回頭溝滑坡發(fā)育特征及防治措施研究

杜 野，裴向軍，葉 鈴

（成都理工大學(xué)地質(zhì)災(zāi)害防治與地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點實驗室，成都 610059）

0 引言

滑坡災(zāi)害的成因主要包括降雨、地震和人為的不當(dāng)開發(fā)，其中又以降雨誘發(fā)滑坡災(zāi)害最為常見，且造成大量人員傷亡及財產(chǎn)損失。2010年7月23日四川省廣元市發(fā)生暴雨災(zāi)害，造成了大量的崩塌、滑坡等災(zāi)害的發(fā)生。位于廣元市朝天區(qū)雙河村的回頭溝滑坡是此次降雨過程的一個典型的降雨誘發(fā)型順層巖質(zhì)滑坡。經(jīng)歷了此次降雨過程，回頭溝滑坡變形破壞特征明顯。由于滑坡前緣緊鄰回頭溝溝道，因此對于滑坡是否會失穩(wěn)破壞及滑坡失穩(wěn)破壞后是否會堵塞溝道造成堰塞湖災(zāi)害，是關(guān)系到回頭溝滑坡體上居民及下游居民生命財產(chǎn)安全的重大工程地質(zhì)問題。因此查明回頭溝滑坡發(fā)育特征是必要而且緊迫的，同時也為滑坡的治理方案提供必要的地質(zhì)依據(jù)。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌特征

回頭溝滑坡區(qū)高程為500～550m，屬于構(gòu)造剝蝕中低山地貌。滑坡地形臨空條件發(fā)育，總體地形起伏不大，地貌形態(tài)成階梯狀，坡度在26°～30°?；麦w植被發(fā)育，坡體前緣主要為村民耕種的水田，滑坡后緣處主要以旱田及經(jīng)濟(jì)樹種種植為主。

1.2 地層巖性

滑坡地層巖性為第四系坡殘積層（Qel＋dl4），含碎石、角礫、砂礫粉質(zhì)黏土，坡體各部分均有分布，黃褐色，稍濕，可塑—硬塑，第四系坡殘積層厚度分布不均勻，一般在0.5～3m左右。

基巖為志留系中下統(tǒng)（S2＋3）頁巖：青灰色、紅褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，礦物成分以黏土礦物為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及鉆孔揭露，強風(fēng)化頁巖礦物成分顯著變化，組織結(jié)構(gòu)大部分破壞，風(fēng)化網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，侵水后迅速軟化或崩解，表層產(chǎn)生泥化、黏土化現(xiàn)象，巖層風(fēng)化破碎較嚴(yán)重?；鶐r產(chǎn)狀為295°∠14°，滑坡區(qū)主要發(fā)育2組節(jié)理，節(jié)理①20°∠85°，節(jié)理②38°∠78°，2組結(jié)構(gòu)面構(gòu)成了滑坡滑移的拉張邊界條件，如圖1為滑坡區(qū)巖層產(chǎn)狀及節(jié)理發(fā)育赤平投影圖。

圖1 滑坡區(qū)巖層產(chǎn)狀及節(jié)理發(fā)育赤平投影圖

1.3 水文地質(zhì)特征

滑坡區(qū)地下水按其賦存介質(zhì)可分為第四系松散層孔隙水和基巖裂隙水。第四系松散層孔隙水，孔隙率大，透水性強，降水在重力作用下入滲到坡體內(nèi)，軟化巖土體，大部分受大氣降水及農(nóng)田灌溉水補給水量?。换鶐r裂隙水，主要分布于志留系中下統(tǒng)地層（S2＋3）頁巖的裂隙中。后者節(jié)理、裂隙發(fā)育，使地下水徑流通暢，軟化巖土體，使巖土體抗剪力下降，下滑力增大，地下水對整個滑體的穩(wěn)定性將產(chǎn)生較大影響。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡發(fā)育空間特征

回頭溝滑坡平面上呈現(xiàn)出不規(guī)則簸箕形狀見圖2所示，滑坡順滑動方向剖面形態(tài)成階梯狀地貌形態(tài)。滑坡邊界明顯，后緣以強變形區(qū)處地形陡緩交界處為界，前緣以坡腳處回頭溝為界，兩側(cè)以坡體沖溝為界?；麦w在空間上厚度上存在中間厚兩側(cè)薄的特點，滑坡的主滑動方向為295°，為順傾向滑動的巖質(zhì)滑坡?；潞缶壐叱碳s為550m，前緣高程約為500m，順滑動方向約為100m，滑坡前緣寬度約為150m，后緣寬度約為135m，平均寬度約為140m，滑坡體平均厚度約為8.5m，體積約為11.2×103m3。

