唐 春，肖文俊

(1.南昌工程學院水利與生態(tài)工程學院，江西南昌 330099；2.江西省勘察設計研究院地災與礦山環(huán)境治理分院，江西南昌 330099)

云南蘭坪縣城滑坡地質特征及其成因分析

唐 春1，肖文俊2

(1.南昌工程學院水利與生態(tài)工程學院，江西南昌 330099；2.江西省勘察設計研究院地災與礦山環(huán)境治理分院，江西南昌 330099)

2000年9月蘭坪縣城發(fā)生特大型山體滑坡，造成重大經(jīng)濟損失，采取擋墻、抗滑樁等措施后，北部邊坡局部基本穩(wěn)定，南部依見明顯新變形，2010～2013年尤甚?；诨卢F(xiàn)狀特征及區(qū)域地質環(huán)境條件分析，提出了以隱伏斷裂(F2)為界將滑坡區(qū)重新分塊，能夠合理反映滑坡的變形破壞特征，并為類似滑坡地質勘察加強針對隱伏斷裂的影響分析具有重要的借鑒意義。通過分析滑坡體地質及變形破壞特征，認為滑坡的成因主要受控于滑坡區(qū)發(fā)育的不利巖性條件及地質結構面，水～巖作用是導致巖體崩解破壞誘發(fā)滑坡的主要因素。

云南蘭坪；滑坡；水－巖作用；隱伏斷層

0 引言

蘭坪縣位于云南省昆明市西北側530 km(如圖1)，地處云南省瀾滄江上游德欽－維西－蘭坪滑坡、泥石流災害高易發(fā)區(qū)，屬于云南省地質災害防范七大重點防范地理區(qū)域之一。2000年9月，該縣縣城南部發(fā)生大型山體滑坡地質災害，造成巨大的財產(chǎn)經(jīng)濟損失?；掳l(fā)生后，云南地質工程勘察設計研究院對蘭坪縣城滑坡進行了地質勘察、滑塊分區(qū)及成因分析，綜合認為蘭坪縣城滑坡是由地形地貌、地層巖性與地質結構面、地下水的富集與運移、大氣降水與地表水下滲、人類工程活動等因素共同作用孕育而成[1－2]?？辈旖Y論認為，滑坡自蘭坪縣城至沘江河岸，地勢呈北西高南東低，滑坡體整體滑向南東。2001～2005年滑坡區(qū)先后歷經(jīng)三期工程對該滑坡體進行治理，滑坡治理方案主要為C2溝以東滑塊沿北東向或近東西向設置抗滑樁并輔以相應的地表、地下排水措施；C2溝以西滑塊則僅對三江大道采用抗滑擋墻及地表排水措施進行治理(如圖2)。

圖1 滑坡區(qū)地理位置圖Fig.1 The geographic location of landslide area

滑坡經(jīng)過多期次治理后，三江大道以北地塊已經(jīng)趨于穩(wěn)定，多年觀測未見新的變形跡象；三江大道南部、礦業(yè)公司以及沖溝(C1)西岸和老根農(nóng)家園地段及三江大道公路邊坡治理的擋墻墻體依然不斷出現(xiàn)了新的變形跡象。擋墻墻體產(chǎn)生剪切破壞并伴有滑移特征；礦業(yè)公司圍墻及和老根農(nóng)家園產(chǎn)生南北向張拉裂縫，同時有北東向剪切裂縫伴生。

新的變形跡象表明，滑坡體雖經(jīng)多期次治理，但僅做到了治標而未達到治本。本文以該滑坡為對象，通過系統(tǒng)分析滑坡區(qū)及其周邊地質環(huán)境條件，對滑坡體重新分塊，并分析其地質特征、變形破壞特征、成因及其破壞機制，為下一步研究滑坡的防治工程設計實施提供支撐依據(jù)。

