钟山区马落箐滑坡地质灾害成灾机理分析

张坤 彭涛 方家虎 陈胜华 罗云洪

摘要：基于钟山区马落箐地质灾害的地质背景，分析滑坡地质灾害的地面变形特征，研究其可能的影响因子，综合得出其成灾机理为：研究区域下方存在的采空区为该滑坡的内因，长时间的降雨影响以及短时间内强降雨为其外因，并对其防治提供了合理依据。

关键词：滑坡；地质灾害；成灾机理

1.引言

我国是一个多山的国家，在降雨、地震等不利因素影响下，滑坡地质灾害的发生往往带来巨大的经济损失及人身伤亡[1-5]。钟山区马落箐滑坡地质灾害于2018年10月25日发生滑动；2018年11月6日下午3时，该滑坡出现变形加剧；2018年12月21日上午，该滑坡变形再次出现加剧。

2.研究区概况

钟山区马落箐滑坡地质灾害于2018年10月25日发生滑动，后缘出现大量贯穿性拉张裂缝，对其下方4户9人及其房屋、212省道上过往行人、车辆等构成较大威胁。根据《滑坡防治工程勘查规范》[6]，该滑坡防治工程等级为Ⅲ级，滑坡平面变形区划分（见图1）。

2.1地质构造

研究区区域构造属扬子准地台黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区格目底向斜北东翼西段，区内地层呈单斜产出，地层产状276°∠80°，地形坡向与地层倾向呈反向关系。

2.2地形地貌

研究区属高原剥蚀中山地貌，受地形切割影响，呈“两沟夹一山”，即山脊两侧各发育一条由西向东呈“V”字型展布的季节性冲沟。滑坡位于山脊东部斜坡，中上部斜坡坡度45°～55°，中部斜坡坡度0°～5°，中下部斜坡坡度10°～30°，整体地势呈上陡下缓；滑坡后缘最高海拔2138m，前缘位于212省道内侧，海拔1999m，相对高差约139m；斜坡中下部及212省道内侧存在2m～6m高的陡坎。

2.3地层岩性

研究区区域主要出露第四系（Q）的残坡积层，褐黄色，粘土或者粘土夹碎石，成分为强风化粉砂质泥岩，结构稍密，下伏地层二叠系上统龙潭组（P3l），岩性主要为浅灰色、灰色薄层状粉砂岩、泥质粉砂岩、泥岩、炭质泥岩等。

2.4工程地质和水文地质条件

根据岩土体的力学性质、岩性及组合关系，将研究区内岩层划分为松散岩类工程地质岩组、软质岩类工程地质岩组两类。

根据出露的地层岩性、含水介质特征及地下水动力条件，将研究区内地下水划分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两类。大气降雨是区内地下水主要的补给来源，补给方式为降雨通过岩石中的裂隙、构造裂隙等形式渗入补给，补给期集中在每年雨季。地表径流量变化较大，地表水以坡面流形式汇集于低洼处的沟谷内，地下水沿裂缝向采空下渗形成降落漏斗，区内地下水总体由西向东经流。

3.滑坡地质灾害特征

据滑坡边界特征，滑坡主滑方向为72°，纵向长约225m，横向宽105m，滑体厚0m～17.5m，平均厚约8m，滑体约18.9×104m3，属中型中层推移式滑坡（见图2、图3）。

研究区内主要发育有20处地裂缝，长8m～50m，宽1m～ 50cm，呈45°～125°方位展布（见表1）；滑坡中部煤层露头处10年前已形成3处规模不等的塌陷坑、呈椭圆形，塌陷面积约90m2～500m2，现已基本充填。2018年10月25日持续降雨影响，研究区斜坡发生滑动，2018年11月6日下午3时，该滑坡变形加剧，监测数据显示，最大累计变化量99mm，最小累计变化量为2mm。2018年12月21日上午，该滑坡变形再次加剧，监测数据显示，最大累计变化量1711mm，最小累计变化量为11mm。

4.滑坡地质灾害影响因子及成灾机理

4.1影响因子

（1）地形条件

勘查区为上陡下缓的斜坡地形，中上部斜坡坡度45°～55°，中下部斜坡坡度5°～30°，最高点位于滑坡后缘山顶，海拔2168m，最低点位于滑坡前缘，海拔1999m，相对高差约169m，为滑坡的失稳提供了临空条件。

