重慶市南川區頭渡鎮玉臺村三社1號滑坡形成機制分析

楊春 郭浪 李善濤

摘要：玉臺三社1號滑坡變形跡象明顯，潛在危害大，結合滑坡調查、勘探資料，通過對滑坡所處地理位置、地質背景條件及形成的內因、外因的研究，分析了滑坡誘發因素及形成機制，結果表明，人類工程活動及降雨入滲是誘發滑坡形成的主要因素。同時結合滑坡穩定性評價結果，提出了防治措施建議。

關鍵詞：滑坡;誘發;形成機制

重慶市地處四川盆地東緣，地質構造復雜，常年降雨量較為豐富。受地形地貌、地質構造、降雨、人類工程活動影響，地質災害較為發育，給群眾生產生活造成較大危害。

2018年11月初，南川區頭渡鎮玉臺村三社1號滑坡出現多處地表開裂、房屋變形跡象，后緣裂縫張開約5～10cm，下錯約30～50cm，且隨著降雨增多變形逐步加劇，威脅滑坡體上住戶35戶143人、金佛山南坡在建上山公路、金佛山電站在建壓力管道、頭渡大橋以及在建金佛山水利工程水庫等安全。

一、滑坡區地質環境條件

（一） 氣象水文與地形地貌

該滑坡地處亞熱帶溫潤季風區，區內氣候溫和，雨量充沛，多年平均降雨量1185.0mm。滑坡區屬構造中高山地貌，地勢總體上北高南低，后部為甑子巖-錦屏峰陡崖帶，地形總體上呈陡崖（灰巖陡崖）—緩（緩坡平臺）—陡—緩（緩坡）—陡崖（柏枝溪右岸陡崖）的地形;滑坡區微地貌為斜坡，坡向約175～180°，地勢呈簸箕型形分布，最高點位于滑坡體后緣，海拔1040m，最低點海拔915m，相對高差約125m，地形坡度一般20°～25°，局部陡坎坡角達55°。

（二）地質構造

構造上位于龍骨溪背斜的西翼靠近軸部，巖層呈單斜產出，產狀280～300°∠5～7°，地質構造簡單。巖體發育3組陡傾構造裂隙：J1組產狀105°∠86°，延伸長度7～50m，間距0.5～5m，微張～張開，張開約0.1～1.0m;J2組產狀203°∠89°，延伸長度5～6m，間距1～2.0m，閉合～微張，無充填，裂隙面較平直;J3組產狀155°∠83°，延伸長度5～8m，間距1.5～2.0m，閉合～微張，無充填，裂隙面較平直。

（三）地層巖性

滑坡區及其鄰近區域出露地層主要為第四系人工填土（Q4ml）;崩塌堆積層（Q4col+dl），以塊石土為主，塊石粒徑0.2～3.0m不等，最大粒徑達5～12m，塊石含量30%～65%，局部可達70%以上;志留系韓家店組（S2h），薄～中厚層黃灰色、灰綠色頁巖夾粉砂巖及灰巖透鏡體;小河壩組（S1x），薄-中厚層狀灰黃色、灰綠色砂巖。

（四）水文地質條件

滑坡區豐水期地下水流量一般0.05～0.5升/秒。地下水的埋藏深度較淺，勘探時地下水位一般在0.48m～26.65m，由于上覆粘土層較厚（約3～7m）且屬于相對隔水層，滑坡堆積體碎塊石土層為相對含水層，根據鉆孔（抽水試驗孔及野外工作結束時鉆孔統一觀測）水文觀測資料分析：該類地下水已形成穩定的地下水位。

