川东某场镇后山滑坡发育特征与机理分析

陈世龙，郭伟，陈亚婷，张涛，刘晓钦

川东某场镇后山滑坡发育特征与机理分析

陈世龙1，郭伟2，陈亚婷1，张涛2，刘晓钦1

（1.四川省地矿局成都水文地质工程地质中心，成都 610001； 2.四川省华地建设工程有限责任公司，成都 610001）

四川盆地红层丘陵地区局部垂向裂隙发育的坡体容易受强降雨影响发生平推式滑坡，对于该类滑坡前人已有较为系统的研究，但对该类滑坡体局部复活特征的研究尚不深入。以川东某地老平推式滑坡体上发育的现代滑坡为例，分析了这类老滑坡局部复活的机理特征，5·12强震对滑坡体完整性造成了一定程度的破坏，是老滑坡复活的因素之一；但后缘人工弃渣的加载是其复活最直接的激发因素。文章对治理方案进行了可行性探讨，最终选用“前缘抗滑桩+后缘截水沟+裂缝夯实”方案。

川东；老滑坡复活；机理分析

2010年1月4日凌晨1：10分左右，川东某镇场镇后山突发山体滑坡，发生时伴随着巨大的声响。滑坡体上一座砖窑厂以及自来水厂被摧毁，造成直接经济损失1000余万元，场镇及附近村庄3000人供水被迫中断。经调查，该滑坡为老基岩滑坡的局部复活，复活因素为两个方面，一是“5·12”地震对水厂蓄水池破坏导致渗水；二是滑坡后缘人工弃渣加载。加载是老滑坡复活最直接的诱发因素。

认定老滑坡证据有如下四个方面：

1）地层产状：稳定区岩层产状：90°~110°∠2°~5°；老滑坡体碎裂岩分布区产状变化较大：中滑块前缘产状136°∠32°，向后缘依次变化138°∠39°、139°∠71°。南滑块前缘直立陡坎处测得碎裂岩：产状132°∠39°，与陡坎下段稳定地层产状101°∠4°存在较大差异；与中滑块碎裂岩产状基本相同。

2）岩体结构：老滑坡体碎裂岩特征明显，似层状结构，结构破碎，岩芯采取率低。从岩芯以及钻进状态均可以明显区别滑体与滑床。滑坡体在钻进过程中漏浆严重，岩芯采取率较低。

3）区域地形地貌：在滑坡体周边稳定地区海拔475~505m高程段，发育高25~30m，宽40~60m台地。滑坡发育区高程台地地貌缺失。

4）老滑坡微地貌：中滑块后缘发育老滑坡滑动形成凹陷。三处滑块中，中滑块原地貌心态保留最为完整，在中滑块后缘(水厂至公路)发育凹陷地形，最大下凹深度1.2~1.7m，推测为老滑坡滑动后产生的后缘凹陷。

图1 滑坡平面图

老滑坡滑面分析：通过对滑坡周边稳定岩层节理裂隙的调查统计，侏罗系遂宁组（J3S）主要发育两组节理，第一组节理产状310°~340°∠75°~85°，发育长度5~10m，砂岩中发育密度0.5~1条/m,节理面较为平直，张开度10~200mm；第二组节理产状200°~240°∠75°~85°，发育密度1~2条/m，张开度1~20mm。其中第一组节理倾向与老滑坡主滑动方向基本一致，推测老滑坡后缘沿该组节理产生滑动形成后缘滑壁；据钻孔资料及滑坡前缘陡坎处调查，老滑坡体岩性为泥质粉砂岩夹薄层砂岩（中滑块南北侧面斜坡处可见露头），滑床为粉砂质泥岩，与该层的透水性较弱有直接关系。

综上，老滑坡为“平推式”基岩滑坡，发生时滑移速度较快，当滑动前缘受阻，岩层反翘，岩层倾角增大反倾；后部滑体的持续滑动对前缘造成挤压，致使老滑体岩层倾角自前缘至中部逐渐增大。

1 滑坡发育特征

1.1 形态及边界特征

滑坡体平面形态，中部发育舌形地形，延伸方向与滑坡主滑动方向一致。主滑动方向280°，前缘呈弧形发育，宽度249m，最大发育长度95m，滑坡体平均厚度14.0mm，滑坡体总体积30.1×104m³。

