陕西略阳南山滑坡复活成因及稳定性分析

王启耀，卢宇明，董 雪

(1.长安大学建筑工程学院，陕西西安 710061;2.西安市自来水公司规划设计院，陕西西安 710082)

陕西略阳南山滑坡复活成因及稳定性分析

王启耀1，卢宇明1，董 雪2

(1.长安大学建筑工程学院，陕西西安 710061;2.西安市自来水公司规划设计院，陕西西安 710082)

略阳县南山滑坡多次出现复活的迹象，严重威胁了滑坡体上及坡下的几十栋办公楼、住宅楼及近2000人的生命财产安全。本文通过对滑坡的调查，钻探及室内试验，分析了滑坡蠕动变形及可能复活的原因。利用滑坡稳定性计算的结果对其危险性进行了评估，结果表明滑坡在正常状态下是稳定的，但是在饱水及地震等不利工况下，坡体有失稳的可能，特别是滑坡前缘的陡坡段发生破坏的可能性大，需要采取措施进行治理。

略阳;滑坡;成因机制;稳定性计算

0 引言

略阳县地处陕西省西南部，汉中市西部。构造上位于秦岭一大别山构造带南缘的勉略构造带上［1］，勉略大断裂从县城通过，地质构造发育，岩体松散破碎。加之每年雨季降雨时间长，暴雨频发，崩塌、滑坡、泥石流等地质灾害多有发生，给略阳县造成了很大的损失［2-3］。

南山滑坡位于略阳县城八渡河与东渡河交汇处的南岸，属于大型堆积老滑坡。坡脚下有居民住宅，政府办公楼等多栋建筑。略阳钢铁厂专用隧道从滑坡中部穿过山麓。从20世纪80年代起，滑坡陆续出现一些复活的迹象，坡体上的房屋及其下的隧道均有裂缝出现。在极端气候及地震等不利因素作用时，变形尤为明显。滑坡前缘近30m的陡坎，经常发生落石、崩塌灾害，严重威胁陡坎下的检察院、地税局、林业局等多家单位及居民的生命财产安全和正常工作。根据《陕西省略阳县地质灾害调查与区划报告》(2002年2月)，该滑坡被确认为近期Ⅰ级防治对象。

1 气象及区域地质条件

略阳县属北亚热带北缘山地暖温带湿润季风气候，夏无酷暑，冬无严寒。根据多年观测资料，年平均气温13.2℃，极端最高气温37.7℃，极端最低气温-11.2℃;年均降水量802.2mm。全年降水量分配不均匀，春冬两季较少，夏秋两季较多，降水多集中在7～9月，最长连续降水日数达16天。7～9月降水具阵发性、暴雨多、雨量集中等特点。历史上滑坡、泥石流等地质灾害多发生在较大降雨期间。

滑坡附近最大河流为嘉陵江，自北而南流经略阳县城，河床宽200～300 m，历年来平均流量为4.62 m3/s，东渡河和八渡河在滑坡西侧汇入嘉陵江。

区内出露地层主要为古生界石炭系基岩和新生界松散堆积物。古生界地层主要为石炭系略阳群灰岩、局部夹千枚岩，新生界为第四系全新统残坡积堆积层、第四系全新统人工堆积层、以及第四系全新统河流冲积物。

具历史记载，略阳本地没有发生规模大于5级的地震，但受临近地区地震的影响，多次地震烈度达到了Ⅶ度，根据新的地震烈度分布图，略阳县基本地震烈度为Ⅶ度，地震加速度为0.15g。

2 滑坡特征

2.1 滑坡形态特征

南山滑坡位于南山北坡，地形上陡、下缓，但是滑坡前缘在林业局、检察院等单位后面有20～30m的陡坎，陡坎以上坡体坡度约为17°。滑坡后缘高程750m，前缘高程650m。滑坡长约300m(南北方向)、前缘宽约280m、中部宽约180m、后缘宽约60m(东西方向)，面积4.94×104m2。主滑方向约为5°。滑体平均厚度为25m，滑坡体体积约195×104m3，为大型堆积层牵引式滑坡。滑坡总体界限清楚，滑坡后壁位于南山休闲山庄屋后，东侧边界为一较为明显的冲沟，西侧边界为地形由缓变陡位置，圈椅状形态明显(图1)。

图1 南山滑坡平面Fig.1 Geological engineering plane figure of Nanshan landslide

2.2 滑坡体物质组成特征

滑坡体土体类型较简单，从上至下主要由残坡积碎石土、粉质粘土和夹于其间的灰岩块石组成，粉质粘土的厚度及块石的分布不均匀，滑床岩性为弱风化-新鲜灰岩夹千枚岩。具体特征如下:

①碎石土:为浅灰、褐黄色碎石土，土石混杂，土石比约为7∶3，土质成份为粉质粘土，石质成份为灰岩(含部分千枚岩)，结构松散，具扰动架空现象。在滑体内有多层，顶层位于地表，普遍厚1～5 m，植物根系发育，渗透性较好;在滑体与基岩基础面附近，也分布有1层碎石土，碎石多为基岩的强风化物质;滑体中部还有几层碎石土，但分布都不连续。

②粉质粘土:黄褐色、部分黑褐色，局部含少量砾石，为滑坡的主要组成部分，厚5～35 m，广泛分布于坡体，是组成滑坡体的最主要部分，且以滑坡中下部为厚，最厚处达35m，这在陕南地区较为少见。土体粘粒含量较高，可塑性好，具有类似于红粘土的性质，含水量对其性质影响很大，含裂隙，且裂隙面可见明显的擦痕(非滑动面)。

③块石:母岩为灰岩，少量为千枚岩，直径从200mm到数米不等，夹杂在粉质粘土层中。总体数量从滑坡顶部到前缘逐渐增加，在坡体中上部的钻孔中只是偶尔遇见，但到了前缘的ZK7号钻孔，从4m以下几乎全是大的块石，情况较为特殊。分析其原因，估计是滑坡形成前，坡体顶部的基岩发生崩塌，崩塌下来的岩块滚落下来，堆积于坡脚形成了巨厚的岩堆，林业局等单位后面的陡坎上，岩块分布的数量就非常的多。这是该滑坡一个较为特殊的地方。

2.3 滑坡剖面特征

该滑坡的两条剖面见图2、图3。

A-A'剖面位于滑坡体西侧，从南山公路中间穿过，方位356°，剖面水平长度235m，前缘陡坎以上坡度17°，由于剖面没有垂直通过陡坎，剖面线在陡坎处的坡度比实际的要小。

图2 A-A'工程地质剖面图Fig.2 A-A’Engineering geological profile

图3 B-B'工程地质剖面图Fig.3 B-B’Engineering geological profile

B-B'剖面位于滑体中部偏东，沿主滑方向布置，方位5°，剖面水平长度225m，坡度角30°，垂直通过滑坡前缘陡坎，前缘陡坎高35m。该剖面为滑体最厚的位置，滑体性质主要成份为坡积粉质粘土，局部位置夹灰岩、千枚岩漂石和碎石，厚度0～36m，漂石、碎石分布不均、厚度不等，最厚的位置出现在前缘ZK7附近，达36m。剖面前缘陡坎高达35m。滑面倾角较A-A'剖面相对要缓。

从剖面上可见南山滑坡为一坡积层滑坡，滑坡体为第四系粉质粘土夹块石、碎石，滑床为灰岩夹千枚岩，滑动面(带)为坡积层与基岩的接触面(带)。滑床主要为灰岩夹千枚岩。滑坡初始的剪出口位置大致在现在的玉灵路与坡脚的中部，经过长期的河流作用和人工活动的影响，目前已经看不见具体的剪出口。滑坡近期的活动只是一种缓慢的蠕动，没有形成连续的破坏面，还没有形成剪出口，根据边坡破坏的特点，南山滑坡新的剪出口出现在滑坡前缘陡坎坡脚的可能性较大。

3 滑坡复活机制及影响因素分析

南山滑坡的形成主要受地形、地层条件的控制。综合起来，其变形机制可以归纳为上部挤压——中部蠕滑——下部牵引。近期的活动主要受下面三个因素的影响。

3.1 前缘开挖——人为影响

目前滑坡的前缘为一高约30m的陡坎，陡坎最初是在20世纪七八十年代修建水泥厂时开挖形成的，水泥厂搬迁后，一些机关单位盖楼时对边坡做了简单的处理后形成了现在的情况。

从钻探资料看，老滑坡的平剖面特征都很典型，滑面上陡下缓，开挖的前缘正是滑坡的阻滑段，其开挖对边坡的稳定性有很大的影响。虽然当初没有发生滑动，但是滑坡开挖后的稳定性已经有所降低，为后续的复活创造了条件。

3.2 气象因素——水的影响

略阳地处内陆腹地，受大陆性气候和海洋性气候影响，四季分明，属大陆性过渡气候，降雨丰富。据最新统计资料，本区多年平均降雨量为805.4mm(1953～2008年);全年降水量分配不均匀，降水多集中在7～9月，其降水量约占全年的50%以上，降水具阵发性、暴雨多、雨量集中等特点。

南山滑坡的变形和破坏与降雨变化有很好的对应关系，少雨、小雨期间斜坡没有变形，大雨、久雨后斜坡才产生一定的变形，说明水在该滑坡体变形和破坏发展演化过程中起到了重要的作用。

降水入渗到滑坡体中后，既增加了坡体的重量，又使坡体中的软弱岩土体产生软化和泥化作用，降低了抗剪强度，减弱了稳定性［4-5］，从而使局部处于极限平衡状态的滑坡体产生滑动，因而丰富且集中的降水是南山滑坡产生滑动破坏的重要诱发因素之一。

