重慶市萬州區(qū)荊竹屋基滑坡特征及成因分析

李迎春，吳 疆

(重慶市萬州區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，重慶 404000)

0 引言

重慶市萬州區(qū)是我國三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害較為嚴(yán)重的地區(qū)之一，其災(zāi)害的發(fā)生成因和風(fēng)險(xiǎn)管理方法具有一定的代表性［1-2］。荊竹屋基滑坡是重慶市萬州區(qū)近期新發(fā)生的一處突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害，作者通過對滑坡的野外調(diào)查、應(yīng)急搶險(xiǎn)工作，對滑坡形成機(jī)制和突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置方法進(jìn)行了分析和總結(jié)。地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置是地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)的中心環(huán)節(jié)，是針對地質(zhì)災(zāi)害險(xiǎn)情或?yàn)?zāi)情采取的緊急減災(zāi)行動［3］。滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)過程中，作者發(fā)現(xiàn)應(yīng)急預(yù)案在此次成功處置并避免人員傷亡發(fā)揮了重要作用。預(yù)案的質(zhì)量是應(yīng)急管理水平的集中體現(xiàn)，對預(yù)案編制的管理顯得尤為關(guān)鍵［4］。

荊竹屋基滑坡位于重慶市萬州區(qū)孫家鎮(zhèn)天寶村5組(圖1)。2013年4月3日下午18時(shí)左右，接孫家政府報(bào)告天寶村5組(小地名:荊竹屋基)出現(xiàn)疑似滑坡啟滑跡象，萬州區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站專業(yè)技術(shù)人員立即趕赴現(xiàn)場會同鎮(zhèn)政府相關(guān)人員連夜開展調(diào)查。

通過現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)該滑坡變形跡象明顯，滑坡前緣有掉塊現(xiàn)象，地面房屋出現(xiàn)大量裂縫，且有加劇趨勢，其中部分房屋開裂嚴(yán)重并伴有響聲，經(jīng)初步分析判斷，滑坡滑動的可能性極大，存在嚴(yán)重地安全隱患，因此，調(diào)查組決定要求鎮(zhèn)政府迅速將滑坡內(nèi)及可能影響的50戶99人撤離。

4月4日下午1時(shí)15分左右，滑坡開始大面積啟動，約百余萬方的滑體向前滑移近30m，前緣巖土體垮塌堆積于孫家至梁平縣級公路內(nèi)側(cè)采石場采空區(qū)內(nèi)。此次滑坡共造成8棟9戶61間房屋倒塌，約400m村級公路損毀，由于預(yù)報(bào)及時(shí)，應(yīng)急處置措施得當(dāng)，未造成人員傷亡。

圖1 荊竹屋基滑坡位置示意圖Fig.1 Location of Jing Zhuwuji landslide

1 滑坡區(qū)工程地質(zhì)條件

1.1 氣象水文

萬州屬亞熱帶暖濕氣侯區(qū)，氣候溫和，雨量充沛，雨熱同步，多年平均氣溫18.1℃，最低氣溫-3.7℃，最高氣溫42.1℃，具四季分明、垂直分帶顯著的特征。區(qū)內(nèi)常年雨日140天左右，年均降雨量1191.3mm，雨量主要集中在5～9月份，并以暴雨居多，日雨量可達(dá)100mm以上，據(jù)37年的降雨資料，城區(qū)最大降雨日為1982年7月16日，達(dá)243.3mm。

滑坡區(qū)東西兩側(cè)有季節(jié)性沖溝經(jīng)過，順坡向展布，沖溝流向356°～0°，調(diào)查期間東側(cè)沖溝無地表水，西側(cè)沖溝有少量地表水，在斜坡下部形成地表徑流，一般旱季流量減小，雨季流量增大。

1.2 土壤及植被發(fā)育

區(qū)內(nèi)土層為第四系崩坡積和殘坡積粉質(zhì)粘土夾塊、碎石，厚度0～1.2m斜坡前、后部土層薄，可見基巖出露，中部土層相對厚。

滑坡區(qū)后部植被茂盛，主要為喬木、灌木以及草本，中、前部主要為耕地，前緣因采礦活動為裸露區(qū)。

1.3 地形地貌

滑坡區(qū)屬低山斜坡地貌，總體上地形呈南高北低趨勢，滑坡位于斜坡中部，地面高程798～960m，相對高差162m，由上至下呈緩坡-陡坡-平臺-陡坡(坎)狀，地形平均坡度約20°。

1.4 地層巖性

1.5 地質(zhì)構(gòu)造

荊竹屋基滑坡位于鐵峰山背斜西側(cè)末端北西翼(圖2)，該背斜呈 NEE展布，巖層產(chǎn)狀345°～350°∠20°。發(fā)育三組裂隙，L1:產(chǎn)狀 266°∠83°，裂面平直，L2:產(chǎn)狀 6°∠83°，裂面平直，L2:產(chǎn)狀 119°∠80°，裂面平直。

圖2 構(gòu)造綱要圖Fig.2 Structural outline map

2 荊竹屋基滑坡概況及其滑動變形特征

2.1 滑坡概況

荊竹屋基滑坡平面形態(tài)為長舌形，呈南北向展布，滑坡左、右兩側(cè)以自然沖溝為界，后緣以變形區(qū)裂縫為界，前緣以公路內(nèi)側(cè)采石場臨空面為界(圖3、圖4)。

圖3 萬州區(qū)荊竹屋基滑坡平面圖Fig.3 Plan of Jing zhuwuji landslide

滑坡前緣剪出口高程798m，后緣高程約960m，前后高差165m?；w由表層耕作土、侏羅系砂、頁巖組成。滑坡長約540m，平均寬約200m，面積約10.80×104m2，滑體平均厚度12m左右，體積約130 ×104m3，滑坡前緣滑動方向約 5°，后部約 345°，為大型巖質(zhì)順向滑坡。

圖4 滑動后滑體Fig.4 Landslide after moving

2.2 滑動變形特征

2.2.1 滑坡啟滑跡象

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及訪問，該滑坡變形時(shí)伴有如下現(xiàn)象:①裂縫形成快，數(shù)量多，發(fā)展迅速。4月1日，當(dāng)?shù)乩习傩瞻l(fā)現(xiàn)房屋及滑體內(nèi)地面開始出現(xiàn)細(xì)小裂縫;4月3日，滑坡內(nèi)裂縫迅速增多，后緣及兩側(cè)羽狀裂縫擴(kuò)展明顯，后緣裂縫寬約10～30mm，左側(cè)裂縫寬約20～90mm，右側(cè)裂縫寬約40～100mm;4月4日12點(diǎn)前，滑坡變形進(jìn)一步加劇，后緣裂縫寬約20～35mm，左側(cè)裂縫寬約10～170mm，右側(cè)裂縫寬約100～230mm;②房屋開裂變形，并伴有聲響。依據(jù)4月3日晚及4月4日調(diào)查所知，滑體內(nèi)多數(shù)房屋出現(xiàn)不同程度開裂，部分墻體裂縫達(dá)100mm，并不時(shí)發(fā)出“咔、咔”響聲。③前緣出現(xiàn)掉塊及局部小規(guī)模垮塌現(xiàn)象。4月3日晚至4月4日滑坡滑動前，前緣臨空處時(shí)有掉塊及小型垮塌現(xiàn)象出現(xiàn)。

2.2.2 滑坡滑動后變形特征

(1)滑體變形特征

滑體滑距約30m，后部滑體向下滑至中部平臺受阻后，轉(zhuǎn)向西側(cè)形成高約5m的隆起，前部滑體向下滑移堆積至前緣兩個采區(qū)采空凹槽中?；平Y(jié)束后，滑體前部厚度較大，約15～24m，中后部較薄5～8m，滑體總體呈東側(cè)厚度大，西側(cè)下部局部未發(fā)生滑動，面積約1×104m2。滑移后滑體局部變形情況(圖4)。

