吳亞子，傅榮華，王 健，張?jiān)?，楊人凡，?明

（1.西南石油大學(xué) 資源與環(huán)境學(xué)院，成都610500；2.成都理工大學(xué) 環(huán)境與土木工程學(xué)院，成都610059）

松坪滑坡位于金川水電站壩址下游側(cè)新扎溝與大渡河的交匯處松坪斜坡上，距壩址直線距離約700m，滑坡下部為新扎溝口傾倒變形巖體，新扎溝口緊鄰金川水電站右岸導(dǎo)流洞等泄水建筑物出口，下部河水位高程2 150m，滑坡剪出口高出泄水建筑物出水口600～650m。該滑坡自20世紀(jì)90年代以來(lái)，其后緣、中部出現(xiàn)拉裂變形，滑坡上的居民房屋出現(xiàn)嚴(yán)重開裂，滑坡目前以淺表層蠕滑變形為主，且變形有逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，威脅到當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)。研究松坪滑坡的地質(zhì)特征、形成機(jī)理和評(píng)價(jià)其穩(wěn)定性，防治地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，對(duì)松坪村居民的安全有重要意義，且對(duì)金川水電站工程的環(huán)境評(píng)價(jià)與工程安全也有實(shí)際意義。

1 滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境概況

1.1 地形地貌

該區(qū)屬中高山地區(qū)，地形高差大，溝谷深切，山勢(shì)陡峻。松坪斜坡位于三面臨空的高陡斜坡上，相對(duì)高差在1 000m以上，斜坡自低往高坡度變緩。高處高程2 750～3 020m，為松坪滑坡地帶，地形坡度20°～30°。在滑坡周邊斜坡有多條沖溝發(fā)育，左側(cè)有永忠溝，前部有張家溝、磨房溝，右側(cè)有蔣家溝，滑坡正面為新扎溝河，右前部為大渡河。

1.2 地層巖性

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

金川水電站庫(kù)壩區(qū)內(nèi)及外圍構(gòu)造較簡(jiǎn)單，主要為一系列大致平行規(guī)模不一的NW向、局部EW向線狀緊密復(fù)式褶曲?；聟^(qū)位于金川倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜南西翼，次級(jí)褶皺及揉皺發(fā)育，形態(tài)復(fù)雜。工程區(qū)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)主要表現(xiàn)為大面積間歇性整體抬升。外圍強(qiáng)震帶強(qiáng)震對(duì)工程場(chǎng)地波及影響較小，工程場(chǎng)地歷史地震活動(dòng)水平相對(duì)較低，處于構(gòu)造活動(dòng)相對(duì)穩(wěn)定區(qū)。金川壩址區(qū)50a超越概率10%的基巖地震動(dòng)峰值加速度為0.097g，相應(yīng)地震基本烈度為Ⅶ度。

1.4 地應(yīng)力場(chǎng)特征

中國(guó)西部青藏高原及環(huán)高原地帶的地應(yīng)力場(chǎng)受印度板塊向北俯沖的強(qiáng)大力源控制，區(qū)域應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力方向在川西、云南區(qū)域，大致為NW、SE向。新扎溝口地應(yīng)力場(chǎng)最大主應(yīng)力方向?yàn)镹W向，方位為NW310°～320°，與新扎溝的流向基本一致，即最小主應(yīng)力垂直新扎溝方位。

2 滑坡特征

2.1 滑坡規(guī)模、形態(tài)

松坪滑坡位于新扎溝與大渡河交匯處松坪斜坡上（圖1），分布高程2 750～3 020m，長(zhǎng)度500m，寬度400～500m，滑體厚度50～75m，滑坡體積約1 200萬(wàn)m3，屬大型土質(zhì)滑坡。

滑坡區(qū)地形呈圈椅狀，前部地形較平緩，中部地形呈椅狀，滑坡后部地形較陡，由于滑坡差異性滑動(dòng)形成多級(jí)平臺(tái)以及滑坡陡坎，平臺(tái)寬度20～50m，長(zhǎng)度100～200m。

