曾茂宗，劉 念，劉 杰，甘建軍

(1.江西省交通設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，江西 南昌 330052； 2.南昌工程學(xué)院，江西 南昌 330099)

降雨誘發(fā)的花崗巖殘積土滑坡在南方多雨山區(qū)廣泛分布。遂川縣位于羅宵山脈南段，屬于江西省與湖南省交界的山地地貌，境內(nèi)山系有萬洋山主脈、諸廣山主脈、笠麻頂支脈三大主要山脈。地質(zhì)條件復(fù)雜，經(jīng)常發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，其中臺風(fēng)雨、夏秋之交旋雨以及雷暴雨引地質(zhì)災(zāi)害破壞最大。近年由于切坡建房、交通建設(shè)工程活動加劇，區(qū)內(nèi)花崗巖殘積土滑坡時(shí)有發(fā)生。卷旋村滑坡是遂川縣影響較大花崗巖殘積土滑坡。2021年4月，該滑坡點(diǎn)出現(xiàn)公路和山體大面積松散、沉降，威脅范圍包括卷旋村委會至路丘路口、下卷臺區(qū)供電變壓器路口道路。且該滑坡近十年處于變形中，坡體后緣公路下錯(cuò)嚴(yán)重，前緣房屋開裂，具有蠕變型滑坡典型特征，直接威脅坡腳卷旋村308戶1 324名人民群眾安全。自2020年5月份以來，遂川縣人民政府組織區(qū)村民撤離危險(xiǎn)區(qū)域，并開展了對該滑坡的監(jiān)測預(yù)警，對地表位移、含水率、滑體傾斜角進(jìn)行了全方位的監(jiān)測，目前所構(gòu)建的監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)能夠較完整地提供預(yù)警預(yù)報(bào)所需要的監(jiān)測數(shù)據(jù)。結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)分析該滑坡發(fā)育特征及成因機(jī)制，對滑坡勘察治理及監(jiān)測預(yù)警提供科學(xué)依據(jù)[1]。

1 滑坡地質(zhì)背景

遂川縣卷旋村滑坡地處于丘陵地帶，中低山與其毗鄰的丘陵地形條件復(fù)雜、溝谷深切、高差大、臨空面發(fā)育，溝谷侵蝕和巖體重力卸荷作用強(qiáng)度大，深切的溝谷和陡峻的山坡為滑坡提供了有利的地形條件，是滑坡的多發(fā)區(qū)。

該滑坡點(diǎn)位于羅宵山脈南段東麓，斜坡中下部，前緣與基巖接觸面為軟弱接觸帶?；聟^(qū)海拔960 m～1 037 m，地形上陡下緩，坡頂為梯田，坡度5°～10°；后緣坡度30°～50°，中部為殘坡積堆積體，坡度20°～28°；前緣為村民建筑和道路，坡度2°～5°；坡前陡降之后為溝谷水田。

高坪鎮(zhèn)卷旋村滑坡主要的地下水類型為孔隙和裂隙水，孔隙水主要分布在表層的殘坡積層，裂隙水主要分布在下部花崗巖基巖的裂隙中。該滑坡滑動面位于表層殘積土，因此裂隙水對滑坡的影響較小。斜坡坡頂處有大量梯田分布，可見該滑坡有很強(qiáng)的水動力條件。坡頂梯田成為很好的降雨儲水地形，地表水長期向地下入滲軟化巖土，土體有效應(yīng)力減小，強(qiáng)度降低，易誘發(fā)滑坡(見圖1)。

2 滑坡發(fā)育特征

滑坡平面呈“圈椅狀”，滑體坡度30°主滑方向50°，滑動體積5.2萬m3，為推移式滑坡?；磪^(qū)范圍位于高程1 005 m～1 025 m之間，長80 m，寬50 m～120 m；堆積區(qū)位于高程985 m～1 005 m之間，長120 m，平均寬度250 m；損毀區(qū)位于高程965 m～985 m之間，長65 m，均寬約275 m。

