西藏高海拔河谷滑坡成因及穩定性研究

趙永輝 達瓦 朗杰曲珍 央前 洛桑次仁

（西藏自治區水利電力規劃勘測設計研究院，西藏 拉薩 850000）

我國是一個多山多河流國家，造就了獨特的高山河谷地貌，特別是中國西南地區，高山河谷隨處可見，致使斜坡地質災害頻發，影響工程建設和人們的日常生活。因此，關于西南斜坡地質災害的研究從未間斷過［1-13］。

截至目前，斜坡地質災害研究方法較多，主要分定性和定量法。其中，定性法主要依據地質工程師長年累月的工程經驗和相關規范對斜坡地質災害做出主觀判斷；定量法的評價則需要借助大量數學、力學等學科的理論知識，以及巖土體物理力學實驗等。定性法比定量法簡單，且易于操作。文章基于定性法，通過搜集滑坡體場區區域地質和現場基本地質資料，以期分析西藏格曲右岸斜坡滑坡成因及穩定性。

1 區域地質背景

滑坡體位于雅魯藏布江流域格曲段，場區內以河谷地貌為主，出露地層主要有三疊系上統郎學組(T3l)，侏羅系下統日當組(J1r)、中上統(J2-3)，白堊系下統加不拉組(K1j)，下第三系諾布沙群(Elb)，第四系（Q）等。滑坡體地處新生代造山地區，構造活動強烈，地震活動頻繁，地震以淺源地震為主，震中一般分布于活動構造帶上或其附近，具有明顯的成帶性，大量的地震形變帶和大多數震中都沿著活動構造帶分布。雅魯藏布江東西向構造和喜馬拉雅弧形構造東翼的復合部位，區域構造較發育，主要活動性斷裂帶有雅魯藏布江斷裂帶、邛多江斷層、郎杰學—森木斷層及澤當—錯那斷裂組等。邛多江斷層從工程區南側約5km 處通過，沿該斷裂帶歷史上發生過5.0～5.9級地震；郎杰學—森木斷層展布于工程區以北約10km～20km，斷裂帶較平直，在工程區附近沿斷裂帶無歷史強震發震記錄，活動性相對較弱；雅魯藏布江斷裂帶展布于工程區以北約60km 處，是本工程的控制性構造帶。雅魯藏布江斷裂帶在西端的普蘭、帕龍錯和東端的墨脫地區活動強烈，距工程區的距離大于200km；雅魯藏布江斷裂帶中段活動性相對較弱，在工程區附近該斷裂帶平直，且被三條大致平行的近南北向小規模斷層所截切錯斷，表明其構造活動性較弱。桑日—錯那活動構造帶由一系列近南北向斷裂組成，為第四系以來的活動構造帶，曾于1915年12月3日在斷裂組與雅魯藏布江斷裂帶交匯附近的藏嘎村發生過7.0 級地震。查閱《中國地震動參數區劃圖》，工程區50年超越概率10%時的地震動峰值加速度為0.20g，相應地震基本烈度為Ⅷ度，為區域穩定較差區［14-15］。

2 滑坡體基本地質條件

2.1 地形地貌

滑坡體位于雅魯藏布江二級支流格曲右岸，地勢總體呈南高北低趨勢。根據地貌成因與形態將滑坡體近場區地貌劃分為高山區、坡沖洪積扇、冰蝕河谷地貌。其中左岸山體雄厚，山頂高程4500m～4800m，相對高差500m～800m，屬剝蝕中高山，山體坡度45O～55O，局部約60O，山頂高出現代河床平水期河水位600m 以上。山體前緣山麓斜坡部位為坡積塊碎石與沖積漫灘，漫灘寬約50m。右岸山體呈南北向延展的條帶狀，山體橫向寬度大于0.5km，基巖裸露，山體坡度40O～55O，局部約60O，屬剝蝕中高山。山頂高程約4700m，高出現代河床平水期河水位約650m，沖溝不發育，坡沖洪積物前緣與冰水積階地相接，階地地形完整，階面高程約4070m，寬度80m～100m，高出現代河水位約3m～8m。高山區分布于兩岸，高程在4100m 以上，右岸山體中下部多為松散堆積層,中上部大多為巖體，部分由坡沖洪積碎石土所覆蓋，植被覆蓋差。