圖1 松坪滑坡及新扎溝口傾倒變形體

2.2 滑坡的結(jié)構(gòu)特征

（1）松坪滑坡物質(zhì)組成基本上為第四系松散堆積物，分區(qū)特征明顯，其后部與中下部物質(zhì)組成有所不同?；潞蟛康匦纹露壬跃?，物質(zhì)組成主要為淡黃色粉土夾少量碎石?；轮邢虏课镔|(zhì)成分主要為碎石、碎塊石，淺表部多以碎石為主，淺部及深部塊石增多，結(jié)構(gòu)較為松散，局部地段有架空現(xiàn)象。

（2）滑坡附近的天然剖面觀察表明：滑坡物質(zhì)組成具有一定的分帶性，表部為土層，往下為碎石、塊石，底部為變形拉裂破碎基巖，基巖與碎塊石間呈弧形的界面。

（3）滑坡中下部碎塊石的形成與松坪斜坡傾倒變形巖體有關(guān)，變形拉裂巖體破壞界面為拉裂面或組合拉裂面，碎塊石沿某一弱面蠕滑破壞形成弧形滑動(dòng)面，蠕滑推移物成為滑坡堆積物。

（4）勘察資料顯示（圖2），覆蓋層下厚上薄，前緣厚度最大達(dá)75m，平均厚度約65m。

沈復(fù)在《浮生六記》中記載了園林“大中見(jiàn)小，小中見(jiàn)大，虛中有實(shí)，實(shí)中有虛”的意境。計(jì)成則認(rèn)為園林中的虛實(shí)結(jié)合是“陰陽(yáng)互生”法則的應(yīng)用。在余蔭山房的布局中，“虛”與“實(shí)”這一對(duì)立統(tǒng)一的關(guān)系可拓?fù)錇椴芈?、大小、疏密等關(guān)系，顯、密、大為“實(shí)”，隱、疏、小則為“虛”。虛實(shí)產(chǎn)生于相互比較之中，通過(guò)虛實(shí)對(duì)比，欲露先藏，以小見(jiàn)大、虛實(shí)相生（圖3）。

（5）滑坡勘探過(guò)程中未發(fā)現(xiàn)大規(guī)模貫通性的蠕滑破壞面，前緣的平硐勘探揭露滑坡底面不存在貫通性的滑動(dòng)帶，說(shuō)明目前滑坡變形主要為表層蠕變調(diào)整，覆蓋層內(nèi)尚未有貫通性的深部滑面存在。

圖2 松坪滑坡工程地質(zhì)縱剖面圖1.殘坡積碎石土；2.滑坡堆積塊碎石土；3.?。泻駥訝钭冑|(zhì)細(xì)砂巖；4.地層不整合界線（虛線為推測(cè)）；5.推測(cè)弱風(fēng)化上段下限；6.推測(cè)弱風(fēng)化下段下限；7.推測(cè)卸荷下限；8.滑坡體界線及其滑動(dòng)方向；9.傾倒變形體界線；10.鉆孔編號(hào)

2.3 滑坡的變形特征

1992年持續(xù)一個(gè)月的暴雨，誘發(fā)了松坪滑坡，此后每年雨季滑坡都有不同程度的變形。坡體拉裂變形主要表現(xiàn)在滑坡后緣和中部。滑坡后緣拉裂縫的走向?yàn)?NE12°～42°，寬度20～40cm，深度40～50 cm，最深達(dá)60cm以上。拉裂縫的存在表明滑坡現(xiàn)階段淺表部的活動(dòng)頻繁。后緣滑體拉裂、錯(cuò)落形成臺(tái)階狀的陡坎地形，陡坎的高度在1.5～2.5m，延伸長(zhǎng)20～100m不等，走向?yàn)镹E38°。滑坡中部松坪村房屋自在20世紀(jì)90年代開始出現(xiàn)規(guī)模不等的拉裂縫，2000年后拉裂縫大量出現(xiàn)，寬度從幾厘米到幾十厘米不等，延伸長(zhǎng)度1～5m，在墻壁和地面均有分布。另外，滑坡前緣上游側(cè)醉漢林和滑坡后緣馬刀樹，樹木直徑粗達(dá)20～30cm，主要為坡體發(fā)生蠕滑導(dǎo)致表部樹木的傾倒。

3 滑坡形成機(jī)制

松坪滑坡的成因機(jī)制為蠕滑－拉裂模式，最早由孔隙水壓力誘發(fā)，為第四紀(jì)堆積物滑坡?；碌男纬杉热Q于特定的地形、結(jié)構(gòu)條件，又與斜坡反傾層狀巖體的傾倒變形有一定關(guān)系，更與暴雨的激發(fā)有關(guān)。

