都江堰市某公路工程K1+043~078左側滑坡分析及思考

譚盛宇 姚剛 孫璐 何薇 趙海松

摘要 滑帶作為滑坡中強度最為薄弱的區域，是控制滑坡穩定的關鍵部位。一般的滑帶土在自然狀態已接近飽和，同時其滲透性小，對于水文地質條件變化小的一般滑坡而言，可認為滑帶土長期保持飽和狀態。降雨引發的滑坡，按照總應力法考慮，主要是降低了滑帶的巖土力學參數或增加了滑體的重度，導致滑坡發生。文章以都江堰市某公路工程K1+043～078左側滑坡為研究對象，在現場地質調查及室內巖體實驗的基礎上，結合滑坡發生時的降雨情況，分析滑坡坡體結構，得出滑坡發生的成因。

關鍵詞 滑帶；多期變形；降雨產生

中圖分類號 TV223 文獻標識碼 A 文章編號 2096-8949（2024）03-0031-04

0 引言

滑帶作為滑坡中強度最為薄弱的區域，是控制滑坡穩定的關鍵部位。一般的滑帶土在自然狀態已接近飽和，同時其滲透性小，對于水文地質條件變化小的一般滑坡而言，可認為滑帶土長期保持飽和狀態[1]，斜坡內的軟弱夾層（尤其是泥化夾層）容易遇水軟化導致其力學強度降低[2]，形成潛在滑動面。干濕循環過程中滑帶土抗剪強度的降低主要由其黏聚力降低導致，經過多次循環后強度變化不大。[3]降雨引發的滑坡，按照總應力法考慮，主要是降低了滑帶的巖土力學參數或增加了滑體的重度，導致滑坡發生。該文以都江堰市某公路工程K1+043～078左側滑坡為研究對象，在現場地質調查及室內巖體實驗的基礎上，結合滑坡發生時的降雨情況，分析滑坡坡體結構，得出滑坡發生的成因。

K1+043～078左側滑坡原地形前緣臨空，由于滑帶埋藏較淺，為相對隔水層，場區年內經常陰雨天氣，坡體長期過水，可認為滑帶常年處于飽和狀態。經歷較大降雨后地表水滲入，坡體地下水位上升至坡表，導致滑體重度迅速上升，土體在降雨飽水后，坡體發生變形。經歷多次較大降雨后，滑坡發生多期變形，逐漸向后牽引，最終在土體內發生近圓弧形失穩破壞。

1 工程背景

K1+043～078左側滑坡位于都江堰市龍池鎮，線路K1+043～078段橫穿滑坡前緣。原設計該段路基邊坡以挖方形式通過，左側挖方邊坡高約4 m，采用漿砌擋墻進行支擋。該段線路左側邊坡發生破壞后堆積于K1+043～078段道路上，阻斷交通，后對堆積于道路右側的滑體進行了清除，以保證交通出行。

該次勘察根據《公路工程地質勘察規范》（JTG C20—2011）、《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T 32864—2016）相關勘察技術要求，進行工程地質測繪、勘探和試驗。該次在滑坡上共布置鉆孔5個，其中滑坡體上布置了2個，并進行了詳細的工程地質調繪，查明了滑坡基本特征以及下伏地層巖性、巖土體結構特征，勘察成果滿足技術規范要求。該次勘察完成的工作量見表1。

2 工程地質條件

2.1 場區地形地貌

測區位于四川盆地西部，屬構造剝蝕中山及河流侵蝕堆積地貌。區內最低點為場地南側岷江溝底（2007年后紫坪鋪水庫淹沒，水庫正常水位877 m），海拔約775 m，最高點為場地西側白巖山，海拔約1 569 m，相對高差約794 m，區內主干山脈延伸方向一般呈北東—南西向，地形受構造和巖性控制明顯。場區斜坡坡向約108 °，坡度約10 °～25 °，局部發育陡坎，總體上緩下較陡，上部斜坡約10 °～18 °，下部約20 °～25 °。滑坡區地貌如圖1所示。