2.2 滑體特征

回頭溝滑坡滑體主要由強—中風(fēng)化頁巖及坡體較薄的覆蓋層組成。頁巖為泥質(zhì)膠結(jié)，節(jié)理裂隙發(fā)育，滑坡物質(zhì)風(fēng)化破碎，利于降水的入滲，根據(jù)鉆探揭露頁巖滑坡厚度為7～10m。覆蓋層主要由第四系破殘積層（Qel＋dl4）含角礫、砂礫粉黃褐色質(zhì)黏土，孔隙率大，透水性強，坡體各部分分布不均勻。

圖2 回頭溝滑坡平面圖

2.3 滑動面（帶）特征

回頭溝滑坡滑動面（帶）的確定是根據(jù)鉆孔及回頭溝上游已發(fā)生滑動失穩(wěn)的HP1滑坡綜合類比確定的。根據(jù)鉆孔揭露，滑動帶主要為頁巖中發(fā)育的層間錯動層，構(gòu)成了潛在的滑動面（帶）。層間錯動層成碎塊狀含泥，巖芯處存在明顯的擦痕現(xiàn)象，可見碎塊粒徑約為2～6cm，呈現(xiàn)出棱角狀—次棱角狀。軟弱夾層的厚度大多數(shù)介于0.2～0.5m，平均厚度約為0.3m，滑面埋深度一般在7～10m，有前緣薄中間厚的特點。

2.4 滑床特征

回頭溝滑坡滑體主要為志留系中下統(tǒng)地層（S2＋3）頁巖，青灰色、紅褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，產(chǎn)狀為295°∠22°，為軟質(zhì)巖，巖芯多呈短柱狀，弱風(fēng)化。

2.5 “7.23”滑坡變形破壞特征

2010年7月23日廣元地區(qū)發(fā)生了暴雨災(zāi)害，暴雨期間回頭溝滑坡發(fā)生了大面積的變形破壞，表現(xiàn)為既有新生成的裂縫又有老的裂縫的擴(kuò)展等，出現(xiàn)了房屋地面隆起（圖3）、圈舍倒塌（圖4）、滑坡前緣垮塌變形（圖5）、滑坡體井水?dāng)嗔鞯默F(xiàn)象，滑坡區(qū)變形破壞特征表明滑坡處于蠕滑變形階段。

圖3 地面隆起變形

圖4 圈舍發(fā)生倒塌

圖5 滑坡前緣垮塌變形

6 HP1滑坡形成堰塞湖

為了對滑坡失穩(wěn)后的危害性進(jìn)行分析，對回頭溝滑坡上游以及發(fā)生失穩(wěn)的HP1滑坡進(jìn)行研究。通過調(diào)查，在“7.23”暴雨期間HP1滑坡發(fā)生了失穩(wěn)破壞，HP1滑坡發(fā)生滑動，導(dǎo)致坡體上的一間房屋發(fā)生了倒塌，索性沒有造成人員傷亡。由于HP1滑坡前緣緊鄰回頭溝道，回頭溝道走向基本與滑體運動方向近乎直交?；率Х€(wěn)后，滑坡體直接擠壓前緣回頭溝道，形成了堰塞湖，堰塞湖壩高約為5m，回水長度約為1.5km（圖6），淹沒部分農(nóng)田，后經(jīng)過治理疏通才使得溝道水流恢復(fù)通暢。

綜上所述，回頭溝滑坡區(qū)滑坡具有失穩(wěn)滑移堵塞溝道形成堰塞湖的災(zāi)害鏈效應(yīng)的可能，目前回頭溝滑坡處于蠕滑變形階段，回頭溝滑坡前緣緊鄰回頭溝溝道，如果滑移失穩(wěn)破壞，對滑坡體上居民的生命財產(chǎn)安全將造成重大的損失，同時滑坡失穩(wěn)將擠壓堵塞溝道形成堰塞湖，回水將再次淹沒上游農(nóng)田，并將對下游的居民構(gòu)成巨大的威脅。

2.6 變形破壞模式

回頭溝滑坡目前的變形破壞主要是由于強降雨及人類工程活動等因素綜合作用形成，滑坡前緣臨空條件好，在“7.23”暴雨期間，斜坡巖土體在自重應(yīng)力作用下沿著層間錯動層向臨空方向發(fā)生蠕動滑移，后緣形成拉裂面，形成以滑移—拉裂失穩(wěn)模式的破壞。