（2）地质构造

受地质构造、岩体卸荷、风化作用的影响，区内岩体节理裂隙发育，岩体完整性差，易引起滑坡。

（3）地层岩性

滑坡所在斜坡地层岩性为二叠系上统龙潭组碎屑岩组等。该岩组抗风化力弱，抗压强度低，遇水易软化，风化后常呈土状，工程力学性质差，易在岩层中形成软弱面，引起滑坡等地質灾害。

（4）水的作用

降雨是影响滑坡稳定的主要因素。其主要的作用有：一是滑坡位于采空区上方，周而复始的地下水位变动，使保安煤柱破坏，进而导致顶板裂隙不断的发展变化；二是水的物理化学作用降低了岩土体的抗剪强度；都使得滑坡在雨季的稳定性大幅下降，因而暴雨对滑坡的稳定性影响极大，是引发区内滑坡失稳的主要因素。

（5）采矿活动

研究区位于原福利煤矿矿权范围内，福利煤矿于1996年建井，1999年进行改造，生产能力3万吨/年，主要开采M51、M52、M63及M66煤层，截至2007年，+1890m以上大部分块段已采空，+1880至+1840m标高，4层可采煤层的主要准备巷道基本形成。采矿活动形成采空区，致使地下水位整体下降，且破坏了山体的相对应力平衡，应力发生重分布，岩体发生变形、破坏，进而致使地表开裂、塌陷，不利于斜坡稳定，易发生滑坡。

4.2成灾机理

钟山区马落箐滑坡地质灾害成灾机理分析如下：

（1）滑坡区域下方存在早期开采现成的采空区，破坏了岩土体的相对应力平衡，导致岩体发生变形、破坏，进而致使地表开裂、下挫、塌陷。

（2）大气降雨是区内地下水主要的补给来源，受降雨控制明显，降雨时地下水位上升，雨后地下水位又逐渐下降，周而复始，采空区内原本留设的保安煤柱遇水软化、破坏，加速采空区顶板发生变形、破坏，加剧了地表开裂、下挫、塌陷。

（3）采空区地表的变形不断加剧，导致滑坡中上部陡斜坡段“基座”不稳，坡体下挫，对坡脚形成挤压，推动滑坡中下部平缓段前移。

（4）2018年10月底，研究区内短时间的强降雨，降雨除以坡面流形式汇集于低洼处的沟谷内外，沿裂缝向采空下渗，使地下水位相对上升，产生浮托力，雨后，地下水位又逐渐下降，产生渗透力，引起滑坡地质灾害加剧变形。

5.结论

通过对钟山区马落箐滑坡地质灾害成灾机理的分析研究，得出以下结论：

（1）基于研究区域已有的基础地质资料的研究分析，结合现场调查，基本查明了该滑坡地质灾害的特征和影响因子。

（2）该滑坡地质灾害的成灾机理为：研究区域下方存在的采空区为该滑坡的内因，降雨的长时间影响以及短时间内的强降雨为其外因。在既有的采空区的影响下，外加不利的地形条件、地层岩性、地质构造和长期以来的降雨等因子的作用下，2018年10月底的短时间强降雨诱发该滑坡地质灾害的形成及加剧变形。

（3）通过对该滑坡地质灾害的成灾机理的研究，为其防治工作提供了合理的依据。

参考文献：

[1]袁磊，张安琪.川西会理县莲花村4组滑坡形成机制及稳定性分析[J].路基工程， 2017（6）： 205-208.

[2]李瑞宽，梁庆国，李璐，赵多银，张丹.滑坡机理与斜坡稳定性的研究成果与展望[J].中国水土保持SWCC. 2019（3）： 40-42.

[3]陈晓刚，余和广.重庆万利高速公路某含煤顺层岩质滑坡机理分析及防治措施研究[J].甘肅科技. 2017， 33（7）： 81-84.

[4]黄润秋，许强.中国典型灾难性滑坡[M].北京：科学出版社， 2008： 37-56.

[5]黄润秋，许强.地质灾害过程模拟和过程控制研究[M].北京：科学出版社， 2002.

[6]GB/T 32864-2016滑坡防治工程勘查规范[S].北京：中国标准出版社， 2016.