断裂构造对大型堆积层滑坡的约束控制作用研究

赵 甫

(中煤科工集团西安研究院有限公司，陕西 西安 710077)

0 引言

滑坡问题是山区工程建设中的一个重大工程地质问题，在各类滑坡中又以堆积层滑坡最为发育，其往往具有如下明显地貌特征，即后缘常为基岩陡壁，陡壁下方为一缓坡，两侧边界为基岩陡壁或冲沟，前缘坡脚多遭受河流或沟谷水流冲刷[1，2]。

在滑坡防治工作中，因对滑坡边界条件及水文地质条件的认识不足或错误，而导致治理工程失败的案例，多有发生[3]；断裂构造使岩体破碎，崩坡积作用强烈，产生大量的崩坡积物质，沿断裂带易发育大量的堆积层滑坡，部分大型堆积层滑坡分级处对应的滑床陡坎，也有明显受断裂构造控制的特点。因此，确定大型堆积层滑坡的边界条件及水文地质条件，不仅是滑坡稳定性评价的基础，对滑坡防治工程设计亦具有重要实际意义。

人们以往多侧重于研究断裂构造对岩质滑坡分布、边界条件及水文地质条件的约束控制作用[4-9]，断裂构造对大型堆积层滑坡的影响甚至是控制性作用则极少考虑。但大量工程实例表明：以第四系堆积物为主的大型堆积层滑坡，坡体物质、性质复杂、规模巨大，其空间分布、形态及水文地质条件有明显受断裂构造控制的特点。因此，极有必要从断裂构造角度研究该类滑坡。

作者针对山区工程建设中遇到的多处大型堆积层滑坡典型案例，首先分析了断裂构造与大型堆积层滑坡分布之间的关系，而后运用地质力学调查分析方法研究了滑坡区断裂构造的特征及空间组合关系，揭示了其对大型堆积层滑坡边界条件的控制作用，最后研究了断裂构造对大型堆积层滑坡的供水作用。研究所得出的断裂构造对大型堆积层滑坡的分布规律、边界条件及水文地质条件具有控制约束作用的结论，有利于加深对于该类滑坡的整体认识，提升对该类滑坡的防治水平。

1 断裂构造与滑坡空间分布的关系

断裂构造不仅能造成岩体破碎，且其两侧地形地貌差异往往较大，使得崩坡积作用强烈，大量的崩坡积物质堆积于陡壁下方的缓坡地带，在一定的诱发因素作用下形成堆积层滑坡(见表1)。

表1 断裂带控制堆积层滑坡分布的工程实例

大型堆积层滑坡在空间上的分布是不均匀的，有的地带成群、成片、成带密集发育，有的地带零星分布，主要是受断裂性质及不同的断裂交汇型式所控制。

断裂性质对堆积层滑坡分布的控制。

断裂构造对大型堆积层滑坡的空间展布具有直接控制作用。其中，又以压(扭)性断裂对沿线山体影响最大，沿线滑坡发育强度最高，其次为张(扭)性断裂及扭(压)性断裂。在压(扭)性断裂的两侧影响带内，尤其是上盘影响带，由于该部位低序次断裂发育，岩体破碎，易形成风化堆积物，加之含水丰富，堆积层滑坡往往成群、成片密集分布，且断裂规模愈大，发育规模愈大。

该类现象在我国南北断裂构造发育的横断山区最为典型，如成昆线尔赛河至红峰段沿越西河挤压断裂带展布，沿断裂岩体破碎，崩坡积作用强烈，在断裂上盘和转折部位发育尔赛河、红峰大型堆积层滑坡群(见图1)。

2 断裂构造对滑坡边界条件的控制

大量工程实例表明，断裂构造不仅控制岩质坡体的基本构造格局，且对大型堆积层滑坡的边界条件亦有明显的控制作用，具体表现为对大型堆积层滑坡平面边界条件和底界的控制(见表2)。

2.1 断裂构造对滑坡平面边界条件的控制

断裂构造对大型堆积层滑坡平面边界条件的控制，主要表现为不同期次、不同规模及不同力学性质的断裂构造在平面上组合控制滑坡边界。现通过典型案例进行说明。

大竹园矿进场道路滑坡，该滑坡为一崩坡积层沿下伏页岩层顶面滑动的大型堆积层滑坡，坡体纵向长约450 m、横向宽约230 m，主滑方向120°，最大厚度38 m，滑坡总体积约175×104m3，滑体物质主要为灰岩、页岩风化之块碎石，局部分布透镜状粉质粘土。

滑坡后缘为一高约80 m、走向25°的陡崖，陡崖呈“上陡下缓”的折线形，陡崖中上部近于直立，组成岩性为奥陶系中统宝塔组(O2b)厚层灰岩；陡崖下部坡角为45°～60°，组成岩性为奥陶系下统湄潭组(O1m)页岩，风化强烈，呈碎屑状风化、剥落，岩层产状为308°∠12°，为反向坡。岩体内主要发育两组剪切节理，J1：110°∠70°及J2：180°∠75°，陡崖基本沿J1走向延伸(见图2)。