2.2 地層巖性

場地出露及鉆探揭露的地層為新生界第四系全新統人工填筑層、滑坡堆積層、崩坡積層、上更新統沖洪積層及古生界二疊系下統棲霞茅口組，現分述如下：

2.2.1 第四系全新統人工填筑層（Q4ml）

該層為龍池連接線道路填筑土，推測該層厚約0.5 m。

人工填土：灰色、灰褐色，回填土以碎石為主、表層20 cm為混凝土。碎石石質成分為強風化灰巖，棱角狀，中密～密實狀，透水性較好。

2.2.2 第四系全新統滑坡堆積層（Q4del）

該層主要分布于滑坡上，主要為黏土，鉆孔揭示該層一般厚約4～9 m。

黏土：灰黃色，以黏粒為主，粉粒次之，可塑狀為主。其中ZK4鉆孔5～9 m發育多處光滑面，擦痕明顯，其中8.5 m以上傾角約50 °～60 °，8.9 m、9 m處光滑面傾角約30 °；鉆孔ZK2揭示3.5～4.4 m呈軟塑狀。

2.2.3 第四系全新統崩坡積層（Q4c+dl）

該層分布于整個斜坡體上，主要為黏土、含碎石黏土、碎石、塊石，鉆孔ZK3鉆穿該層，揭示厚度為28 m。

黏土：灰黃色，以黏粒為主，粉粒次之，可塑～硬塑狀，0～1 m淺表含植物根系。該層主要分布于崩坡積層上部，中下部亦有分布。崩坡積層上部鉆孔揭示該層一般厚4～9 m。

含碎石黏土：灰黃色為主，以黏粒為主，整體可塑～硬塑狀，含約25%～40%灰巖碎石，碎石呈棱角狀，強～中風化。該層主要分布于崩坡積層中上部或上部、中部。一般厚1.5～4 m。

碎石：灰色、灰黃色，石質成分為強～中風化灰巖，棱角狀，分選性較差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約5%～15%，200～20 mm占約55%，20～2 mm占約20%，其余為粉黏粒充填，潮濕～飽和，中密狀為主，透水性一般～好。該層主要分布于崩坡積層中部，鉆孔揭示厚1.3～4 m。

塊石：灰色、灰黃色，石質成分為強～中風化灰巖，棱角狀，分選性差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約50%，200～20 mm占約25%～30%，20～2 mm占約10%～15%，其余為粉黏粒充填，潮濕～飽和，中密狀為主，透水性一般～好。個別段落（ZK3揭示）φ＞200 mm含量可達70%。該層主要分布于崩坡積層中部及中下部。該層厚度大，覆于淺表黏土下，沖洪積層碎石之上，該層間夾黏土、含碎石黏土、碎石。ZK3鉆孔揭示單層最大厚度達14 m，總厚度20.2 m。

2.2.4 第四系上更新統沖洪積層（Q3al+pl）

主要由碎石組成，滑坡前緣ZK3鉆孔揭露該層覆于崩坡積層之下，厚度大于7 m。

碎石：灰黃色、灰褐色，石質成分以強風化花崗巖為主，灰巖次之，次棱角狀為主，少量呈圓狀，分選性差，一般粒徑組成：φ＞200 mm占約10%，200～20 mm占約50%，20～2 mm占約25%，其余為粉黏粒、砂粒充填，潮濕～飽和，中密～密實狀為主，透水性一般～好。

2.2.5 古生界二疊系下統棲霞茅口組（P1q+m）

該層巖性主要為灰巖，呈灰～深灰色，礦物成分主要為方解石，隱晶質結構，厚層狀構造為主，巖層傾角約50 °～54 °，巖質較硬～硬，較脆，錘擊易碎，滴稀鹽酸起泡。

該層分布于整個場地，下伏于第四系松散層下，或出露于陡坎，陡崖等位置，總地層厚度132～633 m。

2.3 地質構造及地震

項目區在區域構造上位于四川盆地成都新生代凹陷的西北邊緣與龍門山構造帶中南段的前緣交界部位，地質構造體系上屬華夏構造體系，區域構造線方向為NE向，受構造影響測區巖層優勢產狀約350 °∠52 °。

龍門山斷裂帶是一生成時期較早、發育時間較長、完成時期較晚，現今還有新活動的斷裂帶。映秀斷裂、灌縣斷裂（二王廟斷裂）均為龍門山斷裂的次一級斷裂帶。其中，映秀斷裂位于項目區西北面相距較近，約4 km，呈北東—南西向延伸；灌縣斷裂（二王廟斷裂）在項目區南東面平距項目區較遠約12 km，呈北東—南西向延伸。