據現場調查，滑坡區范圍有9個泉點由崩塌體內滲出，泉口為塊石堆砌，枯季流量約0.01～0.10L/s，雨季可達0.5L/s，雨后略顯渾濁。

崩坡積塊石土中塊石以灰巖為主，塊徑較大，可達5～12m，局部可見溶腔、溶隙，在接受大氣降水及基巖裂隙水的補給后，起到良好的儲水及導水作用。

（五）人類工程活動

2017年9月份開始，自滑體中部通過的金佛山南坡上山公路開始建設，在公路內側形成1～3m的土質邊坡，部分路段公路內側采用片石擋墻進行支護，公路內側邊坡無垮塌現象，但路面及擋墻錯斷裂縫明顯;公路外側形成1～8m的土質回填邊坡，坡腳進行了干砌擋墻護腳，局部擋墻已經破壞。滑坡體上當地居民修建房屋、生產耕種等活動也對坡體進行了一定的改造。

二、滑坡基本特征

滑坡平面形態呈“簸箕”型，右側以陡緩交界剪切裂縫為界，左側以羽狀剪切裂縫為界，后緣以陡緩交界處拉裂縫為界，前緣為陡崖頂部鼓脹變形處，周界變形裂縫明顯。滑坡長約480m，平均寬度約280m，平均厚約25m，體積約336×104m3，主滑方向約175°，屬大型中～深層堆積層滑坡。

（一）滑體特征

據鉆探揭露，滑坡區覆蓋層厚19.5m～35.0m，主要由粉質粘土、塊石、碎石組成，局部含淤泥質塊石土。粉質粘土多為黃褐色，呈可塑～硬塑狀。塊石土主要由灰巖塊石及粉質粘土組成，局部夾雜淤泥質土，分布極不均勻;塊石土主要以灰巖塊石為主，局部夾少量頁巖碎片，整體呈現崩塌堆積體塊石含量較多，約50%～65%。塊石粒徑較大，塊石粒徑主要分布約0.2～3.0m，局部塊石粒徑達5～12m。

鉆孔揭露出滑體中存在多期次堆積面，多次堆積后沿各期次崩塌堆積面形成了厚0.4～5.8m的含碎石粉質粘土層，其土質相對潮濕、隨埋藏深度加深密實度增高，該薄弱層的特點是局部富含有機質，存在泥化現象，碎石含量相對較少，對比前后鉆孔發現各鉆孔中堆積面期次不同，規律性較差。

（二）滑帶特征

滑坡滑帶特征明顯，勘探巖芯可見滑動跡象，主要分布于滑坡土體內部和巖土界面。軟弱層為粉質粘土，灰褐色、黃褐色，土質相對潮濕、隨埋藏深度加深密實度增高，該層局部富含有機質，存在泥化現象，碎石含量較少，力學性質較低，部分含5～25%灰巖、頁巖碎石，為滑帶，勘探揭示滑帶埋深20m～30.0m之間。根據滑帶土室內試驗其天然含水量約為22.7～34%，平均28.17%。滑帶與下覆基巖面和地形的起伏密切相關，傾角5～15°。

（三）滑床特征

滑床為第四系滑坡堆積層和志留系中統韓家店組（S2h）頁巖。滑床頂面總體形態呈“凹槽型”，剖面呈“弧狀”，北高南低，總體上滑坡后部較陡，坡角一般15°～48°，中部相對較緩，坡角一般10°～15°，前緣較平緩，坡角3°～14°。

（四）滑坡變形特征

通過調查訪問，滑坡體后緣、中部及前緣均出現大量墻裂及地面裂縫，尤其在滑坡中后部房屋墻裂、地裂、墻體錯開、墻體剪斷、公路錯裂、水田開裂漏水、電線桿歪斜等現象極為明顯，滑坡區發生拉張變形的裂縫多達數十條，局部地面裂縫初現時間為2018年9月和10月連續降雨，2018年11月7-8日連續強降雨，裂縫進一步擴大，裂縫寬一般10～500mm，延伸一般5～125m，主要裂縫詳見滑坡地面裂縫分布示意圖。