河谷兩岸階地、漫灘發育，河床穿切于冰水階地之間，冰水階地高出河水面0.5m～15m，河水深0.5m～1.5m，河水受季節性變化影響較大，枯水期和汛期河水位漲幅0.5m～1m，河道彎曲，漫灘分布廣，一般寬度20m～50m，沉積物為漂卵礫石，高出雅礱河平水期河水位0.5m～1.2m，漫灘地形平坦開闊，地形完整，植被覆蓋良好；現代河床彎曲，呈不規則的復合‘S’型，總體流向由南向北，堆積物以沖積成因的漂卵礫石為主，結構松散，級配較差。

2.2 地層巖性

滑坡體近場區地層主要為三疊系上統郎杰學組砂質板巖（T3l）和第四系(Q)。砂質板巖（T3l）主要分布于河谷兩岸基巖山體及河床覆蓋層之下，左壩肩出露高程一般在4072m 以上，右壩肩出露高程一般在4077m 以上。據現場資料，河床部位基巖埋深30m～102m，35m 以下為新鮮完整基巖；砂質板巖呈青灰色，結構致密堅硬，在4075m 以上高程基巖裸露，巖體內裂隙較發育，完整性相對較好。

第四系(Q)類型復雜，滑坡體不同位置處地層類型有所不同，主要分以下幾類：

（1）全新統滑坡堆積體（Q4del）：分布于斜坡中部至前緣處，為塊碎石土層，結構松散，厚度不等。

（2）全新統崩坡積層（Q4col+dl）：分布于滑坡體前緣、中部和后緣處，為塊碎石土層，結構松散，厚度不等，一般為3m～6m，最大可達10m。

（3）全新統沖洪積層（Q4al+pl）：位于河谷及滑坡體前緣處，厚度一般3m～15m，分布連續，卵礫石含量約55%，含少量漂石，磨圓較差。砂土含量約45%，以中細砂為主，泥質含量較高，約5%～8%，1.5m～2m 松散，其下稍密。

（4）全新統沖積層（Q4al）：主要分布于滑坡體前緣，其上覆沖洪積層，為混合土卵礫石，灰白色，結構松散，厚度15m～25m，組成物質主要為卵石、礫石和砂土等，含少量的漂石，以中細砂為主，泥質含量較少，約3%～5%，結構較松散。

（5）更新統冰水堆積層（Q3fgl）：主要分布于滑坡體前緣河谷，下伏于全新統沖積層之下，卵(碎)石含量約30%，礫含量約15%，卵（碎）石粒徑一般4cm～10cm，棱角狀及次棱角狀，表面可見物理作用形成的凹坑、刻痕及裂紋，極不平整。漂石塊徑最大可達200cm，表面鏡面、各種蝕痕明顯，砂土含量約占30%，以中細砂為主，含泥質較高，約5%～8%.

（6）更新統冰積層（Q3gl）：主要分布于滑坡體前緣河谷，下伏于冰水堆積層之下，結構密實，組成物主要為漂(塊)石，碎石、礫石等，漂(塊)石含量約10%，碎石含量約30%，礫含量約20%，碎石粒徑一般4cm～10cm，棱角狀及次棱角狀，表面可見物理作用形成的凹坑、刻痕及裂紋，極不平整，以中細砂為主，含泥質較高，約8%，見圖1。

