(jié)論與思考

滑坡滑動后，中后部以拉裂—滑移為主，下部以擠密為主，且中后部鉆孔揭示存在多處裂縫（多級滑面對應），滑動后裂縫間仍有縫隙，較大降雨后地表水匯流，由于黏土為弱透水層，部分地表水沿中后部原有裂縫或滑面入滲，并在沿滑坡前緣排出。由于滑帶間光滑面相對緊密，總體上沿滑帶入滲的量小。此外，降雨時滑坡右側(cè)小型沖溝水流直接對沖滑坡體。

K1+043～078左側(cè)滑坡原地形前緣臨空，由于滑帶埋藏較淺，為相對隔水層，場區(qū)經(jīng)常陰雨天氣，坡體長期過水，可認為滑帶常年處于飽和狀態(tài)。經(jīng)歷較大降雨后地表水滲入，坡體地下水位上升至坡表，導致滑體重度迅速上升，土體在降雨飽水后，坡體發(fā)生變形。經(jīng)歷多次較大降雨后，滑坡發(fā)生多期變形，逐漸向后牽引，最終在土體內(nèi)發(fā)生近圓弧形失穩(wěn)破壞。

參考文獻

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