贵州省关岭县永窝、大寨滑坡-碎屑流形成机制浅析

刘 勇，胡 屿

（贵州省地质环境监测院，贵阳 550004）

贵州省关岭县永窝、大寨滑坡-碎屑流形成机制浅析

刘 勇，胡 屿

（贵州省地质环境监测院，贵阳 550004）

本文对永窝、大寨滑坡-碎屑流形成机制进行了初步分析，认为斜坡坡体结构面发育，主要存在3组陡倾构造节理以及一组原生节理，将岩体切割成楔形体，其中一组构造节理形成的古断裂面，为滑坡形成的主控因素；连续的干旱，然后持续的强降雨，诱发滑坡的发生。

滑坡；碎屑流；关岭

0 引言

2010年6月28日下午14时，贵州省关岭县岗乌镇大寨村永窝组、大寨组突发大型滑坡-碎屑流灾害，造成37户42人死亡、57人失踪。永窝、大寨滑坡-碎屑流为高速远程滑坡-碎屑流，估算滑坡体积约1.2×106m3，滑坡形成的碎屑流流动距离约900m，直达北盘江(光照水库)江畔。本文在野外地质调查的基础上， 着重分析阐述该滑坡-碎屑流的形成机制。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

滑坡-碎屑流区地形地貌类型为溶蚀-侵蚀深切低中山河谷斜坡地貌（照片1），滑坡形成的碎屑物质沿原沟谷堆积，对原始沟谷改造强烈，主沟沟源为永窝背后斜坡顶部的杨家洞，支沟呈树枝状发育，沟域地形上陡下缓，沟域上游微地貌为陡崖、陡坡，地形坡度25°～38°，下游微地貌为缓坡、台地，地形坡度10°～15°。区内地形起伏较大，最高点位于永窝背后斜坡顶部的二道岩，高程为1642.4m，

最低点位于光照水库水位面，蓄水水位为730m，正常蓄水水位下，相对高差约912.4m。

照片1 滑坡-碎屑流区航拍照片

1.2 地层岩性

滑源区地层岩性为三叠系下统飞仙关组（T1f）粉砂质炭质泥岩、泥质炭质粉砂岩互层、长石砂岩，夹薄层泥质灰岩条带，薄至中厚层状，泥、粉、粗晶结构，岩层产状185°∠35°；滑源区后部以上地层岩性为三叠系下统永宁镇组（T1yn）灰岩、泥质灰岩、白云岩夹少量泥岩；碎屑堆积区地层岩性以二叠系上统龙潭组和长兴组（P3l+c）粉砂岩、粉砂质泥岩、碳质泥岩互层夹煤层为主，薄层状，泥晶、粉晶结构。

1.3 地质构造

滑坡-碎屑流区处于普安山字型构造脊柱、大田-法郎向斜北翼、王家寨向斜西段的北翼，断裂不发育，为单斜构造，岩层总体产状走向近EW，倾角35o～40o。 区内新构造运动表现为间歇性抬升，断块间差异运动不明显。晚更新世以来，断裂无活动表现，区域稳定性较好。

1.4 水文地质特征

滑坡-碎屑流区地下水按赋存状态分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水、松散岩类孔隙水3种类型。其中，碳酸盐岩岩溶水分布在三叠系下统永宁镇组（T1yn）中，中等透水，多为裂隙溶洞水，富水性强，含水相对较均一。岩溶发育，地下水呈管道流动，以泉水的形式集中排泄。永窝背后山顶发育数个呈串珠状分布的岩溶漏斗，在永宁镇组（T1yn）第一段与第二段地层接触带附近常有泉水出露，永窝-大寨沟源位于永宁镇组（T1yn）中，沟域上游的泉水为原永窝组村民的饮用水源。

2 滑坡-碎屑流基本特征

根据永窝、大寨滑坡-碎屑流的运动过程和堆积特征，并结合现场调查及遥感解译成果，将永窝、大寨滑坡-碎屑流划分为滑源区、碎屑堆积区。现将各分区特征分述如下：

2.1 滑源区

滑源区位于永窝-大寨沟域上游主沟左侧、永窝组村寨后部山体下部，滑源区纵断面呈圈椅状，“椅背”为滑壁，“座面”为滑面，西南侧“扶手”为山脊。滑坡纵长约210m，前缘宽约150m，后缘宽约160m，面积约2.5×104m2，滑坡体积约1.2×106m3，前缘高程约1030m，后缘高程约1185m，前缘与后缘相对高差约155m，斜坡坡脚主沟转弯处高程约915m，其与滑坡前缘高差约115m。滑源区岩性为粉砂质泥岩、泥质粉砂岩互层、长石砂岩，夹薄层泥质灰岩条带，节理裂隙发育，软岩与较硬岩相间，总体强度较低，上部岩石相对下部较软，基岩局部岩层层面、节理面有溶蚀现象，裂隙面有溶孔。