圖1 斜坡滑坡體全貌圖

2.3 地質構造

據現場地質測繪資料，滑坡體附近未發現較大規模的斷裂和褶皺構造，僅在對岸基巖山體部位發現兩條小規模斷層，均為順層斷裂，斷裂帶長20m～30m，寬50m～150cm，具壓性，帶內物質為片狀巖和少量的斷層泥，擠壓密實，沿斷裂帶未發現有地下水出露痕跡。此外，右岸基巖山體內主要發育四組裂隙，其中J1為NW344o∠47o，J2為NE85o∠80o，J3為SE147o∠35o，J4為NE75o∠88o，J1和J2裂隙較發育，間距一般為10cm～30cm，泥質填充。

2.4 水文地質條件

格曲河流長度約90km，流域面積約900km2，兩岸分布多個村莊，村舍人蓄飲水水源和村舍建筑用水和農業灌溉用水均取自于格曲。格曲右岸斜坡滑坡體處地下水水位線較深，坡表無長期性流水，也無泉眼出露，整體水文地質條件相對簡單。

2.5 物理地質現象

滑坡體場區內海拔高、氣候寒冷、風化作用強烈，滑坡體邊界處基巖較破碎，巖體完整性較差，強度較低。據現場測繪和勘探資料，斜坡砂質板巖強風化水平深度約20m～30m，弱風化帶深度約40m～53m，表層強卸荷帶深度約8m～12m，弱卸荷帶較深厚。

3 滑坡體成因及穩定性分析

3.1 滑坡體發育特征分析

據現場調查，斜坡變形以拉張、剪切裂縫為主，主要分布于滑坡體中部、下游側和后緣，不同位置處發育規模不一。其中滑坡體中部發育一條長約15m，寬度約0.3m～1m 的拉張裂縫，兩側塊碎石土較密實，由滑坡體中部貫通至前緣坡腳處，裂縫局部填充塊碎石土，裂縫兩側壁和底部殘留數條近平行于縱坡向的雨水流痕，見圖2（a）；滑坡體下游邊界處順基巖與覆蓋層界面發育小型沖溝，以剪切-滑移破壞為主，基巖表面殘留數條近平行的滑痕，且于近垂直滑痕方向發育多組拉張裂縫，呈張開狀，約1cm～2cm，無填充，較干燥，具有一定程度的固結，整個拉張裂縫的變形表現出明顯累進性破壞的特點，見圖2（b）；滑坡體后緣發育拉張裂縫，寬度約2m～3m，呈圈椅狀，兩側松散巖土體垮塌下陷，致使裂縫局部已填充，填充物與滑坡體物質組成基本一致，為崩坡積塊碎石土，較干燥，呈散體狀，見圖2（c）。綜上所述，滑坡體中部和后緣以拉張破壞為主，下游邊界處則為剪切-滑移破壞。

圖2 滑坡體發育特征圖

3.2 滑坡體成因分析

一般認為，斜坡發育滑坡體的影響因素較多，通過簡單歸納，主要有以下幾點：

3.2.1 地層巖性。斜坡基巖巖性為三疊系上統郎杰學組砂質板巖（T3l），地處高寒高海拔地區，長期受風化、凍融作用，多呈中等風化——強風化，屬于較軟巖［16］。其在自身重力作用下，易形成斜坡崩坡積體，而結構松散的崩坡積體又為斜坡滑坡體的發育提供了充足的滑源。

3.2.2 地質構造。巖質斜坡坡度和坡向ns 為SE135o∠50o～60o，其所在巖質斜坡內部共計發育4 組結構面，其中結構面J1和J2為優勢結構面。經斜坡內結構面極射持平投影分析，斜坡結構面J1、J2和J4與ns所構成的組合無貫通的變形破壞面，屬于穩定性組合；斜坡結構面J3與ns傾向基本一致，且巖質斜坡坡度大于結構面J3傾角，說明結構面J3在斜坡坡頂和坡腳有露頭，即結構面J3在斜坡上存在貫通的破壞面，屬于不穩定性組合，易于斜坡上形成松散崩坡積體，其同樣為滑坡的孕育和產生提供了物源，見圖3。