根据滑坡发育地形地貌以及形成机理划分为三个滑块，分别命名为南滑块、中滑块和北滑块。

南滑块边界特征：滑体地形平坦开阔，剖面形态呈近直线型，后缘发育高3.8m主滑壁，滑体上发育多条纵张裂缝分析，显示该滑块的形成机制为“后缘堆积体加载对滑体造成推移”；

中滑块边界特征：平面形态呈长条形，剖面呈凸型，滑体厚度显著大于南、北滑块。滑体中后部发育横向裂缝，形成L9裂缝凹陷带；滑体前缘鼓胀隆起，发育密集挤压裂缝。变形特征显示，该滑块形成诱因为水厂水渗漏形成静水压力，产生推移式滑动，挤压前缘形成地面鼓胀隆起；其次为后缘少量堆积土的加载挤压作用。

北滑块边界特征：平面形态呈似三角形；前缘发育纵张裂缝和横向鼓胀裂缝交叉，L9裂缝以大角度斜向贯穿北滑块，之后延伸至中滑块，显示中滑块推移式滑动对北滑块造成挤压和牵引。

1.1.1 南滑块形态特征

斜坡坡向270°。平面特征呈圈椅状，左侧边界至斜坡坡脚冲沟处，边界裂缝等特征明显；右侧以水厂斜坡坡脚地形转折处为界；后缘位于县乡公路外侧。

发育最大宽度110m，长度95.0m，厚度呈现中前部厚度薄（7~8.0m），后部厚度大（15~16.0m）的特点，总体积17.3×104m³。

剖面形态呈凹型，滑体前缘发育陡坎，由滑坡滑动挤压所形成，陡坎上部地形坡度70°~90°，陡坎下部地形坡度30°~35°。

滑体中部地形平坦，坡度6°~8°，发育两级陡坎，高1.5~2.0m。滑体上种植有菜地和经济林。

滑体后部堆积有人工弃渣。弃渣堆积开始于2019年11月初，结束于12月中旬，总体积约 2 000m³，总重量约3 500吨，折合单宽堆载负荷70吨。弃渣性质为某房地产开发商削山平地形成的碎块石土，碎块石岩性以长石石英砂岩为主。

后缘滑壁发育于堆积体中。堆积体清除后，滑坡体后部发育台坎，高5~6.0m，为老滑坡后缘边界。

图2 南滑块剖面图

图3 中滑块剖面图

1.1.2 中滑块形态特征

斜坡坡向308°。平面形态呈长条状，左右边界以该段地形出现转折处为界，后缘至县乡公路外侧后缘主裂缝处。发育最大宽度100m，长度51.0m，滑体厚度呈现前部和后部厚度薄（7~8m），中部厚度大（17.0m）特点，滑坡总体积10.2×104m³。

剖面形态呈凸型，滑体前部斜坡坡度25°，发育三级陡坎，陡坎高2.5~4.5m；中部地形平坦，建筑有自来水厂；滑坡体后部斜坡出现反倾现象，地形凹陷，凹陷处地面标高493.1m，中部自来水厂厂房处最大标高495.0m，最大高差1.9m。

1.1.3 北滑块形态特征

斜坡坡向336°。平面特征呈不规则状，左侧边界至滑坡体中滑块的北边界，北边界至砖厂厂房处。发育最大宽度44m，长度76.0m，滑体平均厚度7.0m，总体积2.5×104m³。

剖面形态呈凹型，前缘发育陡坎，陡坎坡度75°~90°，高17.0m。中前部（砖厂生产区）地形平坦，地形坡度小于1°。滑体中后部地形坡度18°区域种植有菜地。

1.2 滑坡变形特征

滑坡变形特征为地面裂缝、前缘鼓胀以及后缘和左侧发育滑壁。

照片1、2 南滑块地面裂缝及后缘滑壁

后缘滑壁从中滑块与北滑块交界处开始，沿中滑块和南滑块后缘发育，并延伸至南滑块左侧。滑壁高度以南滑块后缘为最高3.8m，向南北两侧逐渐减小。中滑块后缘滑壁高1.0~1.5m，北滑块后缘滑壁和南滑块左侧滑壁高0.3~0.5m。

