四川省青川縣銀溪窩滑坡復活機制研究及穩定性評價

尤 琳，沈軍輝，彭昌翠，章志峰

（成都理工大學 地質災害與地質環境保護國家重點實驗室，成都610059）

銀溪窩滑坡位于四川省青川縣白家鄉佛山村一社，屬于滑移－彎曲潰決型變形破壞形成的老滑坡體。近期，滑坡堆積體表現出一定的蠕滑變形跡象，表層局部滑塌現象較發育。“5·12”汶川地震，造成滑坡體的變形進一步加劇，中后部形成多條具一定規模的繼承性圈弧狀裂縫（帶），坡體穩定性進一步降低，對坡體上居民的生命財產安全構成嚴重威脅。因此，評價該滑坡的穩定性，并提出相應的治理措施，確保滑坡體上居民生命財產的安全具有重要的實際意義。本文根據滑坡結構及變形破裂特征，結合其所處的地質環境條件，研究了滑坡的復活機制，在此基礎上，評價了滑坡的穩定性，并提出相應的治理方案。

1 地質環境條件

銀溪窩滑坡位于礦山梁背斜南東翼近轉折端一帶，出露巖層為寒武系長江溝組中段（∈1c2）砂、頁巖和灰巖，巖層產狀135°～145°∠10°～57°，斜坡整體上呈上緩下陡的順向坡，陡傾角節理裂隙發育。

滑坡區位于距龍門山中央斷裂－映秀北川斷裂南東側約40km，區內地震基本烈度為Ⅷ度，地震峰值加速度為0.15g，地震特征周期為0.40s。

滑坡區屬亞熱帶濕潤型季風氣候，雨量較充沛，降雨主要集中在7－9月，占全年降雨量（1 021.7 mm）的50%以上；近年來，氣候異常，極端暴雨天氣頻現，2005－2009年除2008年外每年雨季均出現了災害性降雨氣候，全縣范圍內地質災害頻發。

滑坡區地形標高800～1 000m，屬剝蝕侵蝕中低山地貌，地形整體上呈現出上下陡中部緩的特點。周邊地區以中小型季節性水流沖溝為主。區內地下水類型主要為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水，在雨季坡體內具有一定規模的上層滯水，并且在滑坡體中下部南西側邊界有發育于砂巖巖層內的泉點出露（圖1）。

圖1 銀溪窩滑坡工程地質平面圖

圖2 銀溪窩滑坡工程地質縱剖面圖

2 滑坡基本特征

2.1 外貌形態特征及規模

銀溪窩滑坡屬于滑移－彎曲潰決型變形破壞形成的老滑坡，因此，其外貌形態及結構特征受此形成機制的嚴格控制。由于老滑坡發生時伴隨著巨大應變能的瞬間釋放，滑體起動速度快，大部分滑體物質在高速滑動過程中完全解體并被拋出堆積于坡體底部，僅部分堆積于滑區范圍內，且坡腳處的大部分滑體物質后期被剝蝕，現存的也只是其一小部分。

滑坡復活體在平面上呈“長舌”狀（圖1），縱向長約250m，平均寬約100m，面積約2.0萬m2，方量約12.0萬m3，屬于中型滑坡。兩側以沖溝為界，后緣略呈陡坎狀，高程930m，前緣以村道下方地形變化較大處為界，高程840m。坡體整體坡向118°，中后部坡度較大30°～40°，經后期人工改造呈多級臺坎狀，中前部坡度較緩5°～15°，為多級平臺；中前部北端坡向變化較大，為67°，坡度20°～30°。

2.2 滑坡體結構特征

滑坡的滑床和滑帶的物質結構組成及形態亦受老滑坡形成機制的嚴格控制。

滑坡堆積體具有縱向上部薄向下逐漸變厚，橫向中間厚向兩側逐漸變薄的特征。上部滑體一般厚度約4m，主要物質成分為老滑坡殘體風化形成的灰黃、黃褐色含碎石粉質黏土，可塑－硬塑狀態，碎石成分主要為砂巖、頁巖及灰巖。中下部滑體一般厚度12m，主要由表層的含碎石粉質黏土和下部的粉質黏土組成；表層的含碎石粉質黏土呈可塑－硬塑狀態，碎石含量大于25%成分為砂巖、頁巖及灰巖，其下為透鏡狀分布的粉質黏土層（圖2），呈軟－可塑－硬塑狀態，碎石含量較少。

滑坡的滑面（帶）受老滑坡形成機制的控制，其形態特征整體上呈折線形（圖2），傾角變化大。850m高程以上受其下滑床巖層面的控制傾角較大，為30°～40°，滑床主要為寒武系長江溝組中段（∈1c2）中薄層砂巖頁巖，產狀135°∠30°～40°，巖體結構較完整。850m高程以下段為滑移－彎曲型老滑坡潰決剪出部位，傾角一般2°～4°，滑床主要為較破碎的中厚層狀灰巖。滑帶土為灰黃色粉質黏土或黏土，濕度大，一般為潮濕－飽和，呈可塑－軟塑狀態，局部呈流塑狀態，含5%～10%的碎石，厚度一般為0.5～1.5m。

