四川省北川縣“2016.9.5”李家灣滑坡特征及成因機制分析

槐永波 趙其蘇 景遠亮

摘要：四川省北川縣陳家壩鄉(xiāng)太洪村2組李家灣發(fā)生高位高速滑坡，滑坡堆積體堆積在溝底，堵塞都壩河，形成堰塞湖，威脅下游居民和交通設施安全。通過應急調查，對滑坡破壞基本特征、影響因素及破壞機制進行了初步分析。結果表明，滑坡主要在原太洪村2號滑坡剪出口一帶再次滑動破壞，大部分滑體形成碎屑流直接滑入溝底，堵塞都壩河，形成堰塞湖。根據(jù)滑坡機制分析，滑坡可分為滑坡啟動區(qū)一高速滑移區(qū)一鏟刮區(qū)一堆積區(qū)4個區(qū)，高陡的地形為滑坡形成提供了良好的地形條件，易發(fā)生高位高速滑坡，“2008.5.12”汶川地震作用及地下水形成的靜水壓力對滑坡形成有重要的促進作用。

關鍵詞：滑坡特征;碎屑流;堰塞湖;北川縣;四川省

中圖法分類號：P642.2

文獻標志碼：A

DOI：10.15974/j .cnki.slsdkb.2019.07.006

2008年“5.12”汶川地震期間，李家灣所處山體發(fā)生大規(guī)?；拢刺榇?號滑坡[1]，滑坡體由志留系砂頁巖和板巖構成，滑體與下伏基巖發(fā)生強烈撞擊，并觸發(fā)下部滑坡，產(chǎn)生滑坡壩堵塞河流，形成堰塞湖，滑坡高位拋出后，撞擊對岸高地，形成土石碎屑濺落體，壓覆麥田，顯示氣墊特征，該滑坡具有明顯的階狀滑床特征[1-9]，一部分滑體堆積于坡頂，一部分滑體掩埋都壩河河道并形成堰塞體，震后對河道進行人工開挖疏通。

滑后堆積區(qū)震后整體穩(wěn)定性較好，受威脅對象已全部搬遷避讓，因此未對該滑坡開展地質勘察工作[5]。本次在太洪村2號滑坡的剪出口一帶再次出現(xiàn)滑動破壞，形成“2016.9.5”李家灣滑坡。

2016年9月5日02： 00，四川省北川縣陳家壩鄉(xiāng)太洪村2組李家灣發(fā)生高位高速滑坡，該滑坡在太洪村2號滑坡撞擊點一帶再次發(fā)生滑動破壞，滑坡主滑方向為SE120°，滑坡后緣高程約1050 m，距坡腳都壩河河床相對高差達310 m，前緣剪出口高程約940 m，高出坡下河床200 m，滑坡總體積73.32萬m3（見圖1）。在滑坡高速崩滑運動中，部分滑體形成碎屑流，直接掩埋都壩河河道并形成堰塞體。

1 地質環(huán)境條件

1.1 地形地貌

該滑坡位于四川省綿陽市北川縣東部，地貌上屬于低中山至中山區(qū)斜坡及山間溝谷地帶，場地區(qū)海拔高程約740-1 100 m，相對高差360 m。由于河谷深切，左右兩岸發(fā)育不對稱，滑坡發(fā)生在右岸斜坡，斜坡頂部為2008年“5.12”地震形成的滑坡堆積體，上緩下陡，上部坡度10°-20°，高程在1 050-1 100 m，F(xiàn)部岸坡高陡，坡度50。-65。，高程在740-1050 m，坡面形態(tài)呈階狀凸型（見圖2）。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)地層主要有第四系全新統(tǒng)滑坡堆積層（ Q4del），成分主要為塊石土、碎石土及少量的含碎石粉質黏土;志留系韓家店組（Sh），巖性為粉砂質板巖、粉砂質頁巖夾生物碎屑灰?guī)r、含鐵石英砂巖，巖層產(chǎn)狀75°∠20°;寒武系邱家河組（∈q），巖性為深灰-灰黑色炭質板巖、炭質粉砂巖，巖層產(chǎn)狀310°∠61°。

1.3 地質構造

滑坡周邊主要相鄰兩條斷裂，即映秀一北川斷裂和桂溪一陳家壩斷裂。前者由西南向北東方向從滑坡區(qū)東側通過，滑坡區(qū)位于其上盤。斷裂傾向北西，傾角60°～ 70°，為寒武系的砂巖逆沖于志留系之上，切割深度較大，垂直斷距千米以上;后者分布于都壩河左岸，斷面向南傾斜，傾角30°～ 55°，上盤為泥盆系石英砂巖，下盤為志留系千枚狀絹云母泥頁巖，斷層兩側巖石破碎，見有牽引褶皺和劈理化，顯示為一正斷層。該斷裂從滑坡區(qū)東側通過（見圖3）。