滑源区可分为两个滑块，主滑块先发生滑动，次级滑块在主滑块的牵拉下随后发生滑动。主滑块滑向约315°，滑面被堆积物掩盖，滑壁较平直，主要受产状295°～315°∠64°～85°的节理控制，滑壁下部产状325°∠75°，滑壁中下部表面遍布薄层钙质、泥质胶结角砾岩，为节理面贯穿形成的古断裂面，上部表面较为光滑，为新近形成的。次级滑块滑向约325°，从航片上看（照片2），滑面擦痕明显，滑坡发生后该区域表层发生过多次崩塌，现滑面特征不明显[1，2]。

照片2 滑源区航拍照片

2.2 碎屑堆积区

碎屑堆积区主要沿沟域主沟展布，平面上近似呈弧形，大寨组上部为转折端，转折端以上堆积区长轴方向约315°，和滑坡主滑方向一致，纵长约400m，转折端以下堆积区长轴方向约260°，纵长约500m。堆积区面积约118000m2，分布高程755～1030m，前后缘高差275m。

堆积区上部地形较平缓，平均坡度约12°，平面上近似呈楔形，后缘宽约150m，前缘宽约90m，前缘在碎屑流右侧铲刮点处形成锁口，再往下堆积区中部变缓、变陡，平均坡度约15°，平均宽约55m，转折端变宽，转折端最大宽度约100m，堆积区下部变缓、变窄，平均坡度约9°，平均宽约60m。

照片3 滑源区照片

碎屑堆积按颗粒的粒径大致可分为块石区、碎石区，块石区与碎石区并排分布，块石区呈带状展布沟域中上游左侧主沟中，岩石块体之间杂乱排列，空隙很大，堆积层深度较大，钻探非常难以钻进，且无原第四系覆盖层揭露；碎石区分布在块石区右侧，堆积较为紧密，堆积层深度较小，钻探容易钻进，有原第四系覆盖层揭露，且有些区域原第四系覆盖层未被破坏[1，2]（照片3）。

3 滑坡成因机制分析

3.1 滑坡形成因素分析

（1）地形地貌

滑源区原始地形近似呈三角锥形，三条棱边为山脊，两个山脊之间呈弧面靠椅状，滑坡发生在弧面靠西南侧山脊，原始地形平均坡度约38°。滑源区位于高陡斜坡坡脚，坡脚应力集中，这也是滑源区岩石节理裂隙发育的原因之一。滑源区高程1030～1185m，斜坡坡脚主沟转弯处高程约915m，其与滑坡前缘高差约115m，坡体临空条件较好，为高速远程滑坡-碎屑流的形成提供了有力条件（图1、2）。

图1 滑坡-碎屑流区原始地形表面图（根据1：1万地形图绘制）

（2）地层岩性

滑源区地层为三叠系下统飞仙关组（T1f）粉砂质炭质泥岩、泥质炭质粉砂岩互层、长石砂岩，夹薄层泥质灰岩条带，强-中风化，薄至中厚层状，泥、粉、粗晶结构，岩质较软，岩层总体呈单斜产出，产状一般为185°∠35°，反倾坡内。该套地层雨水暴晒后极易崩解，断面呈球面，且极易卸荷松动，造成滑源区岩石破碎、节理裂隙发育，是滑坡形成的内在影响因素。

