貴州省關嶺縣永窩、大寨滑坡-碎屑流形成機制淺析

劉 勇，胡 嶼

（貴州省地質環境監測院，貴陽 550004）

貴州省關嶺縣永窩、大寨滑坡-碎屑流形成機制淺析

劉 勇，胡 嶼

（貴州省地質環境監測院，貴陽 550004）

本文對永窩、大寨滑坡-碎屑流形成機制進行了初步分析，認為斜坡坡體結構面發育，主要存在3組陡傾構造節理以及一組原生節理，將巖體切割成楔形體，其中一組構造節理形成的古斷裂面，為滑坡形成的主控因素；連續的干旱，然后持續的強降雨，誘發滑坡的發生。

滑坡；碎屑流；關嶺

0 引言

2010年6月28日下午14時，貴州省關嶺縣崗烏鎮大寨村永窩組、大寨組突發大型滑坡-碎屑流災害，造成37戶42人死亡、57人失蹤。永窩、大寨滑坡-碎屑流為高速遠程滑坡-碎屑流，估算滑坡體積約1.2×106m3，滑坡形成的碎屑流流動距離約900m，直達北盤江(光照水庫)江畔。本文在野外地質調查的基礎上， 著重分析闡述該滑坡-碎屑流的形成機制。

1 地質環境條件

1.1 地形地貌

滑坡-碎屑流區地形地貌類型為溶蝕-侵蝕深切低中山河谷斜坡地貌（照片1），滑坡形成的碎屑物質沿原溝谷堆積，對原始溝谷改造強烈，主溝溝源為永窩背后斜坡頂部的楊家洞，支溝呈樹枝狀發育，溝域地形上陡下緩，溝域上游微地貌為陡崖、陡坡，地形坡度25°～38°，下游微地貌為緩坡、臺地，地形坡度10°～15°。區內地形起伏較大，最高點位于永窩背后斜坡頂部的二道巖，高程為1642.4m，

最低點位于光照水庫水位面，蓄水水位為730m，正常蓄水水位下，相對高差約912.4m。

照片1 滑坡-碎屑流區航拍照片

1.2 地層巖性

滑源區地層巖性為三疊系下統飛仙關組（T1f）粉砂質炭質泥巖、泥質炭質粉砂巖互層、長石砂巖，夾薄層泥質灰巖條帶，薄至中厚層狀，泥、粉、粗晶結構，巖層產狀185°∠35°；滑源區后部以上地層巖性為三疊系下統永寧鎮組（T1yn）灰巖、泥質灰巖、白云巖夾少量泥巖；碎屑堆積區地層巖性以二疊系上統龍潭組和長興組（P3l+c）粉砂巖、粉砂質泥巖、碳質泥巖互層夾煤層為主，薄層狀，泥晶、粉晶結構。

1.3 地質構造

滑坡-碎屑流區處于普安山字型構造脊柱、大田-法郎向斜北翼、王家寨向斜西段的北翼，斷裂不發育，為單斜構造，巖層總體產狀走向近EW，傾角35o～40o。 區內新構造運動表現為間歇性抬升，斷塊間差異運動不明顯。晚更新世以來，斷裂無活動表現，區域穩定性較好。

1.4 水文地質特征

滑坡-碎屑流區地下水按賦存狀態分為碳酸鹽巖巖溶水、基巖裂隙水、松散巖類孔隙水3種類型。其中，碳酸鹽巖巖溶水分布在三疊系下統永寧鎮組（T1yn）中，中等透水，多為裂隙溶洞水，富水性強，含水相對較均一。巖溶發育，地下水呈管道流動，以泉水的形式集中排泄。永窩背后山頂發育數個呈串珠狀分布的巖溶漏斗，在永寧鎮組（T1yn）第一段與第二段地層接觸帶附近常有泉水出露，永窩-大寨溝源位于永寧鎮組（T1yn）中，溝域上游的泉水為原永窩組村民的飲用水源。

2 滑坡-碎屑流基本特征

根據永窩、大寨滑坡-碎屑流的運動過程和堆積特征，并結合現場調查及遙感解譯成果，將永窩、大寨滑坡-碎屑流劃分為滑源區、碎屑堆積區。現將各分區特征分述如下：

2.1 滑源區

滑源區位于永窩-大寨溝域上游主溝左側、永窩組村寨后部山體下部，滑源區縱斷面呈圈椅狀，“椅背”為滑壁，“座面”為滑面，西南側“扶手”為山脊。滑坡縱長約210m，前緣寬約150m，后緣寬約160m，面積約2.5×104m2，滑坡體積約1.2×106m3，前緣高程約1030m，后緣高程約1185m，前緣與后緣相對高差約155m，斜坡坡腳主溝轉彎處高程約915m，其與滑坡前緣高差約115m。滑源區巖性為粉砂質泥巖、泥質粉砂巖互層、長石砂巖，夾薄層泥質灰巖條帶，節理裂隙發育，軟巖與較硬巖相間，總體強度較低，上部巖石相對下部較軟，基巖局部巖層層面、節理面有溶蝕現象，裂隙面有溶孔。