圖3 巖質斜坡極射持平投影

3.2.3 水文地質及降雨。據斜坡滑坡體現場調查，其前緣至后緣處均無泉眼出露跡象，加之滑坡體內部地下水位線相對較低，整體滑坡體較干燥，無地下水浸潤跡象，說明地下水對斜坡變形影像較小。此外，滑坡體前緣遠離格曲河道，兩者相距約150m，不存在河流對右岸斜坡堆積體前緣淘蝕的可能，見圖4。綜上所述，滑坡體場區地下水對斜坡堆積體的變形破壞影響較小。

圖4 滑坡體與格曲位置圖

調查滑坡體坡表變形裂縫發現，裂縫兩側及底部殘留水流沖刷跡象，部分較大裂縫均由水流沖刷所致，加之滑坡體上無泉眼出露。綜合判斷認為，強降雨是斜坡堆積體產生變形裂縫的主要誘發因素。特別是，2018 年西藏自治區降雨量普遍偏多，致使該滑坡體原生裂縫周邊發育多級次生變形裂縫。

3.2.4 地震。據區域地質背景，滑坡體受遠場區中等強度和近場區強震影響，歷史地震對場區最大影響烈度為Ⅶ度，區域構造穩定性較差，地震對斜坡巖質邊坡穩定性不利，利于巖質斜坡處發育崩坡積體。但是，斜坡滑坡體形成于近期，且同期斜坡滑坡體場區附近未發生較大地震活動。因此，斜坡滑坡體的形成與地震活動無關。

3.2.5 人類工程活動。滑坡體前緣分布一條寬約5m～8m 的鄉村道路，然道路距離滑坡體約90m，且道路施工處地形平坦開闊，無需大規模施工開挖工作，因此，可排除道路施工開挖擾動對斜坡堆積體穩定性的影響。

3.3 滑坡遙感影像解譯

斜坡堆積體穩定性定性評價主要依據滑坡區歷史遙感影像解譯、現場變形跡象調查和分析。

據歷史遙感影像，從2005年3月14日至2012年3月23 日，滑坡區變形裂縫維持現狀，并未出現大規模延伸、擴展跡象，同時，滑坡宏觀整體地形地貌也為產生較大變化，由此可知，滑坡整體基本穩定，見圖5。

圖5 滑坡歷史遙感影像(Google Earth)

據現場資料，滑坡體破表局部殘留多級變形裂縫，沖溝和裂縫兩側巖土體上延伸發育多級新鮮微裂縫，且存在順裂縫底部剪切-滑移填充沖溝的趨勢，由此可知，滑坡局部存在變形跡象，局部穩定性較差。

綜上判斷，自然狀態下，滑坡體目前存在小規模局部變形的可能，整體處于基本穩定狀態，同時，滑坡體場區內強降雨或地震有加劇滑坡體上裂縫變形規模的可能。

4 結論及建議

文章基于西藏高海河谷區斜坡滑坡體區域地質背景、基本地質條件、變形破壞特征和歷史遙感影像解譯，分析了格曲右岸斜坡滑坡體成因及穩定性，得到如下結論及建議：

格曲右岸巖質斜坡地層巖性、地質構造和區域地震有利于斜坡形成崩坡積體，斜坡崩坡積體是進一步發育斜坡滑坡體的物源。強降雨是格曲右岸斜坡崩坡積體上發育滑坡體的主要誘發因素，地下水和人類工程活動對滑坡體的發育影響不大。

斜坡滑坡體中部和后緣以拉張破壞為主，下游邊界處則為剪切-滑移破壞。格曲右岸斜坡滑坡體所在場區區域穩定性較差，自然工況下，除小規模局部變形外，滑坡體整體處于基本穩定狀態；強降雨工況或者地震工況下，滑坡體上裂縫變形規模存在加劇的可能。

鑒于該滑坡體上已發育多條變形裂縫的事實，為確保穩定性評價結果更為合理，建議在文章定性評價的基礎上，采用剛體極限平衡法、有限元法等方法展開適當的穩定性計算工作。