图2 滑坡-碎屑流区地形表面图（根据实测1∶1000地形图绘制）

（3）结构面

滑源区地层节理裂隙发育，节理面遍布薄膜状方解石，局部节理面有溶孔，节理面多呈开口状，充填物主要为钙质、泥质，主要发育20°∠70°、50°～60°∠63°～85°、295°～315°∠64°～85°等3组构造节理以及185°∠35°一组原生节理（层理），将岩体切割成楔形体，影响斜坡稳定性。滑壁下部产状325°∠75°，与295°～315°∠64°～85°节理大致平行，表面遍布薄层钙质、泥质胶结角砾岩。滑壁中下部为该组节理贯穿形成的古断裂面，原古断裂面并未完全贯穿坡体，同时由于断裂面的存在，分离了原滑坡体与母岩，原滑坡体应力释放，强力卸荷，使得原滑坡体内岩石比母岩更加破碎，因此该断裂面为滑坡形成的主控因素（照片4、5）。

照片4 滑壁中下部遍布的角砾岩

照片5 滑坡后缘拉裂面节理裂隙

（4）降雨作用

2009年入秋以来，贵州遭遇历史上罕见的连续干旱，岩土体严重脱水。灾害发生前，当地经受了持续一周的降雨，岩土体充分吸水，长期脱水的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩，遇水后迅速膨胀、崩解，原滑坡体内破碎的岩体更加破碎，使得岩体近似于“离散”状态，同时滑壁上部原本未完全连通的节理面与滑壁中下部古断裂面完全贯通。2010年6月28日0时到14时，岗乌镇连续降雨246mm，其中最大小时降雨量52mm，为关岭县有气象记录以来的最大降水量。滑坡后部以山脊分水岭为界形成的汇水区面积约50000m2，在强降雨的作用下，加之飞仙关组上部永宁镇组灰岩内岩溶管道的汇水作用，使得仅通过裂隙排水速度远不及水体汇入速度，排水不畅，裂隙面迅速充水，岩土体近似饱和状态，灌入的水体对原滑坡体起到持续的浮托作用和“水楔”[2]推动作用，原滑坡体承受巨大的水压力和浮托力。因此，降雨是滑坡发生的主要诱发因素[3]。

3.2 滑坡-碎屑流形成机制分析

根据对滑坡-碎屑流基本特征、形成因素等的分析，作者将滑坡-碎屑流的形成分为4个阶段[4～7]：

（1）滑体碎裂，古断裂面贯通阶段

持续的降雨，使因长期干旱而严重脱水的粉砂质泥岩、泥质粉砂岩膨胀、崩解、碎裂化，使得滑壁上部原本未完全连通的节理面与滑壁中下古断裂面完全贯通，在原滑坡体最大剪应力面附近的岩体碎裂的程度比坡体内部大，形成不连续的破碎带。

（2）滑带形成，主滑块启动阶段

2010年6月28日，短时间的强降雨，使坡体快速充水至饱水状态，在重力和水的作用下，滑坡体最大剪应力面附近岩体加速破碎，以致原本不连续的破碎带贯穿形成滑带，在滑带的形成过程中，滑带的摩阻力急剧降低，当下滑力大于抗滑力时，滑体启动。

（3）主滑块高速滑动，次级滑块启动阶段

主滑块启动后，在重力、水的浮托力和压力作用下，在滑面上加速滑动，直至从斜坡上抛射出去； 主滑块滑动的同时拉裂次级滑块，直至与次级滑块完全脱离，此时次级滑块下部失去了支撑，岩体沿节理面破裂，次级滑块启动。

（4）碎屑流流动堆积阶段

滑体被抛出之前已处于散体状态，滑体内部相对较坚硬、完整的岩石最先落下，冲击、携卷、刮铲沟域表层松散岩土体，并将冲沟中流水、部分松散物连通后续的滑体表层相对较松散的岩土体挤向右侧，形成碎屑流。

4 结论

（1）滑坡-碎屑流区山体为单斜构造，岩层总体产状走向近东西，倾角35°～40°。坡体结构面发育，主要存在3组陡倾构造节理以及1组原生节理，将岩体切割成楔形体，滑坡后壁为295°～315°∠64°～85°贯穿形成的古断裂面，该断裂面为滑坡形成的主控因素。

（2）连续的干旱，然后持续的强降雨，是滑坡的主要诱发因素。

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The Analysis of Formation Mechanism of Rockslide-debris Flow at Yongwo-Dazhai in Guanling Couty, Guizhou Province

LIU Yong，HU Yu

（The Institute of Geo-environmental Monitoring of Guizhou Province, Guiyang 550004）

The formation mechanism of rockslide-debris flow at Yongwo-Dazhai in Guanling County, Guizhou Province, is preliminarily studied in this paper. The research results show that the structural surfaces of the slope are well developