陜西略陽南山滑坡復活成因及穩定性分析

王啟耀，盧宇明，董 雪

(1.長安大學建筑工程學院，陜西西安 710061;2.西安市自來水公司規劃設計院，陜西西安 710082)

陜西略陽南山滑坡復活成因及穩定性分析

王啟耀1，盧宇明1，董 雪2

(1.長安大學建筑工程學院，陜西西安 710061;2.西安市自來水公司規劃設計院，陜西西安 710082)

略陽縣南山滑坡多次出現復活的跡象，嚴重威脅了滑坡體上及坡下的幾十棟辦公樓、住宅樓及近2000人的生命財產安全。本文通過對滑坡的調查，鉆探及室內試驗，分析了滑坡蠕動變形及可能復活的原因。利用滑坡穩定性計算的結果對其危險性進行了評估，結果表明滑坡在正常狀態下是穩定的，但是在飽水及地震等不利工況下，坡體有失穩的可能，特別是滑坡前緣的陡坡段發生破壞的可能性大，需要采取措施進行治理。

略陽;滑坡;成因機制;穩定性計算

0 引言

略陽縣地處陜西省西南部，漢中市西部。構造上位于秦嶺一大別山構造帶南緣的勉略構造帶上［1］，勉略大斷裂從縣城通過，地質構造發育，巖體松散破碎。加之每年雨季降雨時間長，暴雨頻發，崩塌、滑坡、泥石流等地質災害多有發生，給略陽縣造成了很大的損失［2-3］。

南山滑坡位于略陽縣城八渡河與東渡河交匯處的南岸，屬于大型堆積老滑坡。坡腳下有居民住宅，政府辦公樓等多棟建筑。略陽鋼鐵廠專用隧道從滑坡中部穿過山麓。從20世紀80年代起，滑坡陸續出現一些復活的跡象，坡體上的房屋及其下的隧道均有裂縫出現。在極端氣候及地震等不利因素作用時，變形尤為明顯。滑坡前緣近30m的陡坎，經常發生落石、崩塌災害，嚴重威脅陡坎下的檢察院、地稅局、林業局等多家單位及居民的生命財產安全和正常工作。根據《陜西省略陽縣地質災害調查與區劃報告》(2002年2月)，該滑坡被確認為近期Ⅰ級防治對象。

1 氣象及區域地質條件

略陽縣屬北亞熱帶北緣山地暖溫帶濕潤季風氣候，夏無酷暑，冬無嚴寒。根據多年觀測資料，年平均氣溫13.2℃，極端最高氣溫37.7℃，極端最低氣溫-11.2℃;年均降水量802.2mm。全年降水量分配不均勻，春冬兩季較少，夏秋兩季較多，降水多集中在7～9月，最長連續降水日數達16天。7～9月降水具陣發性、暴雨多、雨量集中等特點。歷史上滑坡、泥石流等地質災害多發生在較大降雨期間。

滑坡附近最大河流為嘉陵江，自北而南流經略陽縣城，河床寬200～300 m，歷年來平均流量為4.62 m3/s，東渡河和八渡河在滑坡西側匯入嘉陵江。

區內出露地層主要為古生界石炭系基巖和新生界松散堆積物。古生界地層主要為石炭系略陽群灰巖、局部夾千枚巖，新生界為第四系全新統殘坡積堆積層、第四系全新統人工堆積層、以及第四系全新統河流沖積物。

具歷史記載，略陽本地沒有發生規模大于5級的地震，但受臨近地區地震的影響，多次地震烈度達到了Ⅶ度，根據新的地震烈度分布圖，略陽縣基本地震烈度為Ⅶ度，地震加速度為0.15g。

2 滑坡特征

2.1 滑坡形態特征

南山滑坡位于南山北坡，地形上陡、下緩，但是滑坡前緣在林業局、檢察院等單位后面有20～30m的陡坎，陡坎以上坡體坡度約為17°。滑坡后緣高程750m，前緣高程650m。滑坡長約300m(南北方向)、前緣寬約280m、中部寬約180m、后緣寬約60m(東西方向)，面積4.94×104m2。主滑方向約為5°。滑體平均厚度為25m，滑坡體體積約195×104m3，為大型堆積層牽引式滑坡。滑坡總體界限清楚，滑坡后壁位于南山休閑山莊屋后，東側邊界為一較為明顯的沖溝，西側邊界為地形由緩變陡位置，圈椅狀形態明顯(圖1)。

圖1 南山滑坡平面Fig.1 Geological engineering plane figure of Nanshan landslide

2.2 滑坡體物質組成特征

滑坡體土體類型較簡單，從上至下主要由殘坡積碎石土、粉質粘土和夾于其間的灰巖塊石組成，粉質粘土的厚度及塊石的分布不均勻，滑床巖性為弱風化-新鮮灰巖夾千枚巖。具體特征如下:

①碎石土:為淺灰、褐黃色碎石土，土石混雜，土石比約為7∶3，土質成份為粉質粘土，石質成份為灰巖(含部分千枚巖)，結構松散，具擾動架空現象。在滑體內有多層，頂層位于地表，普遍厚1～5 m，植物根系發育，滲透性較好;在滑體與基巖基礎面附近，也分布有1層碎石土，碎石多為基巖的強風化物質;滑體中部還有幾層碎石土，但分布都不連續。

②粉質粘土:黃褐色、部分黑褐色，局部含少量礫石，為滑坡的主要組成部分，厚5～35 m，廣泛分布于坡體，是組成滑坡體的最主要部分，且以滑坡中下部為厚，最厚處達35m，這在陜南地區較為少見。土體粘粒含量較高，可塑性好，具有類似于紅粘土的性質，含水量對其性質影響很大，含裂隙，且裂隙面可見明顯的擦痕(非滑動面)。

③塊石:母巖為灰巖，少量為千枚巖，直徑從200mm到數米不等，夾雜在粉質粘土層中。總體數量從滑坡頂部到前緣逐漸增加，在坡體中上部的鉆孔中只是偶爾遇見，但到了前緣的ZK7號鉆孔，從4m以下幾乎全是大的塊石，情況較為特殊。分析其原因，估計是滑坡形成前，坡體頂部的基巖發生崩塌，崩塌下來的巖塊滾落下來，堆積于坡腳形成了巨厚的巖堆，林業局等單位后面的陡坎上，巖塊分布的數量就非常的多。這是該滑坡一個較為特殊的地方。

2.3 滑坡剖面特征

該滑坡的兩條剖面見圖2、圖3。

A-A'剖面位于滑坡體西側，從南山公路中間穿過，方位356°，剖面水平長度235m，前緣陡坎以上坡度17°，由于剖面沒有垂直通過陡坎，剖面線在陡坎處的坡度比實際的要小。

圖2 A-A'工程地質剖面圖Fig.2 A-A’Engineering geological profile

圖3 B-B'工程地質剖面圖Fig.3 B-B’Engineering geological profile

B-B'剖面位于滑體中部偏東，沿主滑方向布置，方位5°，剖面水平長度225m，坡度角30°，垂直通過滑坡前緣陡坎，前緣陡坎高35m。該剖面為滑體最厚的位置，滑體性質主要成份為坡積粉質粘土，局部位置夾灰巖、千枚巖漂石和碎石，厚度0～36m，漂石、碎石分布不均、厚度不等，最厚的位置出現在前緣ZK7附近，達36m。剖面前緣陡坎高達35m。滑面傾角較A-A'剖面相對要緩。

從剖面上可見南山滑坡為一坡積層滑坡，滑坡體為第四系粉質粘土夾塊石、碎石，滑床為灰巖夾千枚巖，滑動面(帶)為坡積層與基巖的接觸面(帶)。滑床主要為灰巖夾千枚巖。滑坡初始的剪出口位置大致在現在的玉靈路與坡腳的中部，經過長期的河流作用和人工活動的影響，目前已經看不見具體的剪出口。滑坡近期的活動只是一種緩慢的蠕動，沒有形成連續的破壞面，還沒有形成剪出口，根據邊坡破壞的特點，南山滑坡新的剪出口出現在滑坡前緣陡坎坡腳的可能性較大。

3 滑坡復活機制及影響因素分析

南山滑坡的形成主要受地形、地層條件的控制。綜合起來，其變形機制可以歸納為上部擠壓——中部蠕滑——下部牽引。近期的活動主要受下面三個因素的影響。

3.1 前緣開挖——人為影響

目前滑坡的前緣為一高約30m的陡坎，陡坎最初是在20世紀七八十年代修建水泥廠時開挖形成的，水泥廠搬遷后，一些機關單位蓋樓時對邊坡做了簡單的處理后形成了現在的情況。

從鉆探資料看，老滑坡的平剖面特征都很典型，滑面上陡下緩，開挖的前緣正是滑坡的阻滑段，其開挖對邊坡的穩定性有很大的影響。雖然當初沒有發生滑動，但是滑坡開挖后的穩定性已經有所降低，為后續的復活創造了條件。

3.2 氣象因素——水的影響

略陽地處內陸腹地，受大陸性氣候和海洋性氣候影響，四季分明，屬大陸性過渡氣候，降雨豐富。據最新統計資料，本區多年平均降雨量為805.4mm(1953～2008年);全年降水量分配不均勻，降水多集中在7～9月，其降水量約占全年的50%以上，降水具陣發性、暴雨多、雨量集中等特點。

南山滑坡的變形和破壞與降雨變化有很好的對應關系，少雨、小雨期間斜坡沒有變形，大雨、久雨后斜坡才產生一定的變形，說明水在該滑坡體變形和破壞發展演化過程中起到了重要的作用。

降水入滲到滑坡體中后，既增加了坡體的重量，又使坡體中的軟弱巖土體產生軟化和泥化作用，降低了抗剪強度，減弱了穩定性［4-5］，從而使局部處于極限平衡狀態的滑坡體產生滑動，因而豐富且集中的降水是南山滑坡產生滑動破壞的重要誘發因素之一。

