重庆市南川区头渡镇玉台村三社1号滑坡形成机制分析

杨春 郭浪 李善涛

摘要：玉台三社1号滑坡变形迹象明显，潜在危害大，结合滑坡调查、勘探资料，通过对滑坡所处地理位置、地质背景条件及形成的内因、外因的研究，分析了滑坡诱发因素及形成机制，结果表明，人类工程活动及降雨入渗是诱发滑坡形成的主要因素。同时结合滑坡稳定性评价结果，提出了防治措施建议。

关键词：滑坡;诱发;形成机制

重庆市地处四川盆地东缘，地质构造复杂，常年降雨量较为丰富。受地形地貌、地质构造、降雨、人类工程活动影响，地质灾害较为发育，给群众生产生活造成较大危害。

2018年11月初，南川区头渡镇玉台村三社1号滑坡出现多处地表开裂、房屋变形迹象，后缘裂缝张开约5～10cm，下错约30～50cm，且随着降雨增多变形逐步加剧，威胁滑坡体上住户35户143人、金佛山南坡在建上山公路、金佛山电站在建压力管道、头渡大桥以及在建金佛山水利工程水库等安全。

一、滑坡区地质环境条件

（一） 气象水文与地形地貌

该滑坡地处亚热带温润季风区，区内气候温和，雨量充沛，多年平均降雨量1185.0mm。滑坡区属构造中高山地貌，地势总体上北高南低，后部为甑子岩-锦屏峰陡崖带，地形总体上呈陡崖（灰岩陡崖）—缓（缓坡平台）—陡—缓（缓坡）—陡崖（柏枝溪右岸陡崖）的地形;滑坡区微地貌为斜坡，坡向约175～180°，地势呈簸箕型形分布，最高点位于滑坡体后缘，海拔1040m，最低点海拔915m，相对高差约125m，地形坡度一般20°～25°，局部陡坎坡角达55°。

（二）地质构造

构造上位于龙骨溪背斜的西翼靠近轴部，岩层呈单斜产出，产状280～300°∠5～7°，地质构造简单。岩体发育3组陡倾构造裂隙：J1组产状105°∠86°，延伸长度7～50m，间距0.5～5m，微张～张开，张开约0.1～1.0m;J2组产状203°∠89°，延伸长度5～6m，间距1～2.0m，闭合～微张，无充填，裂隙面较平直;J3组产状155°∠83°，延伸长度5～8m，间距1.5～2.0m，闭合～微张，无充填，裂隙面较平直。

（三）地层岩性

滑坡区及其邻近区域出露地层主要为第四系人工填土（Q4ml）;崩塌堆积层（Q4col+dl），以块石土为主，块石粒径0.2～3.0m不等，最大粒徑达5～12m，块石含量30%～65%，局部可达70%以上;志留系韩家店组（S2h），薄～中厚层黄灰色、灰绿色页岩夹粉砂岩及灰岩透镜体;小河坝组（S1x），薄-中厚层状灰黄色、灰绿色砂岩。

（四）水文地质条件

滑坡区丰水期地下水流量一般0.05～0.5升/秒。地下水的埋藏深度较浅，勘探时地下水位一般在0.48m～26.65m，由于上覆粘土层较厚（约3～7m）且属于相对隔水层，滑坡堆积体碎块石土层为相对含水层，根据钻孔（抽水试验孔及野外工作结束时钻孔统一观测）水文观测资料分析：该类地下水已形成稳定的地下水位。

据现场调查，滑坡区范围有9个泉点由崩塌体内渗出，泉口为块石堆砌，枯季流量约0.01～0.10L/s，雨季可达0.5L/s，雨后略显浑浊。

崩坡积块石土中块石以灰岩为主，块径较大，可达5～12m，局部可见溶腔、溶隙，在接受大气降水及基岩裂隙水的补给后，起到良好的储水及导水作用。

（五）人类工程活动

2017年9月份开始，自滑体中部通过的金佛山南坡上山公路开始建设，在公路内侧形成1～3m的土质边坡，部分路段公路内侧采用片石挡墙进行支护，公路内侧边坡无垮塌现象，但路面及挡墙错断裂缝明显;公路外侧形成1～8m的土质回填边坡，坡脚进行了干砌挡墙护脚，局部挡墙已经破坏。滑坡体上当地居民修建房屋、生产耕种等活动也对坡体进行了一定的改造。

二、滑坡基本特征

滑坡平面形态呈“簸箕”型，右侧以陡缓交界剪切裂缝为界，左侧以羽状剪切裂缝为界，后缘以陡缓交界处拉裂缝为界，前缘为陡崖顶部鼓胀变形处，周界变形裂缝明显。滑坡长约480m，平均宽度约280m，平均厚约25m，体积约336×104m3，主滑方向约175°，属大型中～深层堆积层滑坡。