(2)滑帶(面)特征

荊竹屋基滑坡滑動前，從采區(qū)臨空面可觀察到兩層軟弱層，一層為砂巖頂部土黃色頁巖層，一層位于巨厚層砂巖底部深灰色頁巖層。調(diào)查人員通過認(rèn)真仔細(xì)分析滑坡地形特征、變形跡象以及變形范圍后，認(rèn)為滑坡沿砂巖與頁巖接觸面(圖5)滑動的可能性最大?；禄瑒雍笥捎诨w厚度大、滑距短(約30m)，滑體解體嚴(yán)重，直觀難以觀察到滑帶。僅根據(jù)滑坡滑動前現(xiàn)場調(diào)查、滑動后的滑距以及前緣堆積體量判斷，滑坡中前部是沿砂巖與深灰色炭質(zhì)頁巖接觸面滑動，滑坡后部穿過頁巖層沿砂巖強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化層滑動，滑面前陡后緩(圖6)。

(3)滑坡運(yùn)動軌跡特征

如前所述，4月3日晚現(xiàn)場調(diào)查時(shí)發(fā)現(xiàn)前緣臨空處就時(shí)有掉塊現(xiàn)象，4月4日上午10點(diǎn)多，滑坡前緣出現(xiàn)局部垮塌，1點(diǎn)15分左右，滑坡全面啟動?；率紫葟那熬壊墒瘓雠R空處開始下滑并帶動后方滑體滑動，滑坡中前部滑體向前滑至公路內(nèi)側(cè)兩個采空區(qū)內(nèi)，后部滑體下滑至中部水竹屋基平臺后受阻后轉(zhuǎn)向西推動平臺上滑體形成隆起。因此，荊竹屋基滑坡滑動方式先牽引后推移混合型。

圖5 滑坡滑動前主剖面圖Fig.5 Main profile of landslide before moving

圖6 滑坡滑動后主剖面圖Fig.6 Main profile of landslide before moving

3 滑坡的成因機(jī)制分析

滑坡的形成與其內(nèi)在因素和外在因素密切相關(guān)，內(nèi)在因素包括:地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、地下水及地形地貌等;外在因素包括:人類工程活動、地震、降雨等。以上諸因素中，地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)和地形地貌是斜坡穩(wěn)定性的物質(zhì)基礎(chǔ)，在短適時(shí)間內(nèi)不會改變滑坡整體穩(wěn)定的狀況［5］。

荊竹屋基滑坡處于鐵峰山背斜北西翼，巖層傾向與斜坡坡面傾向小角度相交，巖層傾角20°左右，屬易滑傾角范圍［6］。組成斜坡的地層屬軟硬相間易滑地層。早期構(gòu)造運(yùn)動的影響產(chǎn)生大量節(jié)理和裂隙，尤其張節(jié)理發(fā)育，由于坡體中應(yīng)力分布不均勻、不連續(xù)，從而在其開挖后的應(yīng)力調(diào)整過程中，容易超過軟弱層的強(qiáng)度首先在某處形成局部破壞，進(jìn)而發(fā)展以致相互貫通形成滑面。然而就是這易滑地層易滑傾角的斜坡，自形成以來歷經(jīng)千百萬年風(fēng)雨未發(fā)生失穩(wěn)，卻在既無地震也無暴雨侵襲的情況下滑動，探究其原因只能是:爆破采石開挖改變了原有坡體的平衡狀態(tài)并形成臨空面，使坡體失去了支撐，同時(shí)也暴露了滑動面，軟弱夾層在上覆巖體的重力作用下而失穩(wěn)，從而引起滑坡從前到后全面滑動的。原因分析如下:

首先，從滑坡的地層巖性分析滑坡可能沿兩個層面滑動，一是上部泥巖。該層泥巖層理發(fā)育，風(fēng)化程度高，網(wǎng)狀裂隙發(fā)育，遇水易軟化變形，具膨脹性，透水性差，地表水、地下水下滲易于強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化的界面形成徑流，軟化物質(zhì)形成軟弱面。二是下部炭質(zhì)泥巖。該層泥巖層理同樣發(fā)育，但巖層深埋較深，風(fēng)化程度低，相對于上層泥巖，地表、地下水入滲對此層泥巖的軟化程度較小。如果僅從內(nèi)在因素分析，上層泥巖形成滑帶的可能性更大，但事實(shí)并非如此，滑坡實(shí)際是沿下層炭質(zhì)泥巖滑動。

其次，滑坡平面上長寬比為3∶1，滑動范圍主要是以兩個采區(qū)為主中心向后擴(kuò)展的距離遠(yuǎn)，左右擴(kuò)展的小，特別是滑坡前部滑動范圍就是采區(qū)的范圍。

第三，從圖3、5可以看出，滑坡前緣孫家—梁平公路內(nèi)側(cè)順坡分布有兩處采石形成的采空區(qū)，切坡高均在23m左右，邊坡坡角70°以上，采區(qū)一、二采空面積分別是1800m2和1400 m2，估算體積4×104m3。從開采的層位來看，兩個采區(qū)均將砂巖下部深灰色頁巖夾層挖出臨空。斜坡坡腳采石開挖卸荷不僅改變了地形地貌形成了高臨空面，而且促使坡體應(yīng)力重新調(diào)整集中在頁巖中形成滑動面。

地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動形成山川河谷地貌歷經(jīng)了千百萬年，在自然狀態(tài)下，多數(shù)處于穩(wěn)定狀態(tài)，只有當(dāng)外力作用破壞了斜坡內(nèi)部的平衡，才易使得斜坡失去穩(wěn)定。如本文所述荊竹屋基滑坡，坡腳開挖，影響了斜坡的穩(wěn)定性，同時(shí)，開挖時(shí)沒有將采區(qū)底標(biāo)高控制在炭質(zhì)頁巖上，使得下部頁巖軟弱層挖出，形成臨空面，為滑坡的形成創(chuàng)造了條件。如果能夠控制采區(qū)底標(biāo)高，即便形成滑坡，也是淺表層滑坡，其滑動范圍和破壞程度要小得多。

第四，據(jù)查氣象資料可知，該區(qū)3月中旬至4月4日前最大日降雨量僅為20mm(3月25日)。滑坡從4月1日開始出現(xiàn)變形跡象，到4月4日中午滑坡全面啟動前該區(qū)既無地震也沒有大暴雨出現(xiàn)，因此可排除地震和降雨誘發(fā)滑坡。

4 結(jié)論與啟示

4.1 主要結(jié)論

(1)荊竹屋基滑坡屬大型基巖順層滑坡，滑面為砂頁巖分界面，滑動方向約4°，滑動方式為先牽引后推移混合型。

(2)滑坡變形快、特征明顯，裂縫、聲響、掉塊局部垮塌等滑動前兆現(xiàn)象均出現(xiàn)。

(3)前緣不合理采石活動是荊竹屋基滑坡形成的主要因素。

4.2 啟示

荊竹屋基滑坡是新出現(xiàn)的突發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，也是筆者自2002年從事地質(zhì)災(zāi)害防治工作以來第一次親身經(jīng)歷滑坡從變形到滑動破壞的全過程。該滑坡由于發(fā)現(xiàn)及時(shí)、應(yīng)急處置措施有力，未造成人員傷亡?；碌某晒Ρ茈U(xiǎn)為今后地質(zhì)災(zāi)害防治工作帶來了新啟示:

(1)增強(qiáng)全社民地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)意識，提高防范能力，是防災(zāi)的最有效手段。