1981年8月暴雨過后，滑坡體上城關鎮新城五組多戶居民房傾斜或有變形裂縫，滑坡體下通往略陽鋼鐵廠的專用鐵路隧道也開始發現有裂縫。

3.3 構造活動——地質因素

勉略構造帶為一規模較大的地殼縫合帶，地質歷史上構造活動強烈［6］。第四紀以來，該區斷塊運動也較為顯著。其中，略陽—勉縣斷裂帶易發生地震，且鄰近地區的地震也常波及影響到該區，雖然地震強度相對較弱，一般未超過3級，但2008年的汶川地震在該區烈度達7度，并使南山滑坡體上出現了一些裂縫，特別是在前緣陡坎出現多處小型的崩塌和落石，說明地震對該滑坡體的整體和局部穩定性都有影響。

4 滑坡穩定性計算分析

4.1 計算方案的選取

針對南山滑坡的型態特征，滑坡穩定性計算采用剖面A-A'和B-B'，分別對滑坡整體和前緣局部按天然、飽和及天然+地震3種工況進行穩定性計算。地震烈度為7度，水平加速度采用0.15g。計算采用的方法為極限平衡法中的通用條分法［7-8］。

4.2 計算參數

滑坡體主要為粉質粘土、灰巖塊石及部分強風化基巖，由于滑坡前緣存在較大范圍和厚度的碎石土(主要是灰巖塊石)，因此滑體前緣這一部分參數獨立取值;滑面大部分為堆積物與基巖接觸面，據鉆孔揭露，未見明顯滑帶土;該滑坡滑床為灰巖夾千枚巖，且以灰巖為主，按灰巖取值。具體計算參數根據室內試驗(粉質粘土)和經驗參數(碎石土和基巖)綜合確定如表1。

表1 計算參數Table 1 Calculation parameters

4.3 計算結果及分析

根據規劃的方案，得到的計算結果見表2。

表2 穩定性系數計算結果Table 2 Calculation result for stability

由表可見，A-A'剖面穩定性較B-B'剖面低，滑坡前緣的穩定性較整體穩定性低。滑坡體整體在天然狀態下處于穩定狀態(穩定系數1.437～1.526);在飽水時 A-A'剖面處于極限平衡狀態(穩定系數1.024)，B-B'剖面仍維持穩定(穩定系數1.125);地震時 A-A'剖面將處于不穩定狀態(穩定系數0.954)，B-B'剖面趨向于極限狀態。滑坡體前緣局部在天然狀態下處于穩定狀態(穩定系數1.224)，在飽水狀態及地震影響下將處于不穩定狀態(穩定系數0.967和0.948)。總體來看，滑坡的穩定性達不到安全性的要求，需要對該滑坡進行治理。

5 結論及治理方案建議

(1)南山滑坡為大型堆積層老滑坡，滑坡長期蠕動變形及可能復活的因素主要有三個方面:一是長時間的降雨及暴雨的影響;二是地震的影響;三是人類工程活動，挖坡建房的影響。

(2)穩定性計算結果表明，滑坡體整體在天然狀態下處于穩定;在飽水時和地震情況坡體穩定性趨向于極限或不穩定。滑坡體前緣局部的穩定性較總體穩定性要小。總體來看，滑坡的穩定性達不到安全性的要求，需要對該滑坡進行治理。

建議對該滑坡的治理采用排水、支擋和削坡的綜合方案。排水采用截排水溝、急流槽來攔截和排引地表水，使水不再進入或停留在滑坡范圍內，以增加滑坡的穩定性。在滑坡中前部修建抗滑樁或錨索格構，以阻擋滑坡體的滑動。由于滑坡前緣陡坎高度較大，為防止前緣邊坡的局部失穩，可以將前緣分臺階開挖，減小坡度。

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Reactive mechanism and stability analysis of Nanshan landslide in Lueyang County，Shaanxi province

WANG Qi-yao1，LU Yu-ming1，DONG Xue2
(1.School of Civil Engineering，Chang'an University，Xi’an 710061，China;2.Planning ＆ Design institute，Xi'an Running Water Company，Xi’an 710082，China)

The resurrection signs of Nanshan landslide，which is in Lueyang County，Shaanxi province，have been appeared many times.It seriously threatens dozens of office buildings，residential buildings and nearly 2000 residents’lives and their property safety.Through investigation，drilling and testing，three reasons made the Landslide creep deformation and the possible resurrection.The stability calculation shows that the landslide is stable in normal circumstance，but in adverse conditions such as saturated or earthquake，landslide will lose stability in whole，it should be noted that it is more dangerous at steep slope section of frontal edge of the landslides.Therefore，it needs to take measures to control.

Lueyang;landslide;formation mechanism;stability computation

1003-8035(2012)03-0008-05

P642.22

A

2012-03-22;

2012-05-15

國家自然科學基金重點項目(41130753)

王啟耀(1975—)，男，湖北咸豐人，副教授，博士，主要從事地質災害成因機制及防治研究。

E-mail:qiyaowang@tom.com