滑源區(qū)后側(cè)為山頂梯田式平臺，半山腰有一條環(huán)山公路穿越因滑坡錯(cuò)開，坡寬45 m，滑源區(qū)主斷壁高程為1 024 m，滑坡后壁近乎直立，壁高2.0 m～4.5 m，壁面陡直發(fā)育有沖溝(見圖2(a))。坡體發(fā)育多條橫向裂縫，裂縫長35 m～65 m，裂縫深度0.8 m～2.5 m，寬0.5 m～2.0 m，有花崗巖碎塊和全風(fēng)化花崗巖土碎屑堆積體充填；坡面呈微突起形態(tài)?；聜?cè)壁高差1.0 m～2.0 m，(見圖2(b))；滑體前緣發(fā)育大量縱向裂隙，長1.0 m～10 m；坡腳處為人工切坡，接近直立，出露全風(fēng)化花崗巖風(fēng)化形成的砂質(zhì)黏土(見圖2(c))；坡前建筑物和公路出現(xiàn)鼓脹裂縫，滑動面貫通，在坡腳住房及公路一側(cè)形成了剪出口(見圖2(d))。

根據(jù)勘探資料，滑面為第四系殘坡積土與全風(fēng)化砂巖接觸面，鉆進(jìn)時(shí)易塌孔；滑帶有砂質(zhì)黏土夾碎石，碎石平均粒徑20 cm～50 cm(見圖2(b))；滑體為殘坡積砂質(zhì)黏土，局部夾有少量碎塊石；滑體坡面表面植被發(fā)育，為殘坡積覆蓋層，厚度2 m～20 m。

坡頂常年性引水沿著滑源區(qū)裂縫下滲，坡腳村民住房后緣切坡坡腳有多處泉水滲出，流量總和與坡頂滲水接近，滑帶形成穩(wěn)定滲流通道。

3 降雨型花崗巖殘積土滑坡成因機(jī)制分析

3.1 有利滑坡形成的地貌條件

地貌類型對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育和空間分布位置起明顯的控制作用。遂川縣卷旋村滑坡地處于江西南部的丘陵地帶，中低山與其毗鄰的丘陵地形條件復(fù)雜、溝谷深切、高差大、臨空面發(fā)育，溝谷侵蝕和巖體重力卸荷作用強(qiáng)度大，是滑坡的多發(fā)區(qū)[4]。遂川縣高坪鎮(zhèn)卷旋村滑坡位于江西與湖南交界的羅霄山脈東側(cè)，滑坡山脈主體山坡最高高程約為1 050 m，溝谷谷底高程約為940 m，其高差達(dá)到110 m。山坡坡度約30°～40°，其深切的溝谷和陡峻的山坡為滑坡提供了有利的地形條件[5]。

3.2 結(jié)構(gòu)松散和力學(xué)強(qiáng)度低的花崗巖殘積土

巖土體的類型與其強(qiáng)度特性通常是發(fā)生滑坡的重要前提條件。遂川縣卷旋村滑坡主要的物質(zhì)成分組成為全風(fēng)化花崗巖殘坡積層。此類風(fēng)化料多為砂性土，土黃色，巖石劇烈風(fēng)化成砂質(zhì)黏土狀，局部夾花崗巖風(fēng)化硬核，多呈中密狀，主要礦物成分為石英、長石，粒徑160.05 mm～2 mm，含量(質(zhì)量分?jǐn)?shù))約75%，該砂土遇水軟化而成松散狀，節(jié)理裂隙較發(fā)育，具有較強(qiáng)的透水性，原巖結(jié)構(gòu)基本破壞，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，全風(fēng)化層厚度為5 m～30 m。在天然狀態(tài)下，滑體土重度為18.24 kN/m3，黏聚力為19.19 kPa，內(nèi)摩擦角為18.25°；滑帶土重度為18.13 kN/m3，黏聚力為17.65 kPa，內(nèi)摩擦角為17.37°。飽和狀態(tài)下，滑體土重度為19.63 kN/m3，黏聚力為15.93 kPa，內(nèi)摩擦角為17.21°；滑帶土重度為19.54 kN/m3，黏聚力16.20 kPa，內(nèi)摩擦角為15.07°。從該滑坡的巖土特征和參數(shù)來看，土體強(qiáng)度較小是形成該滑坡的內(nèi)在因素[6-8]。