荊竹屋基滑坡得以成功避險(xiǎn)，首先取決于老百姓及時(shí)發(fā)現(xiàn)上報(bào)。地質(zhì)災(zāi)害是內(nèi)外多種因素共同作用的結(jié)果，因此它的形成和發(fā)生是動態(tài)變化的，難免有日常排查不到的隱患點(diǎn)，特別是那些隱蔽性強(qiáng)突發(fā)性的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)。但是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生前都有一定征兆，開展宣傳普及地質(zhì)災(zāi)害知識，增強(qiáng)全民防災(zāi)意識，提高防范能力，做到地質(zhì)災(zāi)害及時(shí)發(fā)現(xiàn)、主動預(yù)報(bào)，是防災(zāi)最有效手段。

(2)科學(xué)判斷快速反應(yīng)，是避免傷亡的關(guān)鍵。

4月3日晚萬州區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站專業(yè)技術(shù)人員接到滑坡變形信息后，通過詢問現(xiàn)場人員滑坡變形情況，結(jié)合滑坡所處地質(zhì)環(huán)境位置，迅速判斷該處可能是基巖順層滑坡，想到該類滑坡具有速度快、危險(xiǎn)性大的特點(diǎn)，因此立即通知當(dāng)?shù)卣B夜疏散滑坡區(qū)群眾，并迅速趕赴現(xiàn)場，確定滑坡范圍，為群眾撤離贏得了時(shí)間，避免了傷亡，減少了財(cái)產(chǎn)損失。

(3)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案重在實(shí)用性和操作性。

應(yīng)急預(yù)案是針對可能的重大事故(件)或?yàn)?zāi)害，為保證迅速、有序、有效地開展應(yīng)急與救援行動、降低事故損失而預(yù)先制定的有關(guān)計(jì)劃或方案。不同類別不同級別的應(yīng)急預(yù)案各有擇重點(diǎn)，但基層應(yīng)急預(yù)案最重要的是實(shí)用，簡明扼要，不作表面文章，且每年應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況進(jìn)行修編，做到人員、物資、交通、通訊等早有部署，這樣才能有序開展應(yīng)急搶險(xiǎn)工作。

(4)巖質(zhì)順向坡的危害性具有滯后性和隱蔽性，應(yīng)高度重視。

不完全統(tǒng)計(jì)，2008年1月至2013年5月，僅萬州區(qū)就發(fā)生巖質(zhì)順向滑坡13起，由于預(yù)報(bào)及時(shí)，雖未造成死亡，但損毀大量房屋并阻斷交通，給當(dāng)?shù)厝嗣袢罕妿砹司薮蟮慕?jīng)濟(jì)損失。分析這些滑坡的發(fā)生，幾乎無一例外都與切坡工程活動有關(guān)，有些甚至是十幾二十年前切坡的后遺癥，其危害性到近期才顯現(xiàn)出來，具有極強(qiáng)的隱蔽性，應(yīng)高度重視。

萬州區(qū)城區(qū)附近人口集中交通密集的熊家鎮(zhèn)、天城鎮(zhèn)、高粱鎮(zhèn)、李河鎮(zhèn)以及鐵峰鄉(xiāng)分別處于鐵峰山背斜兩翼順向坡地帶，巖層傾角10°～30°，地層為侏羅系沙溪廟組(J2s)和自流井組(J1-2z)軟硬相間的砂泥(頁)巖夾心層，在條件適合時(shí)極易發(fā)生順向滑坡。長江沿岸長坪、新鄉(xiāng)、燕山、溪口、新田鎮(zhèn)位于方斗山背斜北西翼，岸坡結(jié)構(gòu)為順向坡，巖層的傾角為10°～25°，地層為侏羅系沙溪廟組(J2s)和新田溝組(J2x)，內(nèi)夾多層軟弱夾層，這種類型的坡體結(jié)構(gòu)易沿軟弱夾層發(fā)生滑動。今后地方政府在上述區(qū)域進(jìn)行工程活動應(yīng)充分考慮地質(zhì)安全問題，否則將后患無窮。

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［2］陳喜昌.長江三峽工程庫岸類型與穩(wěn)定性［M］.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社，1993:24-37.CHEN Xichang.Three gorges project reservoir bank type and stability［M］.Chengdu:Sichuan Scienceand Technology Press，1993:24-37.

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