三、滑坡誘發因素及形成機制分析

滑坡的形成與地形地貌、地層巖性、坡體結構、大氣降水、人類工程活動等內因、外因密不可分，是以上因素綜合作用的結果。其中，降雨及人類工程活動是該滑坡形成的主要誘發因素。

（一）滑坡誘發因素

3.1.1地形條件

滑坡為斜坡地形，斜坡地形具有一定的匯水面積，加之滑坡處于斜坡中下部，后側大面積的山體匯水直接匯入滑坡區內，一部分滲入滑體松散堆積體中，增加滑體自重、降低巖土界面抗剪強度;一部分直接沖刷斜坡面，破壞滑坡整體性，降低滑坡穩定性;且滑坡前緣為陡崖帶，為滑坡滑動提供了良好的空間條件。

3.1.2? 地層巖性

滑體塊石含量較高、滑體較松散，透水性相對較好，而下伏穩定基巖主要為志留系中統韓家店組頁巖，其隔水性能相對較好，且遇水易軟化、泥化，其抗剪強度降低。

3.1.3? 水的作用

（1）增大滑體重量

由于滑體塊石含量較高，使得滑體具有較高的孔隙性和吸水性，降雨在徑流過程中會產生不同程度的入滲，滲透水在增加坡體土含水量的同時，導致滑體重量的增加。

（2）降低滑帶抗剪強度

降雨入滲使巖土界面處基巖軟化和泥化，抗剪強度大幅度降低。具體過程為：滑體塊石含量較高、覆蓋層相對松散，土體直接裸露地表，降雨入滲條件相對較好;滑床為頁巖，透水性差，因此，雨季降雨造成地下水位上升，水位上升使基覆面土體帶軟化，形成軟弱結構面，當粘土達到了軟塑～流塑狀態，滑體極易滑動。

3.1.4? 人類工程活動

滑體內房屋、公路、壓力管道等建設平場形成的切坡，擾動坡體應力分布狀態，對坡體變形破壞具有一定促進作用;村民在滑坡體上進行耕種對土體的擾動利于雨水入滲。

滑坡中部由于復建公路的修建，進行了一定規模的回填壓實處理，壓實后的填土透水性降低，導致斜坡原有地下水運移通道受到一定程度的堵塞，地下水運移速度降低，使得滑體內地下水位局部雍高，土體飽水導致滑體重量加大、巖土界面長時間受地下水浸泡而抗議剪強度降低。由于該滑坡原始穩定性系數僅略大于安全系數，處于極限平衡狀態，因滑體內地下水位的抬升使該平衡被打破，從而發生推移式滑動破壞。

（二） 形成機制分析

滑體內第四系松散堆積物以粉質粘土夾塊碎石為主，結構較松散，易受降雨及地表水入滲運移的影響;下伏基巖主要為志留系韓家店組頁巖、小河壩組粉砂巖。由于該斜坡堆積層歷史上發生過多次崩滑堆積，暴雨及持續暴雨條件下，地表水沿第四系松散土體及滑坡后部基巖裂隙水滲入滑坡體內，將沿著原始殘坡積土層以及部分基巖頂面流動，使原始殘坡積層及土巖接觸面被軟化、泥化，形成軟弱夾層，沿這些層面蠕滑形成滑帶土。中前部公路修建過程中對土體的壓實作用則改變了地下水運移通道，使地下水位抬升，增加滑體重量，加劇了滑坡的變形破壞趨勢。

四、滑坡穩定性評價

（一）滑坡穩定性宏觀分析

根據調查、勘探工程揭露，滑坡地表拉張裂縫發育，居民房屋和公路開裂、變形，斜坡兩側出現羽狀剪切裂縫等變形特征。滑坡滑動面已大部分形成，前緣隆起，存在大量垂直等高線的壓致張裂縫，地表和房屋建筑拉張裂縫明顯，滑坡兩側羽狀剪切裂縫明顯，電線桿歪斜等，符合強變形階段的特征，故判斷滑坡處于強變形階段。