3.1 滑坡形成條件

（1）有利于滑坡發(fā)育的地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造條件。松坪滑坡位于三面臨空的高陡斜坡上，相對(duì)高差在1 000m以上，在滑坡周邊斜坡有多條沖溝發(fā)育，這種三面臨空的單薄斜坡其穩(wěn)定性必然受到其所處的地質(zhì)環(huán)境的限制，在重力作用下引起斜坡局部應(yīng)力集中，出現(xiàn)剪切變形。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造位于金川倒轉(zhuǎn)復(fù)背斜翼部，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)表現(xiàn)為大面積間歇性整體抬升，河谷強(qiáng)烈下切，形成高陡的河谷岸坡。新扎溝口地應(yīng)力場(chǎng)最小主應(yīng)力方向與新扎溝方位垂直，這將導(dǎo)致新扎溝形成過(guò)程中，斜坡底部應(yīng)力不會(huì)出現(xiàn)集中現(xiàn)象，而是出現(xiàn)量值較低的環(huán)帶，為新扎溝口層狀巖體的傾倒提供了較為典型的應(yīng)力場(chǎng)環(huán)境。加上松坪斜坡的三向臨空狀態(tài)，為應(yīng)力卸荷、巖體松弛創(chuàng)造了條件。

（2）坡體結(jié)構(gòu)及物質(zhì)組成是滑坡孕育的基礎(chǔ)。松坪斜坡上部是層狀巖體最早發(fā)生彎曲拉裂－傾倒變形的部位，谷坡下部應(yīng)力呈現(xiàn)降低趨勢(shì)，岸坡巖體處于低應(yīng)力狀態(tài)而易于松弛，在斜坡二次應(yīng)力作用下，層狀巖體發(fā)生彎曲拉裂變形，斜坡表部的彎曲碎裂巖體因風(fēng)化、卸荷以至逐漸松弛、解體堆積在斜坡上，隨著厚度的加大，當(dāng)滿足一定內(nèi)外動(dòng)力條件時(shí)便會(huì)孕育、蠕滑拉裂以至潛在剪切面剪斷貫通滑動(dòng)而形成滑坡。堆積體平均厚65m左右，厚大的堆積物中工程地質(zhì)條件的差異性是滑坡形成的物質(zhì)基礎(chǔ)。滑坡體下部巖性主要為砂巖夾板巖或千枚巖，這種軟弱互層的巖體在卸荷作用和上部滑坡推力作用下易發(fā)生傾倒變形，并且變形幅度較大。作為滑坡的基座，其發(fā)生變形對(duì)于滑坡的穩(wěn)定造成不利影響。

（3）人類工程活動(dòng)。斜坡上地面建筑的切坡、農(nóng)田開墾、公路的修建，破壞了原巖土體平衡，使滑坡向不利方向發(fā)展，可促使滑坡發(fā)育。

（4）水的作用。地表水及降雨入滲，特別是連續(xù)降雨或暴雨，水滲入地下使巖土體軟化，降低軟弱帶巖土體抗剪強(qiáng)度，從而誘發(fā)滑坡初始蠕滑后，孕育了潛在的滑面和中、后部的拉裂縫，為以后每年暴雨時(shí)形成孔隙水壓力提供了條件。

3.2 松坪滑坡主控因素

（1）未貫通的潛在滑面?；尕炌ㄅc否，直接控制滑坡體由蠕滑向滑動(dòng)災(zāi)變過(guò)程的轉(zhuǎn)化?；伦冃沃饕憩F(xiàn)為滑坡后部蠕變拉裂和滑坡前緣的蠕滑，堆積層內(nèi)尚未有貫通性的深部滑面存在，滑帶全面貫通是整個(gè)滑體是否發(fā)生大規(guī)?；瑒?dòng)的關(guān)鍵。

（2）水是誘發(fā)滑坡的主導(dǎo)因素?，F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查表明，滑坡區(qū)內(nèi)出現(xiàn)的拉裂縫、房屋開裂等現(xiàn)象多發(fā)生在暴雨過(guò)后，說(shuō)明水對(duì)滑坡變形起著直接影響。特別是大暴雨的降水滲入巖土體使其抗剪強(qiáng)度降低，加之斜坡的卸荷作用和前緣的臨空條件不利因素，在孔隙水壓力作用下，土體沿滑帶蠕滑變形。所以降水對(duì)滑坡的誘發(fā)控制作用是不容忽視的。

4 穩(wěn)定性分析

4.1 地質(zhì)分析

從坡體裂縫的發(fā)生、發(fā)展及分布規(guī)律來(lái)看，松坪滑坡目前以淺表層蠕滑變形為主，變形有逐年增長(zhǎng)趨勢(shì)，變形幅度或速率主要受大氣降雨所控制?；伦冃芜^(guò)程中的解體跡象明顯，影響范圍具明顯的淺層及局部特征。因此，松坪滑坡整體一次性失穩(wěn)的可能性不大，滑坡在天然狀態(tài)下整體尚處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。由于因中部及后緣拉裂縫至今仍在繼續(xù)發(fā)展，在自然條件下坡體局部處于臨界不穩(wěn)定狀態(tài)。隨著前緣抗滑段的削弱，后部蠕滑變形進(jìn)一步加劇，整體穩(wěn)定性會(huì)逐漸減弱。尤其是持續(xù)暴雨后，滑坡整體穩(wěn)定性將會(huì)降低。

4.2 量化評(píng)價(jià)

在工程地質(zhì)類比法與反分析法基礎(chǔ)上，結(jié)合已有的現(xiàn)場(chǎng)巖土體物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)結(jié)果，提出天然狀態(tài)下滑帶土的強(qiáng)度指標(biāo)采用φ＝27.2°，c＝12kPa，飽和情況下φ＝21.4，c＝10kPa，計(jì)算剖面如圖2所示，選用正常、暴雨（孔壓系數(shù)0.2）、地震工況條件按照條分法理論及方法進(jìn)行計(jì)算，計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表1。

表1 松坪滑坡潛在深部滑動(dòng)穩(wěn)定性計(jì)算

計(jì)算結(jié)果反映：①在天然狀態(tài)下，滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài) ，而考慮地震作用時(shí) ，滑坡體的穩(wěn)定性降低；②在特大暴雨條件下，無(wú)地震作用時(shí)，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。由此表明，降水對(duì)于松坪滑坡的穩(wěn)定性影響較大。

5 結(jié)論與建議

松坪滑坡為土質(zhì)滑坡，其變形模式是一種蠕滑拉裂。穩(wěn)定性計(jì)算表明：在天然＋暴雨作用條件下，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有失穩(wěn)的可能，影響坡體穩(wěn)定性的主導(dǎo)因素為暴雨?；缕茐男问綖榻怏w式蠕滑，整體一次性失穩(wěn)的可能性不大；即使局部失穩(wěn)下滑，對(duì)電站的正常運(yùn)營(yíng)影響不大。鑒于滑坡區(qū)居民房屋嚴(yán)重開裂，雨季時(shí)危險(xiǎn)性很大，建議采取以下措施：

（1）加強(qiáng)松坪滑坡的監(jiān)測(cè)，為進(jìn)一步分析滑坡穩(wěn)定性和預(yù)警預(yù)報(bào)以及防范決策提供科學(xué)依據(jù)。

（2）建立防災(zāi)減災(zāi)預(yù)案，防止滑坡失穩(wěn)造成人員傷亡，降低滑坡造成的經(jīng)濟(jì)損失。

（3）在坡體后緣及坡面加強(qiáng)排水、防滲，控制誘滑因素，以及必要的抗滑支護(hù)措施。

［1］ 張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理 ［M］.2版.北京：地質(zhì)出版社，1994.

［2］ 張永興，文海家，歐敏.滑坡災(zāi)變智能預(yù)測(cè)理論及其應(yīng)用［M］.北京：科學(xué)出版社，2005.

［3］ 喬建平.滑坡減災(zāi)理論與實(shí)踐［M］.北京：科學(xué)出版社，1997.

［4］ 呂生弟，陸棟梁，李樹武，等.四川大渡河金川水電站工程松坪斜坡穩(wěn)定性專題研究［R］.西安：中國(guó)水電顧問(wèn)集團(tuán)西北勘測(cè)設(shè)計(jì)研究院，2008.