回头沟滑坡发育特征及防治措施研究

杜 野，裴向军，叶 铃

（成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室，成都 610059）

0 引言

滑坡灾害的成因主要包括降雨、地震和人为的不当开发，其中又以降雨诱发滑坡灾害最为常见，且造成大量人员伤亡及财产损失。2010年7月23日四川省广元市发生暴雨灾害，造成了大量的崩塌、滑坡等灾害的发生。位于广元市朝天区双河村的回头沟滑坡是此次降雨过程的一个典型的降雨诱发型顺层岩质滑坡。经历了此次降雨过程，回头沟滑坡变形破坏特征明显。由于滑坡前缘紧邻回头沟沟道，因此对于滑坡是否会失稳破坏及滑坡失稳破坏后是否会堵塞沟道造成堰塞湖灾害，是关系到回头沟滑坡体上居民及下游居民生命财产安全的重大工程地质问题。因此查明回头沟滑坡发育特征是必要而且紧迫的，同时也为滑坡的治理方案提供必要的地质依据。

1 滑坡区地质环境条件

1.1 地形地貌特征

回头沟滑坡区高程为500～550m，属于构造剥蚀中低山地貌。滑坡地形临空条件发育，总体地形起伏不大，地貌形态成阶梯状，坡度在26°～30°。滑坡体植被发育，坡体前缘主要为村民耕种的水田，滑坡后缘处主要以旱田及经济树种种植为主。

1.2 地层岩性

滑坡地层岩性为第四系坡残积层（Qel＋dl4），含碎石、角砾、砂砾粉质黏土，坡体各部分均有分布，黄褐色，稍湿，可塑—硬塑，第四系坡残积层厚度分布不均匀，一般在0.5～3m左右。

基岩为志留系中下统（S2＋3）页岩：青灰色、红褐色，泥质结构，页理构造，矿物成分以黏土矿物为主，节理裂隙发育，根据现场调查及钻孔揭露，强风化页岩矿物成分显著变化，组织结构大部分破坏，风化网状裂隙发育，侵水后迅速软化或崩解，表层产生泥化、黏土化现象，岩层风化破碎较严重。基岩产状为295°∠14°，滑坡区主要发育2组节理，节理①20°∠85°，节理②38°∠78°，2组结构面构成了滑坡滑移的拉张边界条件，如图1为滑坡区岩层产状及节理发育赤平投影图。

图1 滑坡区岩层产状及节理发育赤平投影图

1.3 水文地质特征

滑坡区地下水按其赋存介质可分为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水。第四系松散层孔隙水，孔隙率大，透水性强，降水在重力作用下入渗到坡体内，软化岩土体，大部分受大气降水及农田灌溉水补给水量小；基岩裂隙水，主要分布于志留系中下统地层（S2＋3）页岩的裂隙中。后者节理、裂隙发育，使地下水径流通畅，软化岩土体，使岩土体抗剪力下降，下滑力增大，地下水对整个滑体的稳定性将产生较大影响。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡发育空间特征

回头沟滑坡平面上呈现出不规则簸箕形状见图2所示，滑坡顺滑动方向剖面形态成阶梯状地貌形态。滑坡边界明显，后缘以强变形区处地形陡缓交界处为界，前缘以坡脚处回头沟为界，两侧以坡体冲沟为界。滑坡体在空间上厚度上存在中间厚两侧薄的特点，滑坡的主滑动方向为295°，为顺倾向滑动的岩质滑坡。滑坡后缘高程约为550m，前缘高程约为500m，顺滑动方向约为100m，滑坡前缘宽度约为150m，后缘宽度约为135m，平均宽度约为140m，滑坡体平均厚度约为8.5m，体积约为11.2×103m3。

2.2 滑体特征

回头沟滑坡滑体主要由强—中风化页岩及坡体较薄的覆盖层组成。页岩为泥质胶结，节理裂隙发育，滑坡物质风化破碎，利于降水的入渗，根据钻探揭露页岩滑坡厚度为7～10m。覆盖层主要由第四系破残积层（Qel＋dl4）含角砾、砂砾粉黄褐色质黏土，孔隙率大，透水性强，坡体各部分分布不均匀。

图2 回头沟滑坡平面图

2.3 滑动面（带）特征

回头沟滑坡滑动面（带）的确定是根据钻孔及回头沟上游已发生滑动失稳的HP1滑坡综合类比确定的。根据钻孔揭露，滑动带主要为页岩中发育的层间错动层，构成了潜在的滑动面（带）。层间错动层成碎块状含泥，岩芯处存在明显的擦痕现象，可见碎块粒径约为2～6cm，呈现出棱角状—次棱角状。软弱夹层的厚度大多数介于0.2～0.5m，平均厚度约为0.3m，滑面埋深度一般在7～10m，有前缘薄中间厚的特点。

2.4 滑床特征

回头沟滑坡滑体主要为志留系中下统地层（S2＋3）页岩，青灰色、红褐色，泥质结构，页理构造，产状为295°∠22°，为软质岩，岩芯多呈短柱状，弱风化。

2.5 “7.23”滑坡变形破坏特征

2010年7月23日广元地区发生了暴雨灾害，暴雨期间回头沟滑坡发生了大面积的变形破坏，表现为既有新生成的裂缝又有老的裂缝的扩展等，出现了房屋地面隆起（图3）、圈舍倒塌（图4）、滑坡前缘垮塌变形（图5）、滑坡体井水断流的现象，滑坡区变形破坏特征表明滑坡处于蠕滑变形阶段。