3.3 構(gòu)造活動及降雨入滲的綜合作用

遂川縣卷旋村滑坡地處遂川—臨川深斷裂帶的伴生斷裂上，該斷裂全長200余千米。走向NE左右；傾向?yàn)镹W，為中新生代以來活動斷層?；聟^(qū)花崗巖基巖構(gòu)造節(jié)理裂隙十分發(fā)育，通過地下水和地表水的不斷作用，加速了花崗巖的風(fēng)化速度。卷旋村滑坡坡頂梯田常年有水，水量0.05 L/s～0.1 L/s，完全下滲到坡體中，在該斜坡淺表殘坡積土中與強(qiáng)風(fēng)化花崗巖接觸帶成滲流通道，形成巖土體含水率高，抗剪強(qiáng)度低軟弱帶[9-11]。

2020年5月開始，由于持續(xù)降雨，斜坡開始加速蠕動，根據(jù)監(jiān)測滑坡發(fā)生前，24 h降雨量120 mm?；掳l(fā)生時(shí)，卷旋村滑坡有多處泉水，以夾砂濁水流出(見圖3)。

3.4 人類工程活動的影響

人類工程活動對該滑坡的影響主要是在兩個(gè)方面:一是開挖坡腳和建設(shè)房屋和道路，改變了斜坡原有相對穩(wěn)定的力學(xué)平衡條件。斜坡在形成初期不斷接受地表水的沖刷，坡腳處卸荷形成剪應(yīng)力集中帶，開挖坡腳使得坡腳剪應(yīng)力集中帶發(fā)生破壞，減小了滑坡抗滑力，降低了滑坡的穩(wěn)定性。二是斜坡坡頂?shù)奶萏锔脑?，加?qiáng)了滑坡的水動力條件。典型降雨型滑坡的特征主要集中在隨著降雨的持續(xù)，滑坡體土體容重增大而抗剪強(qiáng)度大大減小引發(fā)滑坡。短期的強(qiáng)降雨雨水會因?yàn)闈B流通道達(dá)到飽和而以地表水的形式流向溝谷，坡頂梯田為地表水持續(xù)性補(bǔ)給地下水提供了有利條件，加快了滑坡的演化。

4 卷旋村滑坡的發(fā)展趨勢及監(jiān)測分析

自2020年5月份以來第一次變形后，目前該滑坡正處于緩慢蠕滑的階段。遂川縣人民政府開展了對該滑坡的監(jiān)測預(yù)警，其監(jiān)測技術(shù)手段集成度大，自動化程度高。對地表位移、含水率、滑體傾斜角進(jìn)行了全方位的監(jiān)測，目前所構(gòu)建的監(jiān)測系統(tǒng)已經(jīng)能夠較完整地提供預(yù)警預(yù)報(bào)所需要的監(jiān)測數(shù)據(jù)。監(jiān)測設(shè)備數(shù)量及監(jiān)測指標(biāo)如表1所示，具體的布設(shè)點(diǎn)分布圖如圖4所示。

表1 監(jiān)測系統(tǒng)構(gòu)成

高坪鎮(zhèn)卷旋村滑坡后緣含水率監(jiān)測數(shù)據(jù)見圖5，含水率經(jīng)歷7次較大上升波動。2020年6月27日，后緣含水率(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同)上升2%；2020年8月19日，含水率上升4.3%；2020年8月26日，含水率上升13.4%；2020年10月4日～10月23日，含水率上升5.4%；2021年2月10日，含水率上升3.5%；2021年4月15日，含水率上升2.5%；2021年5月31日，含水率上升3.1%?；虑熬壓蕯?shù)值波動較后緣相對較小，監(jiān)測階段整體無較大變化，但在9月17日至9月21日期間出現(xiàn)了較大波動，整體含水率在30%上下波動，略高于滑坡后緣。

