某崩滑堆积体的形成机理

刘洪铖

（吉林省水利水电勘测设计研究院 吉林长春 130021）

1 工程地质条件

1.1 地形地貌

崩滑堆积体发育在高中山地貌上的次级微地貌单元，其前缘发育有一级侵蚀阶地，详见表1。

表1 地形地貌类型及特征表

1.2 地层岩性

研究区内出露的地层以崩滑堆积体为主，并有石碳系下统岩关组(C1y)、大唐组(C1d)、摆佐组及中统黄龙群(C2hn)及第四系崩坡积堆积块石、块石混合土、碎石混合土及冲洪积堆积的卵石及级配良好砾石层。

1.3 地质构造

崩滑堆积体范围内未发现规模较大的断层，只是在平硐PD11内发现在崩滑堆积体后缘，在摆佐组灰岩与上覆塌滑体界面处有一个近 12m破碎带，为黄褐色砾、碎石混合土，密实状态，碎石块径2～15cm，部分呈次棱角状，该破碎带呈近35°角向上延伸至地表。

另崩滑堆积体内原岩节理及层面大部分已被钙质胶结，近于整体结构。崩滑堆积体两侧基岩以单斜构造为主，倾向河右岸上游侧。

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001），本区地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度，地震反应谱特征周期为0.45s。

1.4 水文地质条件

研究区赋存的地下水主要有碳酸岩盐类岩溶水，接受大气降水和邻近含水层补给为主，向清水河排泄，属补给型河谷。

从钻孔揭露资料可以看出，该区地下水位全部位于崩塌堆积界面以下，说明该堆积体透水率较大，有良好的地下水排泄条件。

2 形成机理

根据工程地质勘察成果的综合分析，九子堆积体性质为崩塌辅以滑移性质，总体崩滑方向为SE131°27′～SE153°51′27″。其形成主要受地质条件内部因素（地形地貌、地层岩性、地质构造）及外部环境影响因素（河水凹岸侵蚀以及地表水入侵）等共同作用控制。

2.1 地质条件内部因素

该崩滑堆积体形成之前，前缘为高陡边坡，边坡最大高度约 500m，地形坡度 45°～75°，局部陡立，地表植被极不发育，绝大部分基岩裸露。该区上部岩性为石碳系中统黄龙群(C2hn)中厚层状白云岩，岩层产状为SE170°∠30°，倾向河流上游侧。发育有走向 NW320°～350°倾向SW或NE 倾角 60°～85°及走向 NE40°～70°，倾向 NW或SE，倾角60°～70°两组节理，节理间距 0.5m～1.5m。第四系早期受某断层活动，尤其是弱破坏性地震（深源，震级 4.9～5.5级）作用的影响，发育有数条总体走向 NE12°～44°略倾 NE的卸荷张性裂隙，靠近河谷临空侧卸荷张性裂隙间距小，远离临空侧卸荷裂隙间距逐步加大，直至消失。该岩层在节理及卸荷裂隙组合切割下，易沿层面向临空侧崩落，形成崩塌。白云岩下部为石碳系下统摆佐组灰岩及大唐组泥岩与泥岩互层，岩层产状 SW196°∠28°～30°，与上覆白云岩产状总体接近，略呈角度不整合接触。

2.2 外部环境影响因素

影响该崩滑堆积体形成的外部环境影响因素主要有河流侧向侵蚀及大气降水入渗作用。

经现场地质测绘、钻孔、平硐等资料及该处河段空中立体拍摄照片综合分析确认，该河段左岸崩滑堆积体侧原为河流凹岸，河水位在高程约为1325～1350m（高于现卵砾石堆积三级阶地面高程）范围内涨落，河道坡降大，流量大，水流流速大，凹岸侵蚀作用强，侧向侵蚀作用加剧了岩体崩落，为崩滑堆积体形成提供了外部动力。