據計算結果，滑坡在天然工況下整體處于基本穩定狀態，暴雨工況下整體處于欠穩定～基本狀態，計算結果與現場調查、鉆探揭露巖芯結果吻合。

（二） 穩定性因素敏感性分析

（1）滑帶土抗剪強度指標敏感性分析

滑坡穩定性影響因素敏感性分析選擇主滑動面1-1′剖面的暴雨工況進行，分析范圍為C=10～30kPa，φ=13～20°，分別假定滑帶土的C、φ值，對應算出穩定系數Fs值。計算結果表明，φ值升高1°，FS值升高0.060～0.065，C值升高1kPa， FS值升高0.016～0.018，當C值為10kPa～30kPa之間，φ值為13°～20°之間時，φ值每增加1°，Fs值的增幅出現的波動較大，滑坡體穩定性對φ值較敏感。

（2）地下水位敏感性分析

根據勘查成果，滑帶土抗剪強度較高，且滑面傾角較緩，初步判定地下水對滑坡穩定性影響甚大，滑坡穩定性影響因素敏感性分析選擇滑坡主滑動面1-1′剖面的暴雨工況進行，分析范圍為地下水位下降0.5～4.0m，分別取滑帶土的C、φ值，對應算出穩定系數Fs值。計算結果表明，地下水位下降約4.0m，穩定性系數為1.164，滑坡趨于穩定。

五、防治措施建議

結合滑坡誘發因素及其危害對象，提出滑坡治理工程設計方案為：削坡減載+坡面格構防護+截排水+仰斜式排水孔。

（1）削坡減載：針對滑坡推力計算結果，滑坡控制剖面剩余下滑力大（2884.17～3920.4KN/m）、滑體厚的特點，一般抗滑樁工程施工難度大，難以滿足抗滑支擋要求，因此建議在后緣進行削坡減載，放坡坡比1：2.5～1：2，放坡坡高10m，在坡頂設置馬道，坡面采用人字形格構護坡+草籽綠化。

（2）截排水：為減少降雨入滲及坡外水體進入滑坡體內，在滑坡后緣、放坡坡腳設置截排水溝，以有效攔截地表水、坡面匯水。

（3）仰斜式泄水孔：針對滑坡區內地下水埋深淺、地下水排泄不夠通暢、及時的問題，建議在公路沿線陡坡處（已有擋墻處）設置仰斜式排水孔，加快土體內部地下水排出，有效降低地下水位。

六、 結論

（1）該滑坡的形成、變形破壞與其所處地形地貌位置、地質背景條件及降雨入滲、人類工程活動等緊密相關，其中原多期次堆積體、巖土性質是其內在因素，連續的降雨入滲、人類工程活動是其主要誘因。

（2）重慶地區仍存在類似隱患，在不合理的人類工程活動、強降雨等因素作用下，仍可能發生變形破壞，應采取有效措施進行防治。一是加大排查力度，及早發現隱患;二是人類工程活動建設開展前應加強前期地質工作力度，避免不合理開挖誘發災害的形成;三是地質災害防治開展詳細的勘查工作，查明誘因，對癥下藥，通過合理的防治技術，與環境協調，使防治工程達到最佳社會效益、生態效益。

參考文獻：

[1] 郭浪，唐立等.重慶市南川區頭渡鎮玉臺村三社滑坡治理工程應急勘查報告，2019.1

[2] 張倬元，王士天，王蘭生，黃潤秋等.工程地質分析原理（第四版），地質出版社，2020

[3] 地質災害防治工程勘查規范（DB50/T 143-2003），重慶市質量技術監督局發布

[4] 地質災害防治工程設計標準（DBJ50 T-029-2019），重慶市住房和城鄉建設委員會發布

作者簡介：

楊春（1973-）男，高級工程師，大學本科工學學士，主要從事地質災害、城市地質、地質環境保護等方面工作。