四川省攀枝花市炳密滑坡特征及成因分析

李石桥,许俊豪,曹亚廷，刘磊，叶小林，计扬

(1.中国人民武装警察部队黄金第十二支队,成都 610036;2.四川冶金地质勘查局601地质大队,攀枝花 617000)

四川地质灾害主要以滑坡、崩塌、泥石流及不稳定斜坡为主。在已查明登记的地质灾害隐患中：滑坡22 645处，占57%；崩塌7 509处，占18.9%；泥石流5 828处，占14.7%；不稳定斜坡3 445处，占8.7%；其他仅328处，占0.8%。灾害总数39 755处，威胁人口近200万人，威胁财产近800亿元。攀枝花地区地处四川省西南部，区内的第四系堆积层较厚，易发生滑坡等地质灾害。区内滑坡大多以蠕滑为主，在该地区蠕滑型滑坡中，炳密滑坡有一定的典型性，通过对该滑坡的勘查、分析与评价，为下步区内的灾害治理及当地的防灾减灾提供参考资料。

1 滑坡区地质环境条件

炳密滑坡为一老滑坡，位于攀枝花市仁和区中坝乡，地理位置东经101°42′16.5″，北纬26°29′15.7″。20世纪80年代因连降暴雨，区内地表松散堆积层下滑变形，在后缘形成高约1 m的错壁。近年来，每年雨季降雨，滑体均产生不同程度的蠕动变形(图1)，属蠕滑型滑坡。

图1 炳密滑坡遥感影像图

滑坡区域内出露地层有第四系全新统滑坡堆积层(Q4del)及坡洪积淤泥质黏土(Q4dl+pl)、第四系更新统冰积层(Q3fgl)、晋宁期石英闪长岩(δο2)。其中：第四系全新统滑坡堆积层(Q4del)主要为粉质黏土及淤泥质黏土，滑坡堆积物表层为粉质黏土，滑带土主要为淤泥质黏土，软塑状，钻孔揭露厚度一般6.4～12.7 m；第四系全新统坡洪积层(Q4dl+pl)主要为淤泥质黏土，每个钻孔均有揭露，滑动带以下揭露厚度5.43～13.5 m；第四系更新统冰积层(Q3fgl)主要为砂质黏土，主要分布于滑动带以下，每个钻孔均有揭露，揭露厚度2.1～10.62 m；晋宁期石英闪长岩(δο2)出露较少，钻孔揭露多成砂状，少量碎块状，偶见短柱状，仅BMZK1有揭露，揭露厚度8.7 m。

区内地下水主要有第四系孔隙水及基岩裂隙水。第四系孔隙水直接接受坡体内农业灌溉用水和大气降水补给垂直渗透补给，顺地形向冲沟及其河流下游排泄，并部分补给下卧岩层；基岩裂隙水主要赋存在强风化石英闪长岩中，通过场地后缘补给区接受降雨补给，最终向大河排泄。区内地表水主要为滑坡体上的鱼塘及坡面灌溉用水。暴雨形成暂时性洪流大多从滑坡体两侧的冲沟通过，最终汇入大河。

2 滑坡特征及成因分析

2.1 滑坡体基本特征

滑坡区属小起伏中山构造剥蚀地貌，山地斜坡地形，地势北西高南东低，地势平缓，地形坡度一般5°～35°，滑坡体边界在平面上呈扇形(图2、图3)。前缘宽度约71 m，后缘宽度约187 m，主滑段长约257 m，前缘一带高程1 215 m，后缘高程约为1 245 m，相对高差约30 m。滑坡体北西高南东低，后缘坡度相对较陡，坡度角为5°～15°，中部及前缘坡度较缓为5°～8°，滑坡方向为128°。滑体物质主要由粉质黏土和淤泥质黏土组成，总面积约43 363 m2，厚为6.2～12.7 m，体积约38×104m3，属中型推移式滑坡(图4)。近年来，该滑坡每年雨季均有不同程度的蠕动变形(图5)。

图2 滑坡体地表特征

1.钻孔及编号；2.剖面及编号；3.滑坡主滑方向；4.实测及推测滑坡体边界；5.裂缝；6.地层分界线；7.石英闪长岩；8.残坡积物；9.滑坡堆积物图3 炳密滑坡平面图