（一）滑体特征

据钻探揭露，滑坡区覆盖层厚19.5m～35.0m，主要由粉质粘土、块石、碎石组成，局部含淤泥质块石土。粉质粘土多为黄褐色，呈可塑～硬塑状。块石土主要由灰岩块石及粉质粘土组成，局部夹杂淤泥质土，分布极不均匀;块石土主要以灰岩块石为主，局部夹少量页岩碎片，整体呈现崩塌堆积体块石含量较多，约50%～65%。块石粒径较大，块石粒径主要分布约0.2～3.0m，局部块石粒径达5～12m。

钻孔揭露出滑体中存在多期次堆积面，多次堆积后沿各期次崩塌堆积面形成了厚0.4～5.8m的含碎石粉质粘土层，其土质相对潮湿、随埋藏深度加深密实度增高，该薄弱层的特点是局部富含有机质，存在泥化现象，碎石含量相对较少，对比前后钻孔发现各钻孔中堆积面期次不同，规律性较差。

（二）滑带特征

滑坡滑带特征明显，勘探岩芯可见滑动迹象，主要分布于滑坡土体内部和岩土界面。软弱层为粉质粘土，灰褐色、黄褐色，土质相对潮湿、随埋藏深度加深密实度增高，该层局部富含有机质，存在泥化现象，碎石含量较少，力学性质较低，部分含5～25%灰岩、页岩碎石，为滑带，勘探揭示滑带埋深20m～30.0m之间。根据滑带土室内试验其天然含水量约为22.7～34%，平均28.17%。滑带与下覆基岩面和地形的起伏密切相关，倾角5～15°。

（三）滑床特征

滑床为第四系滑坡堆积层和志留系中统韩家店组（S2h）页岩。滑床顶面总体形态呈“凹槽型”，剖面呈“弧状”，北高南低，总体上滑坡后部较陡，坡角一般15°～48°，中部相对较缓，坡角一般10°～15°，前缘较平缓，坡角3°～14°。

（四）滑坡变形特征

通过调查访问，滑坡体后缘、中部及前缘均出现大量墙裂及地面裂缝，尤其在滑坡中后部房屋墙裂、地裂、墙体错开、墙体剪断、公路错裂、水田开裂漏水、电线杆歪斜等现象极为明显，滑坡区发生拉张变形的裂缝多达数十條，局部地面裂缝初现时间为2018年9月和10月连续降雨，2018年11月7-8日连续强降雨，裂缝进一步扩大，裂缝宽一般10～500mm，延伸一般5～125m，主要裂缝详见滑坡地面裂缝分布示意图。

三、滑坡诱发因素及形成机制分析

滑坡的形成与地形地貌、地层岩性、坡体结构、大气降水、人类工程活动等内因、外因密不可分，是以上因素综合作用的结果。其中，降雨及人类工程活动是该滑坡形成的主要诱发因素。

（一）滑坡诱发因素

3.1.1地形条件

滑坡为斜坡地形，斜坡地形具有一定的汇水面积，加之滑坡处于斜坡中下部，后侧大面积的山体汇水直接汇入滑坡区内，一部分渗入滑体松散堆积体中，增加滑体自重、降低岩土界面抗剪强度;一部分直接冲刷斜坡面，破坏滑坡整体性，降低滑坡稳定性;且滑坡前缘为陡崖带，为滑坡滑动提供了良好的空间条件。

3.1.2  地层岩性

滑体块石含量较高、滑体较松散，透水性相对较好，而下伏稳定基岩主要为志留系中统韩家店组页岩，其隔水性能相对较好，且遇水易软化、泥化，其抗剪强度降低。

3.1.3  水的作用

（1）增大滑体重量

由于滑体块石含量较高，使得滑体具有较高的孔隙性和吸水性，降雨在径流过程中会产生不同程度的入渗，渗透水在增加坡体土含水量的同时，导致滑体重量的增加。

（2）降低滑带抗剪强度

降雨入渗使岩土界面处基岩软化和泥化，抗剪强度大幅度降低。具体过程为：滑体块石含量较高、覆盖层相对松散，土体直接裸露地表，降雨入渗条件相对较好;滑床为页岩，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体带软化，形成软弱结构面，当粘土达到了软塑～流塑状态，滑体极易滑动。

3.1.4  人类工程活动

滑体内房屋、公路、压力管道等建设平场形成的切坡，扰动坡体应力分布状态，对坡体变形破坏具有一定促进作用;村民在滑坡体上进行耕种对土体的扰动利于雨水入渗。

滑坡中部由于复建公路的修建，进行了一定规模的回填压实处理，压实后的填土透水性降低，导致斜坡原有地下水运移通道受到一定程度的堵塞，地下水运移速度降低，使得滑体内地下水位局部雍高，土体饱水导致滑体重量加大、岩土界面长时间受地下水浸泡而抗议剪强度降低。由于该滑坡原始稳定性系数仅略大于安全系数，处于极限平衡状态，因滑体内地下水位的抬升使该平衡被打破，从而发生推移式滑动破坏。