从滑壁发育特征分析，南滑块为滑坡的主滑动块，其次为中滑块和北滑块。

1.2.1 南滑块变形特征：

前缘垮塌：前缘出现大面积推移而垮塌；

变形裂缝：发育三条纵张裂缝（L2、L6、L7），贯通性好，最大可视深度2.0~2.5m、最大宽度0.9m，裂缝剖面形态呈楔形；发育2组3条斜向裂缝，延伸方向与纵张裂缝夹角40°~45°（照片1）。

滑壁特征：后缘主滑壁高3.8m，坡度45°，擦痕方向270°~275°（照片2）。左侧滑壁测擦痕方向270°。

1.2.2中滑块变形特征

前缘挤压鼓胀：前缘土体受挤压出现鼓胀变形，并发育12条纵张裂缝，发育宽度15~45cm，最大可视深度3.0m，裂缝呈直立状，裂缝延伸方向与该段斜坡坡向300°~320°呈小角度相交，锐角指向滑体后缘（照片3）。

照片3、4 中滑块前缘鼓胀及中后部地面裂缝

照片5、6 L9裂缝及前缘“十字”裂缝

中部拉张裂缝：主要发育两组，第一组延伸方向平行或呈小角度与该段斜坡坡向相交，以L8裂缝为代表，并延伸至滑坡体北滑块，弧形发育；第二组裂缝以L9裂缝为代表，横向贯穿整个滑坡体，伴随0.6m的地面沉降差，形成沉降带（照片4）缘滑壁高度1~1.5m，擦痕方向275°~285°。

1.2.3 北滑块变形特征

前缘出现大面积挤压垮塌，滑体上发育2条裂缝，交叉呈八字形。L1裂缝沿整个滑坡体后缘贯通，并延伸至北滑块，并在北滑块末端变窄，变细。L9裂缝从滑体中滑块水厂中后部发育，贯穿整个中滑块，延伸至北滑块，并在滑体前缘发展为由6~8条近于平行的裂缝组成的“束状”裂缝；在滑坡体中前部出现轻微地面鼓胀，鼓胀区出现纵张裂缝（照片5、6）。

后缘滑壁高0.3~0.5m，擦痕方向为280°~290°。

1.3 滑坡体结构特征

南滑块：滑体厚6.3~7.5m。岩性为碎裂岩，碎裂结构，似层状构造，产状132°~138°∠26°~38°，与稳定地层区侏罗系遂宁组（J3S）地层产状（90°~110°∠2°~5°）存在较大差异。钻孔揭露的滑体岩性为含角砾粉质黏土，角砾遇水易软化崩解。岩芯样测试样含水率0.57%，钻进漏浆严重。

中滑块：岩性与南滑块相同，均为碎裂岩。产状变化较大，前缘产状：136°∠32°，中后部产状139°∠71°。钻孔揭露的岩性表现为碎石土、粘土夹碎块石土，碎石含量50%~55%。近滑面处，岩芯破碎，漏浆严重。岩芯样测试样含水率0.486%，硬塑。

照片7 南滑块滑面擦痕

北滑块：滑体岩性为粉砂质泥岩，与南滑块和中滑块有显著区别。钻进中漏浆严重。岩芯样测试样0.484%~0.577%。滑体厚度5.5~5.6m。

1.4 滑带、滑面发育特征

滑带土厚度介于0.40～1.10m之间。滑带土岩性为粘土夹碎石，砂及粉砂颗粒含量高，钻孔至滑带处均出现漏浆现象，少数孔漏浆严重。

南滑块：发育2层滑面，老滑面最大埋深12.7m，倾角2°~5°，显示原老滑坡为一平推式基岩滑坡；新滑面最大埋深7.6m，倾角6°~8°，滑面处严重漏浆。滑面擦痕明显（照片7）。

中滑块：滑面最大埋深17.0m，滑带最大厚度1.1m（全漏浆），滑面剖面形态呈中后部前倾（倾角45°），中部倾角变缓（10°~12°），前缘略反翘的特点（内倾3°）。