图4 炳密滑坡剖面图

2.2 滑坡区岩土体基本特征

2.2.1 滑坡体土体特征

区内滑坡体可分为滑体土、滑带土、滑床等。滑体土厚度在4.70～1.55 m之间，主要由粉质黏土和淤泥质黏土组成，在滑坡两侧及前后缘较薄，中部较厚，表层土体呈松散状态，受滑坡体蠕动变形的影响，土体结构已受到破坏，其含水量高，抗剪强度较低，容易产生压缩和侧向挤压变形等(图6)。滑带土厚度在0.20～1.15 m之间。滑动带基本贯通，岩芯含水量高，呈软塑状，目前滑体土已产生整体滑动变形，尤其是受地下水浸泡影响其抗剪强度低，稳定性差，在不利条件的作用下容易产生滑移变形。滑床为淤泥质黏土层及砂质黏土层，厚度在7.10～15.60 m之间，成分主要为黏土、细砂土组成，滑床土中的淤泥质黏土受地下水浸泡易软化，抗剪强度降低，但随着含水量减少，土体强度逐渐增高。砂质黏土强度较高，且深度的增加强度也逐渐增加。

2.2.2 滑坡体工程性质评价

滑坡区地层岩性由新到老主要为第四系全新统粉质黏土、淤泥质黏土及第四系更新统砂质黏土。根据不同岩土层工程特征，进行了大重度试验、标准贯入试验、取样测试等工作。选取3处不同位置滑坡堆积物进行大重度试验，区内滑坡堆积物大重度平均值为18.0 kN/m3，其余各岩土层测试统计结果及工程性质评价如表1～3。

图5 滑坡威胁对象变形照片

图6 滑体土特征照片

表1 标准贯入测试成果表

表2 滑带土室内试验物理力学指标统计表

表3 滑坡区滑坡堆积物室内试验物理力学指标统计表

2.3 滑坡成因分析

滑坡形成因素主要有：松散的物质基础，不利的地形条件，不当的人类工程活动，水的作用及区域地质构造和地层岩性。以上5个因素相辅相成，促进滑坡的形成、发生以及发展。

(1) 滑坡区地势北西高南东低，为滑坡下滑提供了移动空间。区内松散堆积物质在降水及人工灌溉溪沟水长期入渗软化、冲刷及潜蚀作用下形成微冲沟，坡面形成凹凸地形。滑坡中后缘水渠修建及建房开挖对地形的改造，以及前缘冲沟对坡体的冲刷切割。滑坡区相对低凹，有利的汇水地形为滑坡的发生提供了有利的地形条件。

(2) 滑坡体后缘晋宁期石英闪长岩(δο2)发育互相交错的3组裂隙，结构面组合不利，易产生崩塌；岩石抗风化、剥蚀能力一般。滑坡区上覆地层主要为粉质黏土和淤泥质黏土，透水性较差，含水却不易失水，淤泥质黏土饱水后易软化。在雨季上覆粉质黏土含水率逐渐升高，土体重度逐渐增大，且重力水的不断下渗进入淤泥质黏土层，使其含水率逐渐增大，容易沿斜坡方向产生滑动变形。地层岩性是滑坡形成的内在因素。

(3) 区内大气降水相对集中于6～9月，占年降水量的80%，由于前期的干旱，土体干燥，连续降雨后，地表水渗透进入滑坡体，增大了土体重度，降低了土体的抗剪强度，在不利的条件下产生滑动，大气降雨是滑坡形成的主要诱发因素。区内地下水的补给条件好，有利于地表水长期渗透补给，使土体含水率较高，入渗进入土层的水对滑坡体产生渗透压力作用，增加了滑坡体重度，土体抗剪强度降低，且淤泥质黏土不断饱水使其软化，在不利地形的条件下形成软弱滑动带，对坡体整体稳定不利。在地下水作用下，滑坡内土体湿度大，重量增加，也增大了动水及孔隙水压力；地下水在下伏透水性相对较差的岩石或碎块石形成滞水软化、潜蚀岩土体，从而形成连续的软弱带，促进了滑坡的形成、发生及发展。根据访问及收集资料，在每年雨季产生较大降雨后，滑坡坡体均会产生新的变形。

(4) 人类工程活动增加及加剧了上述条件。用于灌溉及生活用水等沿松散土体和基岩裂隙垂直入渗降低了土体和基岩或碎块石接触面的抗剪强度(特别是人工灌溉用水是一种长期作用)，加速了滑坡的滑动。公路修建的挖填，改变了坡体的应力分布，坡中后缘民房集中修建起到了加载作用，坡面耕作，植被稀少，使土体表层稳定性变差。

