秭归县幅典型地质灾害成灾模式研究

李隆平， 潘安邦， 廖伟杰， 丁宇靖， 王世昌， 谭建民

(1.湖北省地质局 水文地质工程地质大队,湖北 宜昌 443002； 2.中国地质调查局 武汉地质调查中心,湖北 武汉 430205)

研究区位于三峡库区，地质灾害频率高、灾情重、密度大，是中国地质灾害高发区之一。近年来，随着经济的快速发展、三峡工程的建设，区内相继发生了一些规模大、危害大的地质灾害(隐患)，给人民群众生命财产安全及厂矿企业生产造成巨大的威胁和经济损失，进行地质灾害的防治形势也越来越严峻[1]。在研究区调查成果基础上，总结归纳区内滑坡崩滑主要成灾模式，为进一步掌控与预测突发地质灾害奠定基础，为区内地质灾害防治、风险管控及工程建设等提供地质依据。

1 研究区概况

研究区地处亚热带季风气候区，具有平均气温高、空气湿润、雨量充沛、四季分明等特点。平均年降水量800～1 600 mm，降雨主要集中在4—10月。区内水系为长江，其支流主要有青干河、锣鼓洞河、苏溪河、童庄河。研究区位于鄂西褶皱山区，地处扬子准地台上扬子台坪鄂中褶断区秭归台褶束的东部，区内以碎屑岩为主，占总面积80%以上；不良工程地质岩类主要包括泥页岩泥化软夹层、风化碎裂岩、紫红色泥岩、炭质页岩、煤系地层等。研究区面积400 km2，区内共发育地质灾害点205处，以滑坡为主，主要沿河流沿线分布，其中：滑坡201处，占灾害总数的98.05%；崩塌3处，占灾害总数的1.46%；泥石流1处，占灾害总数的0.49%[1]。

2 典型地质灾害成灾模式

根据秭归县幅环境地质调查成果表明，不同的地形地貌、地质结构、地层岩性对斜坡体的变形破坏模式往往差别较大，其成灾模式及演化过程也不尽相同[2]。

2.1 典型滑坡成灾模式

2.1.1滑移型

滑移型是指在降雨、库水位、人类工程活动及其他外部营力作用下，坡体向临空方向发生整体滑移的岩土体斜坡再造形式[3]。

(1) 软弱基底顺层滑移型。滑体底部与基岩之间存在页岩、泥岩等软弱基底，受降雨、库水位、人类工程活动等因素的影响，软弱基底受挤压、压碎或压缩，发生泥化、软化变形破坏形成贯通面，整体沿软弱基底顺向滑移的现象(图1、图2)。如杉树槽滑坡、千将坪滑坡沿泥页岩软弱夹层产生变形滑动(图3、图4)。

图1 软弱岩层软化、泥化变形失稳模式Fig.1 Softening and muddling deformation instability model of weak strata

图2 基岩沿软弱夹层蠕滑变形失稳模式Fig.2 The creep deformation and instability model ofbedrock along weak interlayer

图3 杉树槽滑坡剖面示意图Fig.3 Schematic diagram of the Shanshucao landslide1.第四系滑坡堆积；2.侏罗系中统聂家山组；3.碎块石；4.块裂岩；5.长石石英砂岩；6.砂质页岩；7.岩层产状。

图4 千将坪滑坡剖面示意图Fig.4 Schematic diagram of Qianjiangping landslide1.第四系滑坡堆积；2.侏罗系中统聂家山组；3.碎块石土；4.长石石英砂岩；5.砂质页岩；6.滑移面；7.岩层产状。

(2) 古(老)滑坡复活型。该类滑坡是处于稳定或者基本稳定的古(老)滑坡体，受降雨、库水位等因素综合作用下，发生整体或局部复活而产生的滑移变形破坏现象(图5)。如树坪滑坡，为一老滑坡，2003年6月三峡水库蓄水以来，滑坡复活产生变形(图6)。