圖2 滑坡變形特征圖Fig.2 The Characteristic of Landslide Deformation

1 滑坡區(qū)地質環(huán)境條件

1.1 概況

蘭坪縣城滑坡位于滇西北瀾滄江上游沘江河西岸斜坡，地勢呈西高東低，地形標高介于2315～2490 m之間，相對高差175 m，地形坡度10°～25°?；聟^(qū)面積約0.78 km2，滑體厚10～18m，總方量1200萬m3，屬大型中層牽引－推動式混合滑坡[1]。

1.2 地層巖性

滑坡區(qū)出露地層主要有第三系漸新統(tǒng)(E3)、上新統(tǒng)三營組(N2s)、第四系殘坡積層(Q4el＋dl)和沖洪積層(Q4al＋pl)等地層。 第四系殘坡積層(Q4el＋dl)和沖洪積層(Q4al＋pl)主要分布于滑坡區(qū)東部斜坡及沘江河谷地帶，主要巖性為粘土、粉質粘土、含漂礫砂、含礫粉砂等；第三系上新統(tǒng)三營組(N2s)巖性為青灰色鈣質砂頁巖、泥質粉砂巖互層，該地層沉積以湖泊相為主，辮狀河相和三角洲相為輔，沉積相在縱向上變化明顯，依次為湖泊相－三角洲相－湖泊相－辮狀河相－湖泊相[3]，滑坡區(qū)出露巖性自上而下為泥質粉砂巖－鈣質砂頁巖－泥質粉砂巖。漸新統(tǒng)巖性為淺紅色、淺灰色砂礫巖、灰質礫巖夾含長石石英砂巖、含礫石英砂巖等，主要分布于滑坡區(qū)西部山區(qū)。

1.3 氣象水文

滑坡區(qū)屬于大陸性寒溫氣候區(qū)，多年平均氣溫11.2℃，多年平均降雨量為1025.4 mm，多年平均蒸發(fā)量為 1577.2 mm，日最大降雨量為96.7 mm，區(qū)內(nèi)降雨年內(nèi)降雨分布不均，其中5月～10月為雨季，占全年降雨量的92.8%；11月至次年4月為旱季，降雨量占全年降雨量的7.2%。

滑坡區(qū)水系較發(fā)育，其中沘江河位于滑坡區(qū)東側，為滑坡區(qū)地下水最低侵蝕基準面；除此之外滑坡區(qū)發(fā)育三條沖溝，有常年流水；地下水類型主要為基巖裂隙水和松散巖類孔隙水，主要接受大氣降雨及城區(qū)生活用水下滲補給，水位受季節(jié)影響差異明顯，無統(tǒng)一地下水位。

1.4 地質構造

滑坡區(qū)位于三江褶皺系蘭坪—思茅坳陷北部，隸屬于蘭坪南北向構造帶與雪邦山區(qū)南北向構造帶的過渡區(qū)域，金頂－白羊場反“S”型構造[4]中段，滑坡區(qū)內(nèi)地質構造條件簡單，主要發(fā)

育兩條隱伏斷裂構造(F1、F2)，隱伏斷裂為區(qū)域發(fā)育的南北向沘江斷裂和東西向斷裂的分支，于蘭坪縣城段被上第三系及第四系地層覆蓋，滑坡區(qū)內(nèi)地層未受斷裂構造影響，局部地段出現(xiàn)微小撓曲現(xiàn)象，但整體呈單斜構造，巖層產(chǎn)狀為100°～125°∠15°～25°，主要發(fā)育沿巖層層面的節(jié)理裂隙。隱伏斷層(F2)為蘭坪地區(qū)發(fā)育的東西向走滑斷層，受金頂－白羊場反“S”型構造影響于蘭坪縣城附近向北東向扭轉拉伸，斷層呈北東走向。該斷裂構造于蘭坪縣城被第三系地層覆蓋，地表變形主要表現(xiàn)為低洼地帶，城市建設規(guī)劃為交通公路，即三江大道；近山體段形成山谷微地貌。

