四川都江堰紅梅村滑坡復活成因與機制分析

宋 磊，左三勝，丁 軍，鐘華介，張 皓

（1.成都理工大學 地質災害防治與環境保護國家重點實驗室，四川 成都 610059；2.中國建筑西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610081；3.成都市地質環境監測站，四川 成都 610072）

0 引言

滑坡的復活，是滑坡物質條件、結構條件、環境條件三方面綜合影響的結果，自身物質條件、結構條件的控制因環境條件作用而誘發，誘發滑坡復活的環境條件，主要概括為三因素：降雨、地震、人類活動［1］。

在山區，人們的活動空間主要為斜坡。而在滑坡的發生后往往會形成坡體相對比較平緩，看似給人們提供平緩的活動平臺，由于人們對斜坡的認識不足，人類工程活動給滑坡復活埋下了隱患。滑坡的復活將給人民生命財產帶來極大的損失，因此查清老滑坡復活的成因機制是很有必要的。

本文以都江堰紅梅村不穩定斜坡為例，從滑坡區地質環境條件以及變形破壞特征入手，查明了紅梅村滑坡復活成因：一是由于人類工程活動形成的頂部堆載改變了原有的平衡且未對滑體作必要的防治措施；二是多天連續的降雨，導致坡體處于近飽水狀態，增大了巖土體容重，增大滑移面剪應力和降低抗剪強度，從而“8.13”特大暴雨誘發了滑坡的復活。

1 工程地質條件

1.1 地層、構造

研究區主要有第四紀人工堆積，第四紀殘坡積層，第四紀崩滑坡堆積層，第四紀沖洪積層以及下伏侏羅系蓮花口組（J3L1、J3L2）物質組成。根據槽探及鉆孔勘察資料顯示，第四紀殘坡積層主要分布在斜坡淺表層，物質成分主要為粉質粘土夾碎塊石，碎塊石母巖為砂巖。主要由碎塊石與塊石組成的第四紀崩滑坡堆積層具有分層性，中上部為結構較松散—稍密的碎石土，下部為結構較密實的塊石土層，堆積厚度為5～30m。

研究區位于青城山向斜和背斜的南端，受褶皺影響，巖石節理裂隙較發育，地層產狀為85°∠13°～105°∠20°，厚度 1055～1083m，局部夾薄層狀構造，巖體為強風化—中風化。

1.2 水文地質條件

滑坡區地下水的主要類型為松散堆積層孔隙水和基巖裂隙水。松散堆積層孔隙水賦存于斜坡的殘積層中，因其物質結構的特征以及成分，在滑坡體中可形成多層上層滯水或在潛水面以下形成含水層與隔水層相間的滑體復合含水型結構［2］。同時，由于滑體與基巖透水性存在明顯的差異，大量地下水沿基巖頂面一帶活動，順坡徑流，就近補給下伏基巖裂隙水，或滲流排入洗腳河。

2 滑坡的基本特征

研究區位于都江堰市大觀鎮紅梅村村委會所在地，地形總體上西北高東南低，滑坡縱向平均長度約為305 m、橫向平均長度約125m，滑坡主滑方向約97°，滑坡后緣高程約770～775m；滑坡前緣位于洗腳河河床邊，高程約為681～682m，最大高差約94m。滑坡平面整體呈舌狀（圖1），縱向上呈多級臺坎地貌特征（圖2），后緣有2～3 m高左右滑壁陡坎，其貫穿整個滑壁，后壁陡坎具有一定的“圈椅狀”特征；滑坡中部形成兩級陡坎：一、陡坎高 3～4m，坡度 50°～60°，橫貫整個滑坡；二、陡坎高 5～6m，坡度 40°～50°，近南北方向延伸在滑坡前緣；滑坡前緣存在崩滑堆積體形成的高 5～10m的陡坎，坡度 60°～70°。2010年8月13日特大暴雨影響，滑坡變形破壞非常嚴重造成大量道路，民房破壞。

圖1 滑坡工程地質平面圖Fig.1 The engineering geological plan sketch of landside area

圖2 滑坡2-2＇剖面工程地質平面圖Fig.2 The 2-2＇longitudinal profile of engineering geology

3 滑坡復活的成因

根據已有資料查明該不穩定斜坡在1981年發生過滑坡地質災害，據現場勘察、鉆孔揭示，以及綜合分析認為紅梅村滑坡沿原滑動面復活，復活滑體特征與原滑坡堆積體特征基本相同。該滑坡總體表現為間歇性重力蠕滑特征，由前往后產生逐級牽引，地表變形逐漸變弱，在坡體上產生拉裂縫、樹木歪斜、公路和房屋破壞，地貌上呈現多級臺坎地貌特征。