北滑块：滑面埋深5.5~5.6m，滑带厚度40~70cm，与滑坡体南滑块和中滑块类似，钻孔在通过滑带处漏浆严重。前缘滑面倾角1°~1.5°，中部滑面倾角7°~10°。

据对滑面高程的统计分析，呈现东部（后缘）高程大、西部高程小；北部高程大（北滑块）、南部高程小的特点。中滑块、北滑块以及南滑块的中部前缘滑面高程均在476.0~476.2m之间。滑面高程呈现中滑块高程大（482.1m），两侧高程低的特点，其中北滑块滑面高程478.5m，南滑块滑面高程最低476.6m。中滑块滑面高程与南、北滑块之间的高程差分别为5.5m和3.6m，显示中滑块在老滑体上部产生滑动，使老滑体形成目前差异明显的北、中、南三块。

从钻孔揭露老滑坡碎裂岩体原岩岩性为薄层状-中厚层状泥质粉砂岩、粉砂岩质泥岩夹薄层状粉砂岩。老滑坡发生后，碎裂岩体倾角显著增大，产状较为零乱，岩体破碎，裂隙增大，利于降雨的入渗，风化严重。钻孔岩芯显示，老滑体碎裂岩已为黏土夹碎块石、碎石土等。发育于老滑坡内部的复活滑坡的滑面呈“圆弧形”，与老基岩滑坡的折线形滑面有着显著的差别。

1.5 滑床发育特征

滑床均为侏罗系上统遂宁组紫红色粉砂质泥岩，中厚层状—巨厚层状构造，产状95°~110°∠2°~5°。发育两组近于互相垂直节理，第一组产状：200°~235°∠75°~85°，节理发育密度1~2条/m，节理延伸长度1~2.5m；第二组节理产状:100°~125°∠75°~85°，节理发育密度1~2条/m，节理延伸长度1~2.5m。

1.6 滑坡区水文地质特征

滑坡区地下水类型主要为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，孔隙水主要分布于滑坡体南滑块中。

据钻孔测试结果，滑坡体中未发现稳定地下水位。在滑坡体前缘原乡政府供销社大院内有一口民井，井水深2~2.5m，出水量25~30m³/天。

基岩风化带网状裂隙水，赋存于滑床之下的泥岩裂隙和砂岩风化裂隙之中，主要接受大气降水和上部松散堆积层孔隙水的补给; 暴雨和持续降雨时，入渗量增加，地下水位及压力会显著增高; 影响古滑坡整体戓局部稳定性。

图4 传递系数法（折线型滑面）计算模型

2 滑坡稳定性计算

滑体重度：天然状态γ19.0KN/m3，饱和重度γw=20.4kN/m3；

滑带土抗剪强度：天然c=13.5～16pa，φ=6°～8°，饱和c=12～14Kpa，φ=5.5°～6°。

采用折线形滑面条分法和传递系数法来计算滑坡的稳定系数和剩余下滑力。

滑坡稳定性系数计算结果统计表

工况滑 块C（kp）φFS稳定性 天然南滑块现状13.57°0.99欠稳定 减载后13.57°1.65稳定 中滑块（水厂）168°1.52稳定 北滑块（砖厂）148°1.65稳定 饱水南滑块加载新滑面115.5°0.69不稳 老滑面21.5°1.39稳定 减载后新滑面115.5°1.02欠稳定 老滑面21.5°1.58稳定 中滑块（水厂）新滑面145.5°0.99基本 老滑面21.5°1.27稳定 北滑块（砖厂）126°1.06欠稳

稳定系数Fs的计算公式为：

式中：Fs—稳定系数；R—作用于第i块段的抗滑力（kN/m）；R—作用于第n块段的抗滑力（kN/m）；T—作用于第i块段滑动面上的滑动分力（kN/m）,出现与滑动方向相反的滑动分力时，T取负值；—作用于第n块段滑动面上的滑动分力（kN/m）；—第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数(j=i)；θ—第i块段的滑动面倾角（°）；Q—第i块段滑体所受的重力（kN/m）；φi—第i块段土的内摩擦角（°）；C—第i块段土的粘聚力(kPa)；L—第i块段滑动面长度（m）。