2 滑坡區(qū)地質及坡體結構變形特征

2.1 滑坡體劃分

根據(jù)調查發(fā)現(xiàn)，三江大道以北蘭坪中學滑塊采用抗滑樁治理，效果良好，可以確定為同一滑塊，而大道以南礦業(yè)公司及沖溝(C1)西岸2010～2013年期間均出現(xiàn)張拉裂縫，裂縫走向多為南北向，且裂縫兩側存在“西高東低”變形特征，與北部滑動特征明顯不符。對比前人研究成果，認為礦業(yè)公司段、沖溝(C1)西側滑體滑向與三江大道西側滑體應同屬另一滑體，整體向東滑動。

綜合滑坡的現(xiàn)狀特征及區(qū)域地質環(huán)境資料，作者以隱伏斷層(F2)為界將滑坡區(qū)劃分為南北兩塊(即Ⅰ號、Ⅱ號滑坡)(如圖2)。Ⅰ號滑坡位于斷層(F2)以北，該滑坡體面積約0.26 km2，平面形態(tài)呈四邊形，滑體方量137.8萬m3，整體滑向南東。Ⅱ號滑坡位于斷層(F2)以南，面積約0.52 km2，平面形態(tài)呈“圈椅狀”，滑坡方量為380萬m3，整體滑向南東，斷裂溝谷與沖溝(C3)于三江大道西側斜坡坡頂匯交，在滑坡區(qū)表現(xiàn)為明顯的“雙溝同源”特征，分別形成了南部滑塊的南、北側邊界；同時隱伏斷裂被第三系地層覆蓋，地下水沿斷裂破碎帶上升，于上覆地層層底富集，是南部滑塊地下水的重要補給來源。

2.2 滑坡地質特征

通過對滑坡區(qū)地質條件分析，將滑坡區(qū)滑體劃分為南、北兩塊，各滑塊地質特征分析見表1:

表1 滑體地質特征Tab.1 The Geological Characteristics of Landslide

2.3 滑坡體結構變形特征

Ⅰ號滑坡變形特征主要為地裂縫、地板開裂、房屋及圍墻開裂等。開裂裂縫基本呈北東向延伸，延伸長度約50 m，寬度5～10 cm；滑坡錯動致后緣形成陡坎，坎高1.5～2 m。2004年采用抗滑樁及排水措施治理后，坡體未出現(xiàn)變形跡象，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

圖3 礦業(yè)公司圍墻張拉裂縫Fig.3 The tension cracks of them ining companies’wall

Ⅱ號滑坡變形跡象主要表現(xiàn)為地表開裂、過境公路產(chǎn)生錯移、擋墻、排水溝等出現(xiàn)開裂至破壞等現(xiàn)象。其中礦業(yè)公司段主要發(fā)育南北向延伸的張拉裂縫(圖3)，同時發(fā)育北東向的剪切裂縫，裂縫寬度0.5～15 cm不等，同時發(fā)育北東向的剪切裂縫，據(jù)當?shù)卮迕穹从常磕暧昙玖芽p均存在擴張跡象；三江大道段:2000年主要變現(xiàn)跡象表現(xiàn)為公路路面沉陷滑落、公路西側擋墻局部開裂等，2001～2004年對該滑坡體采取了抗滑樁板墻、擋土墻、削方減載以及排水工程等進行治理；2010～2013年該滑坡體出現(xiàn)新的變形破壞，其中滑坡下部支護擋墻產(chǎn)生開裂、排水孔堵塞等，并在三江大道發(fā)生路面錯移、雨季有大量滑坡物質堆積于擋墻墻頂平臺或三江大道人行道路面(圖4)、該滑坡體上部設置排水溝出現(xiàn)大面積開裂錯動(圖5)，錯動裂縫寬度約10～20 cm，其中垂直錯動高度可達40 cm；2013年雨季后，該滑坡體北部擋墻出現(xiàn)開裂破壞并導致墻體滑移傾覆(圖6、圖7)。

圖4 坡體松散堆積物Fig.4 The loose debris of the slope

3 滑坡成因及變形破壞機制分析

3.1 滑坡的形成條件

圖5 三江大道西側排水溝錯斷Fig.5 The drains dislocation on the west side of Sanjiang Avenue

圖6 擋墻滑移傾覆Fig.6 The overtu rning of retaining wall

滑坡的形成受控于地形地貌、地層巖性、地質構造、水文地質條件等系列因素[5-7]?；谏鲜鲆蛩?，蘭坪縣城滑坡的形成條件分析如下:

(1)滑坡區(qū)所處的斜坡地帶是地表、地下水的流通區(qū)域；沘江河及沖溝侵蝕性下切，為滑坡的形成提供了良好的臨空條件；

(2)滑坡區(qū)出露的第三系鈣質砂頁巖、泥質粉砂巖巖體，巖質較軟，物理力學性質較差，且?guī)r體中的粘土礦物易溶于水，水－巖相互作用強烈，易導致巖體的原巖結構崩解破壞，為軟弱夾層的形成提供了良好的巖性組合條件；巖層產(chǎn)狀面與邊坡坡向組合，形成外傾結構面，不利于邊坡穩(wěn)定性；

(3)滑坡區(qū)發(fā)育的隱伏斷裂具有雙重效應。其一，斷裂(F1)下蝕切割，形成沖溝(C1)為滑坡的形成提供了良好的臨空條件；其二，隱伏斷裂(F2)被第三系地層覆蓋，對地層產(chǎn)狀變化影響較

?。辉摂嗔褬嬙焓洽蛱柣碌叵滤闹匾獊碓赐緩?，為水巖作用提供了水源條件，加劇了巖體軟化變形，致使軟弱結構面貫通，形成滑動面。

(4)地下水類型主要為基巖裂隙水和松散孔隙水。其中表層松散土體透水性強，各含水層之間存在水力聯(lián)系，從而加劇了巖體的崩解破壞，形成軟弱結構面。

3.2 誘發(fā)因素

(1)降雨:滑坡區(qū)位于沘江河谷西岸斜坡，降雨是地表、地下水的直接補給來源，蘭坪縣持續(xù)降雨是誘發(fā)滑坡的主要因素，地表水下滲導致巖土體物理力學性質急劇下降，同時增大了坡體自重，加劇滑坡的形成[8]。根據(jù)調查，蘭坪縣城滑坡發(fā)生劇滑均發(fā)生于當?shù)赜昙尽?/p>

(2)人類活動:自二十世紀八十年代起，蘭坪縣城由原拉井鎮(zhèn)搬遷至現(xiàn)新城區(qū)，城鎮(zhèn)建設、三江大道修建，大量開挖棄土堆積于邊坡坡體以及坡腳削坡開挖，破壞了邊坡原有應力平衡狀態(tài)；其次為當?shù)鼐用駥吰峦馏w進行開墾，對表層土體產(chǎn)生擾動，破壞了原始土體結構，加速了地表水下滲。因此，人類活動是誘發(fā)滑坡的重要因素。

圖7 Ⅱ號滑坡剖面圖Fig.7 The section figure of No.2 Landslide

3.3 變形破壞機制分析

通過對滑坡區(qū)變形破壞特征分析研究，邊坡坡體破壞主要受水－巖作用影響較強烈，如圖3所示，強降雨條件下，水體入滲至鈣質砂頁巖巖體，一方面增加了巖體內(nèi)部空隙水壓力，另一方面導致巖體崩解軟化變形，形成軟弱結構面。邊坡坡體沿軟弱結構面發(fā)生剪切破壞，結構面貫通形成滑動面。根據(jù)數(shù)值模擬計算結果(如圖8)，滑坡體變形破壞具有明顯的蠕滑特征，并于邊坡后緣產(chǎn)生拉裂破壞，與滑坡體治理后出現(xiàn)的變形特征完全吻合。因此，綜合認為蘭坪縣城滑坡變形破壞地質力學模型為蠕滑－拉裂式[9]。

4 結論

圖8 滑坡體數(shù)值模擬監(jiān)測點位移變化曲線Fig.8 Numerical sim ulation of landslide disp lacementmonitoring curves