由于震后對斜坡的勘察，對斜坡穩定性的評價為穩定狀態，雖然地震對斜坡穩定性有一定的影響，但可以認為地震給滑坡的復活提供了一定條件，而不是誘發滑坡復活的直接因素。

由于今年以來滑坡頂部人類工程活動強烈，所以此次反演滑坡復活考慮了人類工程活動的頂部堆載荷載和暴雨的影響。選定天然+頂部堆載和天然+頂部堆載+暴雨兩種工況類型，利用GEO-SLOPE軟件SLOPE/W和SIGMA/W模塊進行計算分析。

人類工程活動形成的頂部堆載荷載對斜坡穩定性的影響（圖3）。由圖可以看出，受堆載的影響，隨著頂部堆載的增加，斜坡穩定系數降低。隨著荷載逐漸增加，斜坡由穩定狀態變成基本穩定，再變成欠穩定狀態。

在一定的頂部堆載下，即天然+頂部堆載的工況下，暴雨對斜坡穩定性的影響（圖3）。由圖可以看出暴雨對穩定性的影響很大，特別對已處于欠穩定狀態的斜坡使其失穩發生破壞變形。

圖3 天然+頂部堆載工況和天然+頂部堆載+暴雨工況與穩定性系數對照表Fig.3 The comparative table between the impact of stability coefficient with Nature and Top load condition and the impact of Nature and Top load and Heavy rains condition

4 滑坡復活的機制分析

滑坡復活與其工程地質條件有關，受滑坡體本身的性狀、巖土結構及地下水和地應力條件等因素控制，降雨、地震和人類工程活動有誘導或加速作用。“8.13”暴雨滑坡復活受降雨（特別是暴雨）、頂部堆載、“5.12”汶川地震、表面植被破壞等因素影響。

“5.12”汶川地震的影響：滑坡位于“5.12”汶川地震的強震區，經過勘察發現強烈地震運動導致坡體形成新的張拉裂縫，但是坡體沒有出現明顯的變形；由于地震的運動導致坡體結構變得松散，坡體的滲透性增大，導致降雨形成的地表水更容易滲入坡體。地震造成坡體的松散為滑坡的復活提供了條件。

人類工程活動的影響：①經勘察發現今年以來人類的活動強烈，不僅在滑坡頂部有多處修建房屋，而且場地平整與道路修建形成大量人工回填堆載，在人工堆載荷載的作用下滑坡首先發生蠕滑變形。②人類工程活動同時也破壞了滑坡表面大量植被，改變了坡體表面形態，導致坡體表面不僅排水不暢，而且地表水更容易滲入坡體內，從而導致滑帶土的力學性質惡化與滑坡穩定性降低。

降雨的影響：根據調查，“8.13”暴雨前該地區連續多天降雨，連續多天的降雨導致坡體處于近飽水狀態，使得增大了巖土體容重，產生動靜水壓力，弱化巖體。滑動面由于飽水與地下水的滲流作用導致滑面抗剪性能大大降低，連續降雨使滑坡處于欠穩定狀態，隨后“8.13”暴雨直接導致滑坡發生劇烈變形破壞，形成許多張拉裂縫。

5 結論

通過對紅梅村滑坡復活成因與機制的分析，得出以下結論：

（1）老滑坡的物質組成特征和滑坡變形破壞遺跡為滑坡復活創造了基礎。

（2）人類的工程活動（如：修建房屋，公路等）形成的頂部堆載改變滑體原有的平衡且未對滑體作必要的防治措施，為滑坡的復活埋下隱患。

（3）“8.13”特大暴雨前該地區連續多天降雨，導致坡體處于近飽水狀態，一方面增大了巖土體容重；另一方面增大滑移面剪應力和降低抗剪強度。

（4）通過對選定天然+頂部堆載和天然+頂部堆載+暴雨兩種工況類型穩定性分析，今年以來人類工程活動的劇烈，頂部堆載的逐漸增加使得斜坡從基本穩定變成欠穩定狀態，特大暴雨使得滑坡前緣產生較大的剪應力集中，較大的剪應力超過滑動面前緣的抗剪強度導致滑坡復活。

從而得出頂部堆載是滑坡復活的前期因素，暴雨才是最終誘發滑坡復活的主要因素。

［1］徐衛亞.邊坡及滑坡環境巖石力學與工程研究［M］.北京：中國環境科學出版社，2000，8：244-246.XU Weiya.Environmental rock mechanics and engineering study rel-aled to slope and landslide engineering［M］.Beijing：China Environmental Science Press，2000，8：244-246.

［2］周平根.滑坡的水文地質結構類型［J］.中國地質災害與防治學報，1998，9（s）：207-214.ZHOU Pinggen.Types of hydrogeological structure of landslides［J］.The Chinese Journal of Geological Hazard and Control，1998，9（s）：207-214.

［3］河北省保定地質工程勘察院.四川省都江堰市大觀鎮紅梅村綜合點1#不穩定斜坡應急補充勘查報告［R］.2010.Baoding Geological Engineering Investigation Institute in Hebei Province.Emergency supplemental survey report of Hongmei village store 1#unstable slopes in Daguan town of Dujiangyan city，Sichuan Province［R］.2010.