項目區地處龍門山地震帶，位于映秀斷裂和灌縣斷裂之間。據歷史地震資料記載，1933年前對項目區影響最大的2次地震為1933年疊溪7.5級地震及1657年的汶川6.5級地震，對區內的影響烈度均達Ⅴ度。2008年5月12日 汶川發生了8.0級特大地震，震中烈度達11度，龍池鎮境內建筑均發生了不同程度的開裂、倒塌。

根據《中國地震動參數區劃圖》（GB 18306—2015），場地區域地震動峰值加速度為0.2 g，地震動反應譜特征周期為0.4 s，地震基本烈度為Ⅷ度，區域構造穩定性差。

2.4 水文及水文地質條件

2.4.1 氣象及水文

區內屬四川盆地中亞熱帶濕潤季風氣候區。四季分明，冬無嚴寒，夏無酷暑。與同一氣候區的其他各地相比，又表現為溫度較低，日照較少，陰雨天氣頻繁。由于區內北部、西部地勢高，東南部地勢低，北部紫坪鋪年平均氣溫12.2 ℃，南部柳街鎮年平均氣溫15.7 ℃，極端最高溫34 ℃，極端最低溫?5 ℃。

根據水文站和氣象站的資料，該區多年平均降雨量為1 105.3～1 231.7 mm，多年平均降雨日為183～202 d，多年一日最大降雨時225 mm左右，日降雨量≥50 mm的暴雨平均每年出現1～2次，≥100 mm的大暴雨5年出現2次，≥150 mm的大暴雨5～10年出現1次，≥200 mm的特大暴雨10年以上可能出現1次。

場區東南側為紫坪鋪水庫，距離項目區約350 m。水庫正常蓄水位877 m，死水位817 m，設計洪水位871.1 m（P=0.1%），核定洪水位883.1 m，最大壩高156 m。在校核洪水位下，總庫容11.12×108 m3，其中正常蓄水以下庫容9.98×108 m3，正常蓄水位至汛期限制水位之間庫容4.247×108 m3，死庫容2.24×108 m3。（注：該次測量放線高程坐標系與水庫水位高程系不一致，相差約32 m）

2.4.2 場地地下水

場地地下水類型為第四系松散層孔隙水、基巖裂隙水及巖溶水。松散層孔隙水主要為松散層上層滯水，賦存于崩坡積層黏土、含碎石黏土、碎石、塊石及沖洪積層碎石中，主要接受降雨、更高處的地下水補給，順地形向坡下或下臥層排泄，紫坪鋪水庫為該層排泄通道。其受降雨影響大，該層普遍含水，但總體含水量不豐。

基巖裂隙孔隙水主要賦存于P1q+m層的構造裂隙、風化裂隙、巖層層面中，主要接受降水補給，有的地段還可同時獲得松散類孔隙水補給，向紫坪鋪水庫方向運移排泄，在局部地形低洼處以泉的形式排泄。場地巖層傾角較陡，地下水富水性受巖體結構面控制，由于場區受構造影響嚴重，因此導致場區結構面發育。該層巖體中普遍含水，但水位較深，分布不均，局部水量較豐，總體上水量較貧乏。

碳酸鹽巖巖溶水，區內碳酸巖為灰巖，巖體以厚層狀構造為主，根據野外調查，區內溶孔、溶隙較發育，未發現明顯溶槽、溶洞等。溶孔、溶隙為地下水的補給和儲存提供了有利空間，主要接受大氣降水、基巖裂隙水以及遠程補給，以管狀、脈管狀溶隙，向地形低洼處排泄。動態變化與大氣降水有關，一般雨季大氣降水可以通過淺部巖溶裂隙直接滲透補給含水層，使含水層的富水性較旱季明顯增強，地下水涌水量亦隨之明顯增大。根據調查，區內未發現巖溶水出露，巖溶水發育程度較弱。