大气降水直接渗入岩体节理裂隙及层面内，降低岩体间摩擦力，为岩体崩落的外部影响因素之一。

2.3 崩滑堆积体的形成过程

崩滑堆积的形成起初是个渐变过程。形成初期石碳系中统黄龙群(C2hn)中厚层状白云岩在走向 NW320°～350°倾向 SW 或 NE 倾角 60°～85°及走向 NE40°～70°，倾向 NW 或 SE，倾角 60°～70°两组节理及受摩嘎断层带活动的影响，走向NE12°～44°略倾NE的卸荷张性裂隙切割作用下，表层岩体开始松动，且层面倾向临空侧，极不利于高陡边坡岩体稳定，而且此时清水河水位较高，水利坡降大，水的流速较大，且水流具有显著的凹岸侧向侵蚀作用，坡脚逐步被淘空，形成崩塌，塌落下来的块石绝大部分被水流带走。再进一步侵蚀、掏空，卸荷张性裂隙进一步发展，进一步形成新一轮的崩塌。陡立边坡呈逐步后移趋势，边坡后缘高度逐步加大，坡脚逐步高出水面，崩塌速度逐步放慢，并出现间歇期，坡脚开始堆积有少量碎石混合土类，随着后缘卸荷裂隙的进一步发展扩大，向临空侧倾斜，在重力作用下及地表大气降水汇入卸荷裂隙内降低了岩体的抗剪强度后，逐步达到临界状态，发生了大规模崩塌。前缘部分岩体部分尚未解体，沿着摆佐组灰岩及大唐组泥岩及泥灰岩及部分岩关组灰岩面向下滑移，后面的岩体崩落滑移的过程中翻滚，相互碰撞，携带部分滑床上的灰岩、泥灰岩一起下滑，至使滑面凸凹不平。由于前缘崩滑的岩体大部分未解体，占据了大部分河道，至使河道向右岸滚移，使河道变直，侧蚀作用减弱至消失。陡坎后缘后期又陆续发生了若干次小规模崩塌，覆盖于原崩滑堆积体之上，卸荷裂隙渐少直至消失。地表水入渗减小，岩体边坡逐步达到稳定状态，崩塌停止。与此同时，由于原崩滑堆积体被水流携带冲向下游，逐渐堆积于河道内，河道比降有减小趋势，且水流速度相对变缓，在河床内堆积有厚20m～35m的漂石及砂砾卵石，覆盖于崩滑堆积体前缘。由于该区处于碳酸盐岩地区，在具有酸性地下水作用下，岩溶作用相对较强烈，携带钙质成分地下水流经崩滑堆积体向河道排泄，钙质成份沉积下来，在漫长的钙质成份沉积结晶的过程中，崩滑堆积体及漂石及砂砾卵石被重新胶结在一起。

后期由于地壳抬升，河床下切，在两岸形成了基本呈对称分布的高 20m～35m的以钙质胶结砂砾卵石及漂石为主的三级阶地。

经后缘平硐 PD11揭露，在摆佐组灰岩与上覆崩滑堆积体界面处有一个近 12m破碎带，为黄褐色砾、碎石混合土，密实状态，碎石块径2cm～15cm，部分呈次棱角状，该破碎带呈近35°角向上延伸至地表。说明崩滑堆积体形成过程中出现过崩塌间歇过程。

经钻孔岩芯及平硐发现，崩滑堆积体及崩滑界面处相互挤压后的岩体经后期地表水及地下水携带的钙质成分重新胶结，使崩滑过程中白云岩与灰岩胶结在一起现象较普遍，如图1及图2。

图1 堆积界面处岩芯及重胶结现象

图2 堆积界面处重胶结现象

经后缘平硐PD10发现，该崩滑堆积体表部含大部崩塌岩体，有架空现象，岩性为白云岩，故将该堆积体定性为崩滑堆积体。

崩滑堆积体前缘堆积有厚 20m～35m卵石层，该卵石层呈密实状态，已被地表水及地下水携带的钙质成份胶结，呈半胶结状态，且在河两岸呈对称分布，表明是由早期冲洪积堆积而成。后期由于地壳抬升，河流下切而在河流两岸出现对称分布的半胶结状态卵石陡坎，河流下切深度达20m～35m，说明该卵石层时代较早，应在第四系早期，故该崩滑堆积体应形成在卵砾石堆积之前。

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