图5 古(老)滑坡演化失稳模式Fig.5 Evolutionary instability model of ancient (old) landslide

图6 树坪滑坡剖面示意图Fig.6 Schematic map of Shuping landslide profile1.第四系滑坡堆积；2.三叠系巴东组第三段；3.三叠系巴东组第二段；4.三叠系巴东组第一段；5.碎块石土；6.碎裂岩；7.粉砂质泥岩；8.泥灰岩；9.滑面；10.岩层产状。

(3) 浅表部滑移型。原处于稳定或基本稳定的滑坡体，在降雨或人类工程活动等因素的作用下，滑坡体前缘临空，滑坡体内部应力发生变化，产生诸多拉张裂缝,逐渐形成贯通面，使浅表部滑坡体蠕滑变形而形成前缘局部滑移变形破坏的现象(图7)。如杨家湾滑坡，该滑坡形成于20世纪80年代，2014年7月8日夜晚，滑坡中前缘表部产生滑动变形，变形体纵长250 m，横宽约70 m，厚2～6 m，体积约7×104m3(图8)。

图7 浅表部滑移型滑坡演化失稳模式Fig.7 Evolutionary instability model of superficial sliding landslide

图8 杨家湾滑坡剖面示意图Fig.8 Diagram of Yangjiawan landslide profile1.第四系滑坡堆积；2.侏罗系中统聂家山组；3.碎块石土；4.长石石英砂岩；5.砂质页岩；6.滑移面；7.岩层产状。

2.1.2冲刷型

冲刷型滑坡变形破坏模式是由于水流反复冲刷、淘蚀形成凹槽，并逐渐加大加深，形成临空面，引起岩质斜坡体或松散土质堆积体与岩土混合堆积体的斜坡体失去平衡，从而造成局部下错或坍滑的变形模式。从本质上看没有大的区别，仅是变形斜坡体物质成分与具体变形特点(一为反复式和渐进式破坏，一为局部下错或坍滑)存在差异。

(1) 掏蚀坍塌型。主要发生在松散土质堆积体或岩土混合堆积体中，沟道纵向坡度较大(30°以上)且上游有利雨水汇集，堆积体厚度较大，斜坡坡度较陡(40°及以上)，水流反复冲刷、掏蚀形成凹槽，并逐渐加大加深，堆积体失稳坍滑，下座产生变形破坏。这种变形的主要特点是发生反复式和渐进式破坏(图9)，如屯里荒滑坡前缘河流冲刷掏蚀，后缘拉裂下座而产生变形破坏(图10)。

(2) 浪蚀侵蚀塌脚型。多发生于岩质斜坡体坡脚，在库水位等因素作用下，坡脚岩体被浪蚀、侵蚀冲刷，坡脚产生崩塌并形成悬空陡壁，引起斜坡体失去平衡，从而造成局部下错或坍滑的变形模式(图11)。如大岭斜坡在库水位等因素作用下浪蚀、侵蚀塌脚产生变形破坏(图12)。

图9 掏蚀坍塌型滑坡演化失稳模式Fig.9 Evolutionary instability model of erosion-collapse landslide

图10 屯里荒滑坡剖面示意图Fig.10 Diagram of Tunlihuang landslide profile1.第四系滑坡堆积;2.侏罗系中统聂家山组;3.碎块石土;4.长石石英砂岩;5.砂质页岩;6.滑移面;7.岩层产状。

图11 浪蚀侵蚀塌脚型演化失稳模式Fig.11 Evolutionary instability model of foot collapse due to wave erosion

图12 大岭斜坡剖面示意图Fig.12 Diagram of Daling slope profile1.第四系残坡积；2.侏罗系中统聂家山组；3.碎块石土；4.长石石英砂岩；5.砂质页岩；6.岩层产状。

2.1.3崩滑型

在陡坡岩质斜坡中，岩体节理裂隙发育，岩体破碎，在降雨、人类工程活动等外在因素作用下，斜坡产生崩塌、滑移的现象。这种类型的破坏一般发生在岩质斜坡的浅表层或强卸荷裂隙内。根据崩滑体位置和移动形式可分为块(碎)体崩滑型、错落式崩滑型。

(1) 块(碎)体崩滑型。在具有坚硬岩桥的逆向斜坡中，斜坡浅表部存在不利于岩体稳定的节理裂隙，在降雨、风化、人类工程活动和其他外部营力作用下，岩体逐渐劣化形成裂隙贯通面，岩体沿节理裂隙发生的崩塌、滑坡现象(图13、照片1)。