1981年8月暴雨过后，滑坡体上城关镇新城五组多户居民房倾斜或有变形裂缝，滑坡体下通往略阳钢铁厂的专用铁路隧道也开始发现有裂缝。

3.3 构造活动——地质因素

勉略构造带为一规模较大的地壳缝合带，地质历史上构造活动强烈［6］。第四纪以来，该区断块运动也较为显著。其中，略阳—勉县断裂带易发生地震，且邻近地区的地震也常波及影响到该区，虽然地震强度相对较弱，一般未超过3级，但2008年的汶川地震在该区烈度达7度，并使南山滑坡体上出现了一些裂缝，特别是在前缘陡坎出现多处小型的崩塌和落石，说明地震对该滑坡体的整体和局部稳定性都有影响。

4 滑坡稳定性计算分析

4.1 计算方案的选取

针对南山滑坡的型态特征，滑坡稳定性计算采用剖面A-A'和B-B'，分别对滑坡整体和前缘局部按天然、饱和及天然+地震3种工况进行稳定性计算。地震烈度为7度，水平加速度采用0.15g。计算采用的方法为极限平衡法中的通用条分法［7-8］。

4.2 计算参数

滑坡体主要为粉质粘土、灰岩块石及部分强风化基岩，由于滑坡前缘存在较大范围和厚度的碎石土(主要是灰岩块石)，因此滑体前缘这一部分参数独立取值;滑面大部分为堆积物与基岩接触面，据钻孔揭露，未见明显滑带土;该滑坡滑床为灰岩夹千枚岩，且以灰岩为主，按灰岩取值。具体计算参数根据室内试验(粉质粘土)和经验参数(碎石土和基岩)综合确定如表1。

表1 计算参数Table 1 Calculation parameters

4.3 计算结果及分析

根据规划的方案，得到的计算结果见表2。

表2 稳定性系数计算结果Table 2 Calculation result for stability

由表可见，A-A'剖面稳定性较B-B'剖面低，滑坡前缘的稳定性较整体稳定性低。滑坡体整体在天然状态下处于稳定状态(稳定系数1.437～1.526);在饱水时 A-A'剖面处于极限平衡状态(稳定系数1.024)，B-B'剖面仍维持稳定(稳定系数1.125);地震时 A-A'剖面将处于不稳定状态(稳定系数0.954)，B-B'剖面趋向于极限状态。滑坡体前缘局部在天然状态下处于稳定状态(稳定系数1.224)，在饱水状态及地震影响下将处于不稳定状态(稳定系数0.967和0.948)。总体来看，滑坡的稳定性达不到安全性的要求，需要对该滑坡进行治理。

5 结论及治理方案建议

(1)南山滑坡为大型堆积层老滑坡，滑坡长期蠕动变形及可能复活的因素主要有三个方面:一是长时间的降雨及暴雨的影响;二是地震的影响;三是人类工程活动，挖坡建房的影响。

(2)稳定性计算结果表明，滑坡体整体在天然状态下处于稳定;在饱水时和地震情况坡体稳定性趋向于极限或不稳定。滑坡体前缘局部的稳定性较总体稳定性要小。总体来看，滑坡的稳定性达不到安全性的要求，需要对该滑坡进行治理。

建议对该滑坡的治理采用排水、支挡和削坡的综合方案。排水采用截排水沟、急流槽来拦截和排引地表水，使水不再进入或停留在滑坡范围内，以增加滑坡的稳定性。在滑坡中前部修建抗滑桩或锚索格构，以阻挡滑坡体的滑动。由于滑坡前缘陡坎高度较大，为防止前缘边坡的局部失稳，可以将前缘分台阶开挖，减小坡度。

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Reactive mechanism and stability analysis of Nanshan landslide in Lueyang County，Shaanxi province

WANG Qi-yao1，LU Yu-ming1，DONG Xue2
(1.School of Civil Engineering，Chang'an University，Xi’an 710061，China;2.Planning ＆ Design institute，Xi'an Running Water Company，Xi’an 710082，China)

The resurrection signs of Nanshan landslide，which is in Lueyang County，Shaanxi province，have been appeared many times.It seriously threatens dozens of office buildings，residential buildings and nearly 2000 residents’lives and their property safety.Through investigation，drilling and testing，three reasons made the Landslide creep deformation and the possible resurrection.The stability calculation shows that the landslide is stable in normal circumstance，but in adverse conditions such as saturated or earthquake，landslide will lose stability in whole，it should be noted that it is more dangerous at steep slope section of frontal edge of the landslides.Therefore，it needs to take measures to control.

Lueyang;landslide;formation mechanism;stability computation

1003-8035(2012)03-0008-05

P642.22

A

2012-03-22;

2012-05-15

国家自然科学基金重点项目(41130753)

王启耀(1975—)，男，湖北咸丰人，副教授，博士，主要从事地质灾害成因机制及防治研究。

E-mail:qiyaowang@tom.com