3 滑坡變形破裂特征

3.1 “5·12”地震前滑坡變形破裂特征

“5·12”汶川特大地震前，滑坡的變形破壞主要發生在雨季，表現為滑坡體的整體蠕滑－拉裂和局部的表層滑塌。滑坡整體蠕滑－拉裂的主要變形破裂跡象表現為滑坡體中部圈弧狀斷續延伸分布的地面沉陷（圖1、圖3），并引起墻體開裂。此外，坡體內的局部表層滑塌發育，在滑坡中后部可見兩處規模較大的滑坡空腔（圖1）；滑坡中前部可見多處地表滑塌（圖2），致使耕地內出現多級下陷錯臺現象，最大下錯約0.5m，弧狀延伸20～30m，在雨季有持續的變形破壞跡象；前緣的地表滑塌致使村道改道。

圖3 坡體內中部斷續延伸分布的地面沉陷

3.2 “5·12”地震變形破裂特征

在“5·12”地震過程中，滑坡體的變形破裂進一步加劇，主要表現為圈弧狀繼承性裂縫（帶）發育，地面沉陷及墻體裂縫的變形破裂跡象更加明顯。

主要的變形破裂跡象有：①坡體的中部產生了多條圈弧狀裂縫（帶）（圖1）。整體走向140°～170°，斷續圈弧狀延伸，基本上橫貫于滑坡體的中部。引起墻體進一步開裂、地面下沉，片石臺坎破壞（圖4），地表下錯，在最大下錯部位，下錯20cm，拉開15～20cm（圖5）。

4 滑坡復活成因機制與穩定性評價

4.1 復活機制及穩定性定性評價

上述滑坡的變形破裂特征表明，銀溪窩滑坡的復活，主要受降雨和地震的影響。

在雨季，降水下滲，由于滑坡體上部滑床為砂頁巖互層，頁巖為相對隔水層，并且滑床面傾角受巖層面控制，傾角較大，下滲降水沿滑床面向下滲透；由于下部滑床面平緩，降水滲透受阻，于是在滑坡體內中下部形成滯水如圖1所示，在雨季，坡體中下部南西側有泉點出露可以證明。在水作用下滑帶巖土體軟化或泥化，物理力學參數降低，坡體穩定性降低，滑坡體出現蠕滑－拉裂變形跡象，在坡體中部出現斷續分布的地面沉陷。

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圖4 地震引起的片石臺坎破壞和地表裂縫

②滑坡體后緣裂縫致使梯田片石保坎的線狀垮塌（圖6），反映了滑坡體的滑面形態及復活特征。

圖5 地震引起的地表裂縫

圖6 滑坡后側緣堡坎線狀倒塌反映出的滑面形態及復活特征

“5·12”汶川特大地震時，地震力直接導致坡體抗滑力降低，下滑力增大，在坡體中后部形成多條圈弧狀繼承性裂縫（帶），坡體變形破壞加劇，使坡體穩定性進一步降低。

由此可以判定，滑坡在暴雨或地震等不利工況下下處于欠穩定狀態。

4.2 滑坡穩定性定量評價

（1）計算參數的選取。根據巖土體物理力學參數的實驗統計值，并通過與經驗值和反演值的對比，確定穩定性相關計算參數的取值。滑體天然容重取19.80kN／m3，飽和容重取20.70kN／m3，其滑帶土體（粉質黏土）相關物理力學參數取值如表1所示。

表1 滑帶土體物理力學參數取值表

（2）計算結果及評價。選取1－1剖面（圖2）為計算剖面。因該滑坡的滑面（帶）呈折線（面）形，所以采用傳遞系數法對其進行穩定性計算比較合理。同時，這里提供了其他計算方法，以便進行比對。計算結果如表2所示。

表2 銀溪窩滑坡穩定性系數計算結果

計算結果表明：滑坡在天然工況下，處于基本穩定狀態；在暴雨及地震工況下處于欠穩定狀態。計算結果與滑坡穩定性定性判定相符。

4.3 治理措施研究

在充分認識滑坡體的基本特征和變形破裂特征以及影響因素的基礎上，提出相應的治理措施。

（1）水是銀溪窩滑坡復活的直接誘因，也是影響滑坡穩定性重要因素，因此，可以在滑坡體后緣修筑截水溝，將其匯水沿兩側自然沖溝排出，并輔助裂縫填封，以減小水因對滑坡穩定的影響。

（2）對于滑坡整體蠕滑－拉裂變形破壞的治理，采用在滑坡體前緣設置抗滑樁的治理方案，能有效的控制其進一步的變形破壞。因此，本文選用“后緣截水＋坡體內部裂縫填封＋滑坡前緣設置抗滑樁”的綜合治理措施，對銀溪窩滑坡治理。

5 結論及建議

（1）銀溪窩滑坡屬于滑移－彎曲潰決型變形破裂形成的老滑坡堆積體，滑坡體形態及結構特征受老滑坡形成機制的嚴格控制；滑坡近期復活的決定性因素為降雨和地震。

（2）滑坡復活的變形破裂機制為滑移－拉裂型，其變形破裂特征及穩定性計算結果表明，滑坡體在天然狀態下處于基本穩定狀態，在降雨或地震工況下處于欠穩定狀態。

（3）推薦使用“后緣截水＋坡體內部裂縫填封＋滑坡前緣設置抗滑樁”的綜合治理措施對其進行整治。

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