滑坡左侧边界为一残存的断续展布的宽缓冲沟，冲沟内可见J2节理呈走向110°的斜列式顺沟发育；右侧边界为一沿走向约120°、倾向北东向的张扭行正断层F1发育的宽缓冲沟；前缘呈“舌”状突出于边坡坡脚外。

为了恢复坡体经受过的地质构造运动的力学性质及顺序，分析断裂构造与该堆积层滑坡边界条件的关系，笔者对滑坡周边断裂构造调查结果(如表3所示)及所在区域地质构造特征进行了断裂构造力学性质配套分析(见图3)。

表3 大竹园矿进场道路滑坡断裂构造调查表

根据上述构造形迹及切割关系，基本可以确定对本区有明显影响的构造运动主要有两期：

一期构造运动为N7°W方向呈逆时针转动的力偶，本期构造运动形成了贯穿本区的北东向压扭性构造——褶皱，褶皱两端呈现出逆时针转折的反“S”型特征，与压扭性构造形迹配套的是与褶皱轴线大角度相交方向发育一系列平行分布的北西向张扭性断层。

二期构造运动为单向挤压构造应力，方向为N55°E(S55°W)，在其作用下形成了滑坡区普遍发育的一对共轭剪切节理J1：110°∠70°及J2：180°∠75°。

综上分析，该堆积层滑坡边界及分级呈现出受断层、节理等断裂构造控制的特点，且该堆积层滑坡周边断裂构造格局的形成，主要受逆时针转动的力偶作用迭加后期单向构造挤压应力作用的综合结果。

2.2 断裂构造对滑坡底界的控制

上述大型堆积层滑坡主剖面结构特征清晰表明，断裂构造对大型堆积层滑坡底界，亦有明显的控制作用。

如陕南略阳县杜家山滑坡，为一沿状元碑—观音寺断裂带发育的大型堆积层滑坡。该断裂为秦岭西侧南缘略勉构造带内部的一条断裂。滑坡体主要由块、碎石构成，滑坡长900 m，宽约200 m，平均厚度25 m，总体积约480×104m3。该堆积层滑坡的滑带发育在基岩顶面，地质调查及钻孔揭露成果显示，滑带系由沿断裂带内顺坡发育的次级张扭性断层面发育而来，钻孔揭露该部位发育高温结晶岩块，表明该堆积层滑坡滑带受断裂构造控制(见图4)。

综上所述，大型堆积层滑坡所在山体在历次地质构造运动作用下产生的不同期次、不同规模及不同力学性质的断裂构造及其组合，控制着大型堆积层滑坡的边界条件，部分大型堆积层滑坡的纵向分级，亦受断裂构造控制。

大型堆积层滑坡的上述特征表明，其边界条件继承了所在斜坡的构造格局，其形成过程为：斜坡岩体遭受构造切割→岩体破碎→地形地貌差异→陡壁下方的缓坡地带接收崩坡堆积物→诱发因素作用下发生滑动。

3 断裂构造对滑坡的供水作用

大型堆积层滑坡的现场水文试验发现，断裂构造对坡体具有不同程度的供水作用，导致该类滑坡常赋存较丰富的地下水，对该类滑坡的发生起着促进作用。有鉴于此，治理该类滑坡往往需要布置一定数量的地下排水工程，甚至有时成为首要考虑的治理工程措施。

大型堆积层滑坡除了构造形成明显的边界外，还受构造的供水控制。如宝成铁路西坡Ⅳ号堆积层滑坡，经现场抽水试验表明，滑坡中部3号断层带内承压水补给坡体地下水(见图5)。

由于受基岩顶部滑带隔水作用的影响，该类断裂构造水多具有承压性质，其对滑带的持续软化作用及对坡体的浮托作用，对于滑坡的稳定极为不利，且断层带水常是坡体地下水持续稳定的补给源，其对滑坡的作用是长期的，因此为消除或减小其对滑坡的影响，常需采取地下深层截排水工程根治该类滑坡。

4 结论

本文针对多个大型堆积层滑坡典型案例进行总结发现，该类滑坡与内动力地质作用存在密切联系，其空间分布、边界条件及水文地质条件等往往受断裂构造控制约束，大型堆积层滑坡勘察和防治要有构造意识。

1)断裂构造会使岩体破碎，加之其两侧地形地貌差异往往较大，使得崩坡积作用强烈，易导致沿断裂带发育大量的堆积层滑坡。

2)大型堆积层滑坡边界及其坡体内部分级界线，往往受不同期次、不同力学性质的断裂构造及其组合控制。

3)滑床部位发育的断裂构适对滑体具有不同程度的供水作用，对大型堆积层滑坡的发生往往起到促进作用。

上述认识对于今后大型堆积层滑坡空间分布调查、形成机理研究、防治措施建议等具有指导借鉴意义。