滑源區可分為兩個滑塊，主滑塊先發生滑動，次級滑塊在主滑塊的牽拉下隨后發生滑動。主滑塊滑向約315°，滑面被堆積物掩蓋，滑壁較平直，主要受產狀295°～315°∠64°～85°的節理控制，滑壁下部產狀325°∠75°，滑壁中下部表面遍布薄層鈣質、泥質膠結角礫巖，為節理面貫穿形成的古斷裂面，上部表面較為光滑，為新近形成的。次級滑塊滑向約325°，從航片上看（照片2），滑面擦痕明顯，滑坡發生后該區域表層發生過多次崩塌，現滑面特征不明顯[1，2]。

照片2 滑源區航拍照片

2.2 碎屑堆積區

碎屑堆積區主要沿溝域主溝展布，平面上近似呈弧形，大寨組上部為轉折端，轉折端以上堆積區長軸方向約315°，和滑坡主滑方向一致，縱長約400m，轉折端以下堆積區長軸方向約260°，縱長約500m。堆積區面積約118000m2，分布高程755～1030m，前后緣高差275m。

堆積區上部地形較平緩，平均坡度約12°，平面上近似呈楔形，后緣寬約150m，前緣寬約90m，前緣在碎屑流右側鏟刮點處形成鎖口，再往下堆積區中部變緩、變陡，平均坡度約15°，平均寬約55m，轉折端變寬，轉折端最大寬度約100m，堆積區下部變緩、變窄，平均坡度約9°，平均寬約60m。

照片3 滑源區照片

碎屑堆積按顆粒的粒徑大致可分為塊石區、碎石區，塊石區與碎石區并排分布，塊石區呈帶狀展布溝域中上游左側主溝中，巖石塊體之間雜亂排列，空隙很大，堆積層深度較大，鉆探非常難以鉆進，且無原第四系覆蓋層揭露；碎石區分布在塊石區右側，堆積較為緊密，堆積層深度較小，鉆探容易鉆進，有原第四系覆蓋層揭露，且有些區域原第四系覆蓋層未被破壞[1，2]（照片3）。

3 滑坡成因機制分析

3.1 滑坡形成因素分析

（1）地形地貌

滑源區原始地形近似呈三角錐形，三條棱邊為山脊，兩個山脊之間呈弧面靠椅狀，滑坡發生在弧面靠西南側山脊，原始地形平均坡度約38°。滑源區位于高陡斜坡坡腳，坡腳應力集中，這也是滑源區巖石節理裂隙發育的原因之一。滑源區高程1030～1185m，斜坡坡腳主溝轉彎處高程約915m，其與滑坡前緣高差約115m，坡體臨空條件較好，為高速遠程滑坡-碎屑流的形成提供了有力條件（圖1、2）。

圖1 滑坡-碎屑流區原始地形表面圖（根據1：1萬地形圖繪制）

（2）地層巖性

滑源區地層為三疊系下統飛仙關組（T1f）粉砂質炭質泥巖、泥質炭質粉砂巖互層、長石砂巖，夾薄層泥質灰巖條帶，強-中風化，薄至中厚層狀，泥、粉、粗晶結構，巖質較軟，巖層總體呈單斜產出，產狀一般為185°∠35°，反傾坡內。該套地層雨水暴曬后極易崩解，斷面呈球面，且極易卸荷松動，造成滑源區巖石破碎、節理裂隙發育，是滑坡形成的內在影響因素。

圖2 滑坡-碎屑流區地形表面圖（根據實測1∶1000地形圖繪制）

（3）結構面

滑源區地層節理裂隙發育，節理面遍布薄膜狀方解石，局部節理面有溶孔，節理面多呈開口狀，充填物主要為鈣質、泥質，主要發育20°∠70°、50°～60°∠63°～85°、295°～315°∠64°～85°等3組構造節理以及185°∠35°一組原生節理（層理），將巖體切割成楔形體，影響斜坡穩定性。滑壁下部產狀325°∠75°，與295°～315°∠64°～85°節理大致平行，表面遍布薄層鈣質、泥質膠結角礫巖。滑壁中下部為該組節理貫穿形成的古斷裂面，原古斷裂面并未完全貫穿坡體，同時由于斷裂面的存在，分離了原滑坡體與母巖，原滑坡體應力釋放，強力卸荷，使得原滑坡體內巖石比母巖更加破碎，因此該斷裂面為滑坡形成的主控因素（照片4、5）。

照片4 滑壁中下部遍布的角礫巖

照片5 滑坡后緣拉裂面節理裂隙

（4）降雨作用

2009年入秋以來，貴州遭遇歷史上罕見的連續干旱，巖土體嚴重脫水。災害發生前，當地經受了持續一周的降雨，巖土體充分吸水，長期脫水的粉砂質泥巖、泥質粉砂巖，遇水后迅速膨脹、崩解，原滑坡體內破碎的巖體更加破碎，使得巖體近似于“離散”狀態，同時滑壁上部原本未完全連通的節理面與滑壁中下部古斷裂面完全貫通。2010年6月28日0時到14時，崗烏鎮連續降雨246mm，其中最大小時降雨量52mm，為關嶺縣有氣象記錄以來的最大降水量。滑坡后部以山脊分水嶺為界形成的匯水區面積約50000m2，在強降雨的作用下，加之飛仙關組上部永寧鎮組灰巖內巖溶管道的匯水作用，使得僅通過裂隙排水速度遠不及水體匯入速度，排水不暢，裂隙面迅速充水，巖土體近似飽和狀態，灌入的水體對原滑坡體起到持續的浮托作用和“水楔”[2]推動作用，原滑坡體承受巨大的水壓力和浮托力。因此，降雨是滑坡發生的主要誘發因素[3]。