1.4 水文地質

松散巖孔隙水主要為第四系松散堆積物中的孔隙水，儲水物質主要為滑坡堆積體、崩坡堆積體。其中，滑坡堆積體要分布于斜坡地帶，其地下水含水層主要受大氣降雨及基巖裂隙水補給，在基覆面上部的原“2008.5.12”滑坡堆積體下部一帶形成局部富水帶，一般沿內(nèi)部孔隙或基巖面、基巖裂隙徑流，于沖溝低洼處排泄或沿基巖裂隙下滲（見圖4）。

在滑坡后緣陡壁基巖與覆蓋層界面處觀測到地下水呈浸潤狀產(chǎn)出，地下水沿基巖內(nèi)陡傾坡外的裂隙人滲并形成靜水壓力，為滑坡的形成提供了推力。

2 滑坡特征

2.1 滑坡邊界及形態(tài)特征

李家灣滑坡變形破壞發(fā)生于太洪村2號滑坡的剪出口一帶，為一高位高速滑坡?；麦w后緣高程約1050 m，距坡腳都壩河河床相對高差達310 m;前緣剪出口高程約940 m，高出坡下河床200 m。主滑方向120°?；潞缶壱云脚_和陡坡轉變處為界，滑坡北側以沖溝為界，滑坡南側以基巖出露點為界，前緣以剪出口為界（見圖5）。該滑坡是在原太洪村2號滑坡中部形成的新滑坡，滑體包括太洪村2號滑坡的滑床和滑坡堆積物。

根據(jù)地面調查分析，該滑坡滑面為志留系板巖中的潛在不利軟弱結構面。受地形和巖層面控制，從剖面上看，滑面形態(tài)為折線形（見圖4）。

滑坡體厚度從縱向上來看，滑坡中后緣厚度相對較厚，一般70～ 75 m，中前緣相對較薄：一般50～54 m。從橫向上看，兩邊薄，中間厚，最厚可達81m。

滑坡啟動區(qū)縱向平均長約73 m，橫向平均寬約162 m，平均厚度62 m，總體積約73.32萬m3?；略诟咚俦阑\動中，沿程鏟刮下方堆積體平均長168 m，平均寬度140 m，平均厚度Im，鏟刮體積約16.46萬mi。剪出口下方為堆積區(qū)，包括殘留滑體可分為3個部分（見圖1）：

（1）滑坡體堆積于下部坡腳高程760-890 m范圍內(nèi)，堆積區(qū)平均縱長約192 m，平均寬約185 m，平均厚度約14 m，總體積約49.73萬m3。

（2）滑體形成碎屑流，直接掩埋都壩河河道并形成堰塞體，堰塞體順河向平均長約19lm，橫向平均寬約80m，平均厚度約25 m，總體積約38.20萬m3。

（3）在滑坡區(qū)高程990-1 000 m范圍內(nèi)仍有一殘留滑體，縱向長約68m，平均寬約115m，平均厚度11 m，總體積約8.60萬m3。

2.2 滑坡結構特征

滑體分為上下兩個部分：①頂部為“2008.5.12”滑坡堆積層，巖性為碎塊石土，平均厚度19 m;②下部為志留系韓家店組板巖和炭質頁巖夾生物碎屑灰?guī)r，層厚約43 m，受構造作用變形強烈，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，力學強度低?；禄瑒雍螅蚓薮舐洳詈透咚倩瑒?，部分滑體解體形成的碎屑流堆積于河道（見圖6）。

滑帶為志留系板巖中的潛在不利結構面。由于岸坡高陡、塌滑不斷，無法近距離觀測滑面結構，僅可用望遠鏡觀測描述，滑帶為一層連續(xù)的飽水軟弱層?；矠橹玖粝淀n家店組粉砂質板巖、粉砂質頁巖夾生物碎屑灰?guī)r、含鐵石英砂巖，巖層產(chǎn)狀75°∠20°，受構造作用變形強烈，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，力學強度低。

2.3 變形破壞特征

李家灣滑坡為高位高速滑坡，滑坡發(fā)生后大部分滑體形成碎屑流直接滑人溝底，堵塞都壩河，形成堰塞湖。受“2016.9.5”滑坡高速鏟刮，斜坡下部原太洪村2號滑坡堆積體被拉槽下切，平均長度168 m，平均寬度140 m，平均深度1m?；滦纬傻乃樾剂鞫逊e于斜坡坡腳，形成堰塞體。在滑坡啟動部位殘留一部分滑體，由于其位置高陡，臨空條件好，監(jiān)測位移達40 cm，靠其前緣部位仍有高頻次的小規(guī)模垮塌和零星掉塊。

滑坡后緣臨近緣口3-5 m的范圍內(nèi)，發(fā)育有拉裂縫2條，調查期間裂縫長度約33 m，寬度約1-5cm，向兩側尖滅，平均深度10 cm。滑坡區(qū)上部坡壁高陡，局部懸空，零星掉塊及局部垮塌頻次高，據(jù)緣口約25 m的監(jiān)測點的監(jiān)測顯示，搶險期間變形仍在繼續(xù)，最大累計變形量達10 cm。