(2) 错落式崩滑型。当为陡倾(>45°)的顺向斜

图13 块(碎)状崩滑演化失稳模式Fig.13 Evolutionary instability model of fragmental landslides

照片1 老湾崩滑体全貌Photo 1 Overview of Laowan landslide

坡体中，在人工切坡工程活动中，坡脚岩体临空，临空部分下错贯通形成破坏面，错落倾斜进而产生崩塌的现象。这类型变形多发生于向外倾斜的顺(斜顺)层斜坡中(图14、照片2)。

2.1.4碎屑流型

一般由泥岩、粉砂质泥岩构成的斜坡，斜坡岩体抗风化能力较差，当坡度较大，表面植被稀少，结构极度松散，在降雨作用下，斜坡上的风化岩体以碎屑流的形式滑移，往往伴有扬尘及松散岩体滚落的声音(图15、照片3)。该类型滑坡主要分布于坡面陡峭的碎屑岩斜坡中。

图14 错落式崩滑型演化失稳模式Fig.14 Evolutionary instability model of collapse-slip type

照片2 上坪崩滑体特征Photo 2 Characteristics of Shangping landslide

图15 碎屑流型演化失稳模式Fig.15 Evolutionary instability model of debris flow pattern

照片3 沙大湾碎屑流全貌Photo 3 Overview of the debris flow in Shada Bay

2.2 典型崩塌成灾模式

区内崩塌地质灾害发育较少，根据斜坡的岩性组成和结构特征，崩塌成灾模式主要有软弱基座型、风化卸荷型两种类型。

2.2.1软弱基座型

软弱基座通常具有压缩性高、遇水易软化、强度较低等特点。其通常处于上硬下软的斜坡结构的下部，主要有强度低、受构造及风化影响显著或含有大量膨胀性粘土矿物的软岩以及煤(磷矿)层组成。区内常见的软弱基座主要为泥页岩、煤层等组成。

下伏软弱基座力学强度低，流变性能强，抗风化能力差，在风化、剥蚀等因素作用下，形成岩腔，上部厚层灰岩原生卸荷裂隙扩张，降水入渗的水头压力，使其进一步扩展贯通，发生卸荷、拉裂变形或失去支撑而发生崩塌(图16)。如区内比较典型的陈家院子崩塌，上部为含燧石结核生物屑灰岩，下部为煤层。

图16 软岩基座斜坡岩体崩塌模式Fig.16 Slope rock mass collapse model of soft rock foundation

2.2.2风化卸荷型

风化卸荷型通常具有岩体破碎、临空面高陡或负地形等特点。因修路等人为工程活动切坡或河流掏蚀，形成高陡或负地形的边坡，在降雨、风化等外在因素下，坡体上部岩体形成贯通的结构面后，重力作用下卸荷形成崩塌或滚石(图17)。如区内典型的猴子石湾崩塌、石门危岩体。

崩塌具有发生频率低、强度高，发生突然、无明显的前兆的特点。只能利用地形、斜坡结构、坡度、卸荷裂隙密集程度等因素，综合进行人为危险评价和划定，建立定期的巡查机制进行预警、预报。

图17 风化卸荷型斜坡岩体崩塌模式Fig.17 Collapse model of weathered unloading slope rock mass

3 结论

研究区位于三峡库区，地质灾害以滑坡为主。区内滑坡主要成灾模式包括滑移型(软弱基底顺层滑移型、古(老)滑坡复活型、浅部滑移型)、冲刷型(淘蚀坍塌型、浪蚀侵蚀塌脚型)、崩滑型(块(碎)体崩滑型、错落式崩滑型)、碎屑流型；崩塌主要成灾模式包括软弱基座型、风化卸荷型。通过对区内典型滑坡、崩塌成灾模式及其发生发展条件、演进模式[4]的研究，为区内地质灾害防治、风险管控及工程建设提供基础地质依据，从而指导推进区内地质灾害防治工作，保障人民生命财产安全，具有重要的现实意义。