3.2 滑坡-碎屑流形成機制分析

根據對滑坡-碎屑流基本特征、形成因素等的分析，作者將滑坡-碎屑流的形成分為4個階段[4～7]：

（1）滑體碎裂，古斷裂面貫通階段

持續的降雨，使因長期干旱而嚴重脫水的粉砂質泥巖、泥質粉砂巖膨脹、崩解、碎裂化，使得滑壁上部原本未完全連通的節理面與滑壁中下古斷裂面完全貫通，在原滑坡體最大剪應力面附近的巖體碎裂的程度比坡體內部大，形成不連續的破碎帶。

（2）滑帶形成，主滑塊啟動階段

2010年6月28日，短時間的強降雨，使坡體快速充水至飽水狀態，在重力和水的作用下，滑坡體最大剪應力面附近巖體加速破碎，以致原本不連續的破碎帶貫穿形成滑帶，在滑帶的形成過程中，滑帶的摩阻力急劇降低，當下滑力大于抗滑力時，滑體啟動。

（3）主滑塊高速滑動，次級滑塊啟動階段

主滑塊啟動后，在重力、水的浮托力和壓力作用下，在滑面上加速滑動，直至從斜坡上拋射出去； 主滑塊滑動的同時拉裂次級滑塊，直至與次級滑塊完全脫離，此時次級滑塊下部失去了支撐，巖體沿節理面破裂，次級滑塊啟動。

（4）碎屑流流動堆積階段

滑體被拋出之前已處于散體狀態，滑體內部相對較堅硬、完整的巖石最先落下，沖擊、攜卷、刮鏟溝域表層松散巖土體，并將沖溝中流水、部分松散物連通后續的滑體表層相對較松散的巖土體擠向右側，形成碎屑流。

4 結論

（1）滑坡-碎屑流區山體為單斜構造，巖層總體產狀走向近東西，傾角35°～40°。坡體結構面發育，主要存在3組陡傾構造節理以及1組原生節理，將巖體切割成楔形體，滑坡后壁為295°～315°∠64°～85°貫穿形成的古斷裂面，該斷裂面為滑坡形成的主控因素。

（2）連續的干旱，然后持續的強降雨，是滑坡的主要誘發因素。

[1]殷躍平，朱繼良，楊勝元.貴州關嶺大寨高速遠程滑坡-碎屑流研究[J].工程地質學報.2010，18（4）：445 ～454.

[2]劉傳正.貴州關嶺大寨崩滑碎屑流災害初步研究[J].工程地質學報.2010，18（5）：623 ～630.

[3]白永健，鄭萬模，李明輝，易志堅，王東輝.川藏公路茶樹山滑坡特征及成因機制分析[J].工程地質學報.2010，18 （6）：862 ～866.

[4]許 強，黃潤秋，殷躍平，侯圣山，董秀軍，范宣梅，湯明高. 2009年6.5重慶武隆雞尾山崩滑災害基本特征與成因機理初步研究[J].工程地質學報.2009，17（4）：433～444.

[5]劉傳正.重慶武隆雞尾山危巖體形成與崩塌成因分析[J].工程地質學報.2010，18（3）：297～304.

[6]黃河清，趙其華.汶川地震誘發文家溝巨型滑坡-碎屑流基本特征及成因機制初步分析[J].工程地質學報.2010，18 （2）：168～177.

[7]黃潤秋，裴向軍，李天斌.汶川地震觸發大光包巨型滑坡基本特征及形成機理分析[J].工程地質學報.2008，16 （6）：730～741.

The Analysis of Formation Mechanism of Rockslide-debris Flow at Yongwo-Dazhai in Guanling Couty, Guizhou Province

LIU Yong，HU Yu

（The Institute of Geo-environmental Monitoring of Guizhou Province, Guiyang 550004）

The formation mechanism of rockslide-debris flow at Yongwo-Dazhai in Guanling County, Guizhou Province, is preliminarily studied in this paper. The research results show that the structural surfaces of the slope are well developed, which surfaces include three sets of steeply inclined tectonic joints and a set of primary joints in the slope. The slope was cut into the wedge-shaped bodies by these joints. Of them a set of structural joints belong to the ancient fracture surface; it was the main controlling factors of the landslide. It concludes that the landslides could be induced by continuous drought and heavy rainfall.

Landslide；Rock-debris fl ow；Guanling County

P642.22

A

1007-1903（2013）02-0016-05

中國地質調查局項目 （No.1212011089055）

劉 勇（1983- ），男，碩士研究生，地質工程專業。