3 滑坡影響因素

3.1 岸坡高陡

滑坡區(qū)構造作用強烈，受新構造運動影響，河流切割強烈，河谷深切，左右兩岸發(fā)育不對稱，右岸岸坡高陡，斜坡坡度50°-65°，為滑坡形成創(chuàng)造了有利的臨空條件。

3.2 構造作用強烈

滑坡區(qū)位于映秀一北川逆沖斷裂及桂溪一陳家壩斷裂附近，地質構造極其復雜。出露地層為寒武系韓家店組粉砂質板巖、粉砂質頁巖夾生物碎屑灰?guī)r、含鐵石英砂巖，受構造作用變形強烈，產(chǎn)狀較亂，巖體破碎，節(jié)理裂隙發(fā)育，力學強度低，崩塌、滑坡等地質現(xiàn)象發(fā)育。

3.3 滑坡體強度低

滑坡所在斜坡為2008年“5.12”汶川特大地震誘發(fā)形成的崩滑堆積體，上覆堆積體由碎塊石土組成，土體松散，強度低，下伏基巖為志留系韓家店組粉砂質板巖、粉砂質頁巖夾生物碎屑灰?guī)r、含鐵石英砂巖，受地震影響，巖體受損，極為破碎。滑體破碎，結構較松散，易滲水，其含水量較大時，抗剪強度將進一步降低，易沿上覆堆積體與基巖之間的力學差異性結構面產(chǎn)生滑移。

3.4 降雨入滲和地下水活動

在發(fā)生滑坡前一段時間內(nèi)，該區(qū)域均無明顯降雨，故未收集到有效降雨資料。通過多年降雨資料分析，陳家壩地區(qū)20 a一遇日最大降雨量279 mm（2008年9月24日），50 a一遇日最大降雨量323.4 mm?！?008.5.12”汶川地震發(fā)生以來，該區(qū)7-8月降雨較為集中，受長期降水人滲作用影響，在覆蓋層與下伏基巖接觸面形成富水帶。地下水沿基巖內(nèi)陡傾坡外的裂隙人滲并形成靜水壓力，為滑坡的形成提供了推力。

3.5 河流沖刷掏蝕坡腳不利于斜坡穩(wěn)定

滑坡區(qū)位于都壩河右岸凹岸岸坡，受河水長期沖蝕及掏蝕作用影響，坡腳潛在不穩(wěn)定體穩(wěn)定性降低，對斜坡變形也有一定影響。

4 變形破壞機制分析

李家灣滑坡是在基巖裂隙水形成的靜水壓力作用下，斜坡上部堆積體和下伏基巖沿緩傾坡外的潛在滑面高速滑動。由于地形高陡，高速崩落體沿程鏟刮斜坡中下松散堆積體，并掩埋都壩河河道，形成堰塞壩，破壞機制上表現(xiàn)為推移式滑動（見圖5）。

在河道疏通過程中，對變形斜坡進行監(jiān)測與預警[6]。滑坡上部殘留體變形仍在繼續(xù)，由于滑坡滑動后形成高陡臨空面，殘留體以零星掉塊、垮塌為主，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，破壞機制上表現(xiàn)為牽引式滑動。

斜坡坡腳堆積體位于都壩河右岸凹岸，受溝道沖蝕及掏蝕作用影響，坡腳堆積體穩(wěn)定性降低，破壞機制上表現(xiàn)為牽引式滑動。

5 結論

（1）李家灣滑坡位于陳家壩鄉(xiāng)太洪村2組，都壩河右岸，為一遠程高位高速滑坡，滑坡堆積體堆積在溝底，堵塞都壩河，形成堰塞湖，滑坡區(qū)無人員居住，未造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

（2）結合李家灣所在地質環(huán)境條件，其滑坡形成及堵河機制大致可概括為5個階段：順向岸坡結構地震受損→滑坡體前緣剪切、后緣拉裂→高速下滑→沿程鏟刮→堰塞堵河。

（3）滑坡下滑過程中沿程鏟刮下部堆積體，勢能逐漸減小，與太洪村2組滑坡相比較，未產(chǎn)生明顯的“氣墊效應”。

（4）在李家灣堰塞湖形成過程中，上游坡體結構松散，下游坡體結構較完整，通過對上下游調查，堰塞湖上游局部發(fā)生垮塌，應急搶險主要措施是在堰塞體上開挖一條導流槽泄流，降低堰塞湖水位以減低潰壩風險。

綜上所述，高位地質災害點隱蔽性強，遠程高速滑坡經(jīng)歷剪出一撞擊鏟刮一高速下滑等過程，釋放能量巨大，破壞能力強，危害性大，運動形式往往呈現(xiàn)出高速遠程的特點[10]。在地震災區(qū)，應采用新技術新方法加強對高位隱患點的排查和防范。

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