3 滑坡穩(wěn)定性地質(zhì)分析

滑坡區(qū)屬于構(gòu)造剝蝕中低山地區(qū)，斜坡坡度在27°左右，滑坡兩側(cè)沖溝發(fā)育，滑坡體前緣臨空條件好，為滑坡滑動提供了空間條件。滑坡滑體主要由頁巖組成，屬于易滑地層，較為風(fēng)化破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖層中發(fā)育緩傾坡外的層間錯動層，親水性較強，飽水易軟化，此層易形成剪切滑動面，2組節(jié)理成為滑坡發(fā)育的邊界條件（如圖1所示），為滑坡提供物質(zhì)基礎(chǔ)?；麦w中下部主要的人類生產(chǎn)方式為水稻的種植，長期的地表水灌溉，水體下滲將大大軟化巖土體，使其力學(xué)性質(zhì)下降，水體的入滲流動也會對坡體產(chǎn)生動水壓力，也易導(dǎo)致滑坡產(chǎn)生大量的地表水沿著風(fēng)化破碎的巖體進(jìn)入坡體內(nèi)，一方面會增加巖體的自重，降低了巖體的強度，加速了物理風(fēng)化，另一方面，雨水的滲入將產(chǎn)生動水壓力，減小有效應(yīng)力，降低其穩(wěn)定性，是滑坡失穩(wěn)破壞的誘發(fā)因素。廣元市“7.23”降雨期間，回頭溝滑坡體產(chǎn)生了大量變形，因此此次降雨成為滑坡失穩(wěn)破壞的主要觸發(fā)因素。根據(jù)上述分析及現(xiàn)場調(diào)查分析，目前回頭溝滑坡在天然狀態(tài)下處于極限平衡狀態(tài)，在暴雨及地震工況下極易發(fā)生失穩(wěn)破壞。

4 防治措施

基本思路：由于回頭溝滑坡安全儲備不高，在暴雨及地震工況下失穩(wěn)的可能性大，根據(jù)已查明滑坡的特征，結(jié)合滑坡體分散農(nóng)戶的特點，及滑坡防治的經(jīng)濟(jì)、社會效益提出方案。治理的目標(biāo)是保證滑坡具有足夠的穩(wěn)定性，防止滑坡失穩(wěn)滑動，保護(hù)群眾的生命財產(chǎn)安全。提出如下措施：

（1）截排水

由于滑坡區(qū)沒有完備的排水措施，根據(jù)地形地貌條件，結(jié)合道路邊溝進(jìn)行排水設(shè)計，將水體排到回頭溝滑坡兩側(cè)的邊界當(dāng)中，排到前緣回頭溝中。

（2）抗滑樁

回頭溝滑坡區(qū)農(nóng)戶分散，目前回頭溝滑坡處于蠕滑變形階段，由于坡體巖土體結(jié)構(gòu)松散，且坡體有新的變形發(fā)生，為了提高坡體的穩(wěn)定性，采取在分散的農(nóng)戶一側(cè)分段設(shè)置抗滑樁的治理措施。

（3）裂縫填埋

由于滑坡裂縫發(fā)育，將裂縫夯實填埋，防止水體通過裂縫倒灌入坡體。

（4）位移監(jiān)測

對回頭溝滑坡進(jìn)行地表及深部位移監(jiān)測，進(jìn)一步為防治方案優(yōu)化設(shè)計提供依據(jù)。

5 結(jié)語

（1）回頭溝滑坡是一個典型的降雨誘發(fā)型順層巖質(zhì)滑坡，平面上呈現(xiàn)出不規(guī)則簸箕形狀，滑坡地貌形態(tài)成階梯狀，滑坡體主要為第四系坡殘積層及強—中風(fēng)化頁巖，滑床主要為弱風(fēng)化的頁巖，滑坡滑動帶為發(fā)育的層間錯動層，變形特征表現(xiàn)為新增裂縫形成及老的裂縫擴(kuò)展，房屋開裂、圈舍倒塌等，目前回頭溝滑坡處于蠕滑拉裂變形階段。

（2）回頭溝滑坡具有失穩(wěn)滑移堵塞溝道形成堰塞湖的災(zāi)害鏈效應(yīng)，如果滑移失穩(wěn)破壞，對滑坡體上居民的生命財產(chǎn)安全將造成重大的損失，同時如果滑坡失穩(wěn)將使溝道堵塞形成堰塞湖，回水將淹沒上游農(nóng)田，并將對下游的居民構(gòu)成巨大的威脅。因此對回頭溝滑坡采取治理措施是必要緊迫的。

（3）回頭溝滑坡失穩(wěn)破壞模式為滑移—拉裂，目前在天然狀態(tài)下回頭溝滑坡處于極限平衡狀態(tài)，在暴雨及地震工況下極易發(fā)生失穩(wěn)破壞。

（4）提出滑坡防治方案為：截排水＋抗滑樁＋裂縫填埋＋監(jiān)測的防治措施。

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