综上所述，滑坡体的形成与上述5个因素相关。但其最主要的原因为两点：一是场地环境工程地质条件；一方面地质构造作用致滑坡后缘陡崖岩体裂隙发育形成松动岩块，在外动力作用(坡面流水入渗及重力作用)下产生崩塌堆积形成早期崩滑体；另一方面斜坡结构为顺向斜交坡，基底岩层中石英闪长岩在风化作用下破碎，导致风化松散物质累积，从而产生较大厚度的松散介质，为滑坡的形成提供了物质条件。二是场地环境水文地质条件，低凹且汇水面积较大的地形及松散层利于各类地表水汇集、下渗，为滑坡提供了地形条件；降水、人工灌溉沟水、坡面型冲沟水长期下渗潜蚀和冲刷软化、人类工程活动(人工开垦种植、集中居住加载、公路建设的开挖等)是滑坡形成的诱导因素。其滑坡类型属复合式。因此，在地形地貌、地层岩性、地下水、大气降水等各种因素的影响下，导致滑坡的形成。其中地形地貌、地层岩性是滑坡形成的内在因素，大气降水和地下水是滑坡形成的诱发因素。

3 滑坡稳定性分析

3.1 定性评价

根据以上滑坡变形特征及成因机制分析可知，该滑坡在天然状态之非雨季时处于临界稳定状态，而在雨季时处于蠕滑变形状态；滑坡体上分布的鼓丘、众多的裂缝及大量建筑物遭受破坏，均说明滑坡目前处于蠕变状态。该滑坡在在强降雨状态下会加速变形或失稳。

滑体土体主要由粉质黏土和淤泥质黏土构成。根据前期的大重度实验成果，其粉质黏土的天然重度平均值为18.0 kN/m3，结合本地区经验综合确定，滑体土天然重度为18.0 kN/m3，滑体的饱和重度为18.5 kN/m3。滑带土抗剪强度根据试验测试成果、地区经验、反演相结合的方法综合确定，反演时天然状态采用试验天然c值、饱和状态采用试验饱和c值进行计算。计算结果为，天然状态下：c值10.8 kPa，内摩擦角φ为7.3°；暴雨饱和状态下c值9 kPa，内摩擦角φ为6.1°。通过反演求得抗剪强度指标结合当地同类土体的经验数据，最后综合确定滑带土抗剪强度指标见表4。

计算采用传递系数法，运用北京理正设计软件计算滑坡稳定性及剩余下滑推力。同时参考各种因素，滑坡在天然状态下处于稳定状态，在暴雨情况下处于欠稳定状态，在地震情况下处于基本稳定状态。

表4 滑带土抗剪强度综合取值表

3.2 滑坡发展趋势

炳密滑坡的诱因为降雨及地下水。从变形迹象分析，滑坡中后缘均有蠕动变形迹象，后缘变形较为严重，雨季蠕动变形将继续发展，在遇暴雨及地震等极端情况，滑坡有整体下滑的可能。滑坡体中部及后缘均有居民居住，滑坡整体滑动或局部较大蠕动变形将直接影响居民22户110人的生命财产安全，潜在经济损失约1 000万元。根据《滑坡崩塌泥石流灾害详细调查(1∶50 000)》(DD2008-02)表1：灾害程度划分为重大级。

4 结论及建议

(1) 炳密滑坡为老滑坡，滑体总面积约43 363 m2，厚为6.2～12.7 m，体积约38×104m3，属中型滑坡，降雨和地下水为滑坡的诱发因素。

(2) 滑坡整体在正常情况下处于稳定状态，在有地震外力作用下处于基本稳定状态，在有暴雨情况下处于欠稳定状态。滑坡体后缘局部蠕动变形较严重，有局部失稳的可能。在暴雨等极端天气的情况下，滑坡有整体向坡脚滑动的趋势。

(3) 滑坡整体滑动或局部较大蠕变现象将直接影响22户110人生命财产及村道公路的安全，威胁资产约1 000万，其危害程度属重大级。

(4) 考虑到滑坡在暴雨及地震等极端情况下，滑坡有向坡脚滑动的可能，滑坡整体滑动或局部较大蠕动变形将直接影响居民的生命财产安全，建议该滑坡防治措施为滑坡体上加强排水，滑坡中部及后缘设置抗滑桩；同时考虑目前已建立的群测群防地质灾害防灾体系，在雨季时加大巡查力度，出现险情启动防灾预案，及时疏散，并向上级部门报告。建议在进行工程治理前进行详细勘查。

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