（二） 形成机制分析

滑体内第四系松散堆积物以粉质粘土夹块碎石为主，结构较松散，易受降雨及地表水入渗运移的影响;下伏基岩主要为志留系韩家店组页岩、小河坝组粉砂岩。由于该斜坡堆积层历史上发生过多次崩滑堆积，暴雨及持续暴雨条件下，地表水沿第四系松散土体及滑坡后部基岩裂隙水渗入滑坡体内，将沿着原始残坡积土层以及部分基岩顶面流动，使原始残坡积层及土岩接触面被软化、泥化，形成软弱夹层，沿这些层面蠕滑形成滑带土。中前部公路修建过程中对土体的压实作用则改变了地下水运移通道，使地下水位抬升，增加滑体重量，加剧了滑坡的变形破坏趋势。

四、滑坡稳定性评价

（一）滑坡稳定性宏观分析

根据调查、勘探工程揭露，滑坡地表拉张裂缝发育，居民房屋和公路开裂、变形，斜坡两侧出现羽状剪切裂缝等变形特征。滑坡滑动面已大部分形成，前缘隆起，存在大量垂直等高线的压致张裂缝，地表和房屋建筑拉张裂缝明显，滑坡两侧羽状剪切裂缝明显，电线杆歪斜等，符合强变形阶段的特征，故判断滑坡处于强变形阶段。

据计算结果，滑坡在天然工况下整体处于基本稳定状态，暴雨工况下整体处于欠稳定～基本状态，计算结果与现场调查、钻探揭露岩芯结果吻合。

（二） 稳定性因素敏感性分析

（1）滑带土抗剪强度指标敏感性分析

滑坡稳定性影响因素敏感性分析选择主滑动面1-1′剖面的暴雨工况进行，分析范围为C=10～30kPa，φ=13～20°，分别假定滑带土的C、φ值，对应算出稳定系数Fs值。计算结果表明，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，当C值为10kPa～30kPa之间，φ值为13°～20°之间时，φ值每增加1°，Fs值的增幅出现的波动较大，滑坡体稳定性对φ值较敏感。

（2）地下水位敏感性分析

根据勘查成果，滑带土抗剪强度较高，且滑面倾角较缓，初步判定地下水对滑坡稳定性影响甚大，滑坡稳定性影响因素敏感性分析选择滑坡主滑动面1-1′剖面的暴雨工况进行，分析范围为地下水位下降0.5～4.0m，分别取滑带土的C、φ值，对应算出稳定系数Fs值。计算结果表明，地下水位下降约4.0m，稳定性系数为1.164，滑坡趋于稳定。

五、防治措施建议

结合滑坡诱发因素及其危害对象，提出滑坡治理工程设计方案为：削坡减载+坡面格构防护+截排水+仰斜式排水孔。

（1）削坡减载：针对滑坡推力计算结果，滑坡控制剖面剩余下滑力大（2884.17～3920.4KN/m）、滑体厚的特点，一般抗滑桩工程施工难度大，难以满足抗滑支挡要求，因此建议在后缘进行削坡减载，放坡坡比1：2.5～1：2，放坡坡高10m，在坡顶设置马道，坡面采用人字形格构护坡+草籽绿化。

（2）截排水：为减少降雨入渗及坡外水体进入滑坡体内，在滑坡后缘、放坡坡脚设置截排水沟，以有效拦截地表水、坡面汇水。

（3）仰斜式泄水孔：针对滑坡区内地下水埋深浅、地下水排泄不够通畅、及时的问题，建议在公路沿线陡坡处（已有挡墙处）设置仰斜式排水孔，加快土体内部地下水排出，有效降低地下水位。

六、 结论

（1）该滑坡的形成、变形破坏与其所处地形地貌位置、地质背景条件及降雨入渗、人类工程活动等紧密相关，其中原多期次堆积体、岩土性质是其内在因素，连续的降雨入渗、人类工程活动是其主要诱因。

（2）重庆地区仍存在类似隐患，在不合理的人类工程活动、强降雨等因素作用下，仍可能发生变形破坏，应采取有效措施进行防治。一是加大排查力度，及早发现隐患;二是人类工程活动建设开展前应加强前期地质工作力度，避免不合理开挖诱发灾害的形成;三是地质灾害防治开展详细的勘查工作，查明诱因，对症下药，通过合理的防治技术，与环境协调，使防治工程达到最佳社会效益、生态效益。

参考文献：

[1] 郭浪，唐立等.重庆市南川区头渡镇玉台村三社滑坡治理工程应急勘查报告，2019.1

[2] 张倬元，王士天，王兰生，黄润秋等.工程地质分析原理（第四版），地质出版社，2020

[3] 地质灾害防治工程勘查规范（DB50/T 143-2003），重庆市质量技术监督局发布

[4] 地质灾害防治工程设计标准（DBJ50 T-029-2019），重庆市住房和城乡建设委员会发布

作者简介：

杨春（1973-）男，高级工程师，大学本科工学学士，主要从事地质灾害、城市地质、地质环境保护等方面工作。