从计算结果分析，南滑块天然工况下稳定系数取值0.99，减载后稳定性系数1.65，稳定性提高至165%；降雨工况下南滑块稳定性系数0.69（与滑坡在后缘堆载和饱水条件下发生了快速滑动的事实相吻合），减载后稳定系数1.02，稳定系数是之前的1.48倍。可见，滑坡后缘堆载对稳定性有着重要的作用。

通过对老滑面的稳定性计算，认为南滑块和中滑块老滑面的稳定性高，新滑坡沿老滑坡体内上部剪出。北滑块复活滑坡沿老滑面滑动。

3 诱发因素、形成机制分析

3.1 滑坡诱发因素分析

滑坡体为一老顺层基岩滑坡体，滑体岩性为碎裂岩，似层状构造，岩体孔隙度大，结构相对松散，抗剪强度较低；

地震导致水厂渗水。滑坡发生于2008年的5·12地震后的第二年，对水厂的调查，该次地震后，水厂蓄水池（浆砌条石结构）开始出现渗水现象；

后缘弃渣加载为滑坡直接诱发因素。后缘弃渣堆积开始于2019年11月初，结束于12月中旬，堆载体时间跨度1.5个月。总体积2000m³，总重量3500吨，折合单宽堆载负荷70吨。堆载体堆载完成约15天后发生滑坡灾情。堆载体处于南滑块，后缘滑壁发育高度最大3.8m，向南北两侧高度逐渐减小至0.2m（中滑块与南滑块滑壁高度差2.3~2.8m）。

3.2 滑坡形成机制分析

综合分析，老滑坡复活或局部复活的形成机制为：水厂水渗漏→南滑块后缘加载诱发南滑块滑动→水厂水渗漏加剧，中滑块滑动→中滑块滑动推动北滑块滑动。

4 治理方案的探讨

该滑坡体为一老滑坡，滑坡体前缘出现滑面反翘现象，多年来滑坡体未见任何变形迹象，说明老滑坡的稳定性较高。

老滑坡的复活或局部复活的原因与水厂水渗漏和后缘堆积体加载有着密切的关系。从滑坡体稳定性计算结果可见，加载的堆积体清除后，滑坡的稳定性得到了显著提高。按照1.05的安全系数取值，南滑块和北滑块剩余下滑力80~97KN/m，下滑力小；中滑块的剩余下滑力216KN/m。综上认为，对该滑坡采取“清除堆积体+裂缝夯实+后缘截水沟”的治理方案即可。

但选定的治理方案为“前缘抗滑桩+后缘截水沟+裂缝夯实”，方案偏安全。

5 结论

1）该滑坡为一老平推式基岩滑坡的复活滑坡；

2）5·12强震对滑坡体完整性造成了一定程度的破坏，是老滑坡复活的因素之一；但后缘人工弃渣的加载是其复活最直接的激发因素；

3）红层丘陵区由于地势相对舒缓、地层近水平，滑坡危害往往被忽视，对不合理的人类工程活动的管控较弱。该类滑坡应引起我们的高度重视。

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Analysis on the Development and Mechanism of the Houshan Landslide in a Town in Eastern Sichuan

CHEN Shi-long1GUO Wei2CHEN Ya-ting2ZHANG Tao2LIU Xiao-qin1

(1-Chengdu Center of Hydrogeology and Engineering Geology, SBGEEMR, Chengdu 610001;2-Sichuan Huadi Construction Engineering Co. Lt., Guanghan, Sichuan, 610001)

The slope bodies with local development of vertical fractures in the red-bed hilly area of the Sichuan Basin are prone to translational landslide under the influence of heavy rainfall. This kind of landslides has been systematically studied, but the study on the local revival characteristics of this kind of landslides is still not in-depth. By the example of a modern landslide developed on an old translational landslide in east Sichuan, this paper makes an approach to the mechanism for local reactivation of this old landslide and the feasibility of the treatment scheme.

translational landslide; old landslide reactivation; sliding mechanism

2019-09-04

陈世龙（1966-），男，河南人，高级工程师，研究方向：水工环地质

P694

A

1006-0995（2020）01-0119-06

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.01.024