滑坡后緣垂直方向位移分兩個(gè)階段，前期位移速率明顯大于后期位移速率。2020年6月11日～8月22日平均速率0.15 mm/d，23日和24日兩天位移突然增大，累計(jì)79.4 mm，后又處于緩慢動態(tài)平衡狀態(tài)，在隨后的幾個(gè)月里趨于穩(wěn)定。水平方向位移基本處于穩(wěn)定狀態(tài)(見圖6)。

結(jié)合監(jiān)測數(shù)據(jù)來看，滑坡后緣正發(fā)生緩慢的垂直位移和水平位移，滑坡前緣受到后部滑體巨大的推力同樣在發(fā)生緩慢的蠕動，總體來看，滑坡的變形速率上部要比下部更大，中間要比兩側(cè)更大。并且，由于滑體和滑動面的地下水滲流不斷侵蝕滑帶土，因暴雨地下水位上升時(shí)，其坡體的變形速率增大。

滑坡后緣的豎直傾斜角度在整個(gè)監(jiān)測階段有小幅度波動，整體上增加。其水平方向角度為先增大后減小，可見滑體在整個(gè)滑動過程中主軸面兩側(cè)的滑體滑動速率不一致[12-13](見圖7)。

分析滑坡位移，傾斜角、含水率監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，滑坡后緣變形量要顯著大于前緣變形量，后緣平面位移速率越來越小逐漸趨于穩(wěn)定[14]。根據(jù)滑坡含水率和前緣監(jiān)測數(shù)據(jù)結(jié)果，含水率與后緣豎直方向傾角具有明顯的相關(guān)性，其相關(guān)性系數(shù)達(dá)到0.964，如表2所示。從監(jiān)測數(shù)據(jù)圖中看出，一般含水率出現(xiàn)變化時(shí)，位移也會出現(xiàn)相應(yīng)的變化，因此該滑坡穩(wěn)定性受到土壤含水率變化而產(chǎn)生的影響較為明顯。

表2 后緣監(jiān)測數(shù)據(jù)相關(guān)性表

為了簡化直接地預(yù)測滑坡的變形，綜合累計(jì)豎直位移、累計(jì)平面位移、水平傾角、垂直傾角及土壤含水率數(shù)據(jù)相關(guān)性，參考滑坡現(xiàn)場調(diào)查數(shù)據(jù)，可以將累計(jì)豎直位移作為主參數(shù)，把滑坡發(fā)展分為藍(lán)色、黃色、橙色和紅色四個(gè)階段，對應(yīng)黃、橙、紅的三級預(yù)警閾值為70 mm,115 mm,150 mm。

5 結(jié)論

通過野外調(diào)查和監(jiān)測數(shù)據(jù)分析，可以對卷旋村滑坡得出如下結(jié)論：1)該滑坡屬于降雨型花崗巖殘積土小型滑坡，滑坡的體積僅有5.2萬m3，但威脅人員超過1 000人，需要引起高度重視。2)滑坡的形成機(jī)制較為復(fù)雜，其中坡頂?shù)某Ｄ炅魉牧魉砍^0.05 L/s，地表水滲入到松散的花崗巖殘積土滑坡當(dāng)中，使淺層坡體軟化，加之陡峻的地表，后緣主斷壁高達(dá)4.2 m，前緣有剪出口和涌泉，表明該滑坡是后緣推移+前緣牽引的復(fù)合型土質(zhì)滑坡。3)滑坡的監(jiān)測數(shù)據(jù)表明，累計(jì)垂直位移的時(shí)間位移曲線分形特征明顯，可以作為監(jiān)測預(yù)警的閾值設(shè)置依據(jù)，其中黃色預(yù)警、橙色預(yù)警、紅色預(yù)警的閾值可以分別設(shè)置為70 mm，115 mm，150 mm。4)利用變形曲線的某個(gè)單參數(shù)進(jìn)行滑坡監(jiān)測預(yù)警，數(shù)據(jù)獲取簡單，但仍然存在爭議，可以采用多參數(shù)或變化速率參數(shù)進(jìn)行比較，進(jìn)一步優(yōu)化監(jiān)測預(yù)警方法。