(1)基于對蘭坪縣城地質環(huán)境條件及滑坡變形特征分析，筆者提出了以隱伏斷層(F2)作為滑塊劃分界線對滑體重新進行劃分，將滑坡區(qū)劃分為南、北兩個滑塊，能夠較全面合理反映滑坡體的

地質特征及變形破壞特征，很好地解釋歷經(jīng)多期治理的南部滑坡體持續(xù)變形的的原因，為滑坡防治工程設計施工提供了可靠的依據(jù)；為類似地區(qū)滑坡調查注重隱伏斷裂影響分析具有重要借鑒意義。

(2)蘭坪縣城滑坡的形成首先受控于滑坡區(qū)本身不利地質結構特征，滑坡區(qū)發(fā)育的較軟弱巖體為滑坡滑帶面的形成提供了良好的巖性組合條件；其次連續(xù)降雨及人類工程活動是滑坡的主要誘發(fā)因素，降雨入滲加劇水－巖作用過程，為滑坡滑動面的形成提供水源條件。

(3)通過FLAC3D邊坡穩(wěn)定性數(shù)值模擬分析，蘭坪縣城滑坡滑體變形具有明顯的蠕滑特征，綜合分析認為滑坡體變形破壞地質力學模型為蠕滑～拉裂式。

[1] 云南地質工程勘察設計研究院.云南省蘭坪縣城區(qū)滑坡工程地質勘查報告[R].2001.03.

[2] 肖文俊.云南省蘭坪縣城城南滑坡成因機理及防治對策研究[D].昆明:昆明理工大學，2014.

[3] 馬宏杰.中國西南橫斷山地區(qū)新生代地層學及古環(huán)境變化研究[D].昆明:昆明理工大學，2013.

[4] 云南省地質局.中華人民共和國區(qū)域地質報告(蘭坪幅G—47—16)[R].1976.

[5] 王耀明，趙華宏，張勝，等.安徽繁昌滑坡群形成機理及穩(wěn)定性分析[J].災害學.2009，08:34－37.

[6] 許強，董秀軍，鄧茂林，等.2010年7.27四川漢源二蠻山滑坡－碎屑流特征與成因機理研究[J].工程地質學報，2010，18(5):609－622.

[7] 陶志平，周德培，王享林.三峽庫區(qū)巨魚沱滑坡地質特征及防治研究[J].工程地質學報，2003，11 (04):406～410.

[8] 徐世光，李長才，王小晶，等.云南省蘭坪縣一中滑坡特征及治理工程設計[J].中國地質災害與防治學報，2001.12(3):61－65.

[9] 張倬元.工程地質分析原理(第三版)[M].北京:地質出版社，2009.

Geological Characteristics and Cause Analysis of Landslides in Lanping，Yunnan

Tang Chun1，Xiao Wenjun2
(1.Nanchang Institute ofTechnology，Nanchang，Jiangxi，330099，China；2.Jiangxi Research Institute of Investigation＆Design，Nanchang，Jiangxi330096，China)

In September 2000，the huge landslides occurred in Lanping County，Yunnan Province.By retainingwall，anti-slide pile and other measures，the northern slope was basically stable，but the southern slope was found new landslide deformation characteristics，especially in 2010－2013.Based on the present situation of landslide characteristics and analysis of regional geological environment conditions，the landslide zone would be blocked by a concealed fault(F2)，which can reasonably reflect the deformation and failure characteristics of landslides，and for the similar landslide，strengthening the geological survey for the influence of the concealed fault analysis is of great significance.Through the analysis of landslide geological characteristics and deformation and destruction，we found that the cause of landslide is mainly controlled by adverse lithology of landslide area development conditions and geological structural planes；water-rock interaction is themain factor that leads to landslides induced by the collapse of rock mass.

Lanping，Yunnan；landslide；water-rock interaction；concealed fault

P

:文獻識別碼:A

:1673－8047(2015)01－0026－06

2014－10－21

南昌工程學院青年基金項目(2008KJ0003)

唐 春(1973—)，男，碩士，副教授，主要從事工程地質、水文地質及災害地質方面的研究與教學。