图3 地面隆起变形

图4 圈舍发生倒塌

图5 滑坡前缘垮塌变形

6 HP1滑坡形成堰塞湖

为了对滑坡失稳后的危害性进行分析，对回头沟滑坡上游以及发生失稳的HP1滑坡进行研究。通过调查，在“7.23”暴雨期间HP1滑坡发生了失稳破坏，HP1滑坡发生滑动，导致坡体上的一间房屋发生了倒塌，索性没有造成人员伤亡。由于HP1滑坡前缘紧邻回头沟道，回头沟道走向基本与滑体运动方向近乎直交。滑坡失稳后，滑坡体直接挤压前缘回头沟道，形成了堰塞湖，堰塞湖坝高约为5m，回水长度约为1.5km（图6），淹没部分农田，后经过治理疏通才使得沟道水流恢复通畅。

综上所述，回头沟滑坡区滑坡具有失稳滑移堵塞沟道形成堰塞湖的灾害链效应的可能，目前回头沟滑坡处于蠕滑变形阶段，回头沟滑坡前缘紧邻回头沟沟道，如果滑移失稳破坏，对滑坡体上居民的生命财产安全将造成重大的损失，同时滑坡失稳将挤压堵塞沟道形成堰塞湖，回水将再次淹没上游农田，并将对下游的居民构成巨大的威胁。

2.6 变形破坏模式

回头沟滑坡目前的变形破坏主要是由于强降雨及人类工程活动等因素综合作用形成，滑坡前缘临空条件好，在“7.23”暴雨期间，斜坡岩土体在自重应力作用下沿着层间错动层向临空方向发生蠕动滑移，后缘形成拉裂面，形成以滑移—拉裂失稳模式的破坏。

3 滑坡稳定性地质分析

滑坡区属于构造剥蚀中低山地区，斜坡坡度在27°左右，滑坡两侧冲沟发育，滑坡体前缘临空条件好，为滑坡滑动提供了空间条件。滑坡滑体主要由页岩组成，属于易滑地层，较为风化破碎，节理裂隙发育，岩层中发育缓倾坡外的层间错动层，亲水性较强，饱水易软化，此层易形成剪切滑动面，2组节理成为滑坡发育的边界条件（如图1所示），为滑坡提供物质基础。滑坡体中下部主要的人类生产方式为水稻的种植，长期的地表水灌溉，水体下渗将大大软化岩土体，使其力学性质下降，水体的入渗流动也会对坡体产生动水压力，也易导致滑坡产生大量的地表水沿着风化破碎的岩体进入坡体内，一方面会增加岩体的自重，降低了岩体的强度，加速了物理风化，另一方面，雨水的渗入将产生动水压力，减小有效应力，降低其稳定性，是滑坡失稳破坏的诱发因素。广元市“7.23”降雨期间，回头沟滑坡体产生了大量变形，因此此次降雨成为滑坡失稳破坏的主要触发因素。根据上述分析及现场调查分析，目前回头沟滑坡在天然状态下处于极限平衡状态，在暴雨及地震工况下极易发生失稳破坏。

4 防治措施

基本思路：由于回头沟滑坡安全储备不高，在暴雨及地震工况下失稳的可能性大，根据已查明滑坡的特征，结合滑坡体分散农户的特点，及滑坡防治的经济、社会效益提出方案。治理的目标是保证滑坡具有足够的稳定性，防止滑坡失稳滑动，保护群众的生命财产安全。提出如下措施：

（1）截排水

由于滑坡区没有完备的排水措施，根据地形地貌条件，结合道路边沟进行排水设计，将水体排到回头沟滑坡两侧的边界当中，排到前缘回头沟中。

（2）抗滑桩

回头沟滑坡区农户分散，目前回头沟滑坡处于蠕滑变形阶段，由于坡体岩土体结构松散，且坡体有新的变形发生，为了提高坡体的稳定性，采取在分散的农户一侧分段设置抗滑桩的治理措施。

（3）裂缝填埋

由于滑坡裂缝发育，将裂缝夯实填埋，防止水体通过裂缝倒灌入坡体。

（4）位移监测

对回头沟滑坡进行地表及深部位移监测，进一步为防治方案优化设计提供依据。

5 结语

（1）回头沟滑坡是一个典型的降雨诱发型顺层岩质滑坡，平面上呈现出不规则簸箕形状，滑坡地貌形态成阶梯状，滑坡体主要为第四系坡残积层及强—中风化页岩，滑床主要为弱风化的页岩，滑坡滑动带为发育的层间错动层，变形特征表现为新增裂缝形成及老的裂缝扩展，房屋开裂、圈舍倒塌等，目前回头沟滑坡处于蠕滑拉裂变形阶段。

（2）回头沟滑坡具有失稳滑移堵塞沟道形成堰塞湖的灾害链效应，如果滑移失稳破坏，对滑坡体上居民的生命财产安全将造成重大的损失，同时如果滑坡失稳将使沟道堵塞形成堰塞湖，回水将淹没上游农田，并将对下游的居民构成巨大的威胁。因此对回头沟滑坡采取治理措施是必要紧迫的。

（3）回头沟滑坡失稳破坏模式为滑移—拉裂，目前在天然状态下回头沟滑坡处于极限平衡状态，在暴雨及地震工况下极易发生失稳破坏。

（4）提出滑坡防治方案为：截排水＋抗滑桩＋裂缝填埋＋监测的防治措施。

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