3 滑坡特征分析及成因思考

3.1 滑坡地形地貌及空間形態

龍池連接線K1+043～078段橫穿滑坡前緣，滑坡前后緣高程分別為902.3～925.4 m，相對高差23.1 m，滑坡坡向約108 °，后緣發育滑坡陡壁，高約3.5～4 m，坡度約70 °～75 °，整個滑坡體坡度約15 °～20 °，較順直。滑坡后緣陡壁上出露黏土，滑坡滑動后滑體堆積于道路上，阻斷交通，后對堆積于道路右側的滑體進行了清除。目前滑坡體上主要為雜草，植被不發育。

3.2 滑坡變形特征、邊界特征及規模

經現場調查，K1+043～078左側滑坡破壞后滑移距離約8～12 m，滑動后前緣滑體堆積于K1+043～078段道路上，后對道路右側滑體進行了清除，滑坡大滑動后至今未出現再次變形滑移情況。

滑坡邊界明顯，后緣、左右側以滑移邊界為界，前緣以滑塌后堆積區域為界，平面上呈不規則“圈椅”狀，垂直路線長約50 m，順路線平均寬約28 m，面積約1 400 m2，平均厚約6.5 m，主滑方向108 °，方量約9 100 m?。

3.3 滑坡物質組成及結構特征

3.3.1 滑體特征

根據該次調繪及鉆探工程揭示（見圖2、圖3），滑體厚約4～9 m，滑體土為黏土，黏土以黏粒為主，粉粒次之，可塑狀為主。滑體在垂直路線方向的縱向上滑體中部相對較厚，在順路線方向的橫向上，厚度變化較小，總體上右側較厚，左側相對較薄。

3.3.2 滑帶特征

該次鉆孔均采用單動雙管鉆探取芯，滑坡體上布置了2個鉆孔（ZK2及ZK4）。其中ZK2鉆孔3.5～4 m呈軟塑狀，其上下黏土均以可塑狀為主，推測為滑坡滑帶；ZK4鉆孔5～10.2 m段發育多處光滑面，擦痕明顯，具體為5.2 m、5.4 m、5.5 m、5.7 m、6.3 m、6.5 m、6.8 m、8.2 m、8.5 m、8.8 m、9 m、9.8 m、10.2 m。其中8.8 m、9 m處光滑面較緩傾角約30 °，其上下光滑面傾角約50 °～60 °，8.8～9 m段為滑坡主滑面，其上5～8.8 m段出現多處大傾角光滑面，說明滑坡存在多級滑帶，且滑坡裂縫牽引向后發展，最終形成整體貫通最不利滑面，造成滑坡滑動破壞。其下9.8 m、10.2 m處可見光滑面，傾角約50 °～60 °，該段近黏土與塊石分界處，坡面傾角陡，為滑坡滑動擠壓所致。根據鉆孔揭示滑帶結合后緣陡壁及前緣剪出口綜合確定滑帶在空間上呈近圓弧狀，位于均質的黏土層內。

3.3.3 滑床特征

根據鉆孔揭示，滑坡滑床主要為黏土，灰黃色，以黏粒為主，可塑狀為主。受滑坡滑動擠壓影響，滑坡中部滑床黏土內可見大角度光滑面。滑床黏土在空間上，上部較厚，中下部相對較薄，部分地段接近下部塊石。

4 結論與思考

滑坡滑動后，中后部以拉裂—滑移為主，下部以擠密為主，且中后部鉆孔揭示存在多處裂縫（多級滑面對應），滑動后裂縫間仍有縫隙，較大降雨后地表水匯流，由于黏土為弱透水層，部分地表水沿中后部原有裂縫或滑面入滲，并在沿滑坡前緣排出。由于滑帶間光滑面相對緊密，總體上沿滑帶入滲的量小。此外，降雨時滑坡右側小型沖溝水流直接對沖滑坡體。

K1+043～078左側滑坡原地形前緣臨空，由于滑帶埋藏較淺，為相對隔水層，場區經常陰雨天氣，坡體長期過水，可認為滑帶常年處于飽和狀態。經歷較大降雨后地表水滲入，坡體地下水位上升至坡表，導致滑體重度迅速上升，土體在降雨飽水后，坡體發生變形。經歷多次較大降雨后，滑坡發生多期變形，逐漸向后牽引，最終在土體內發生近圓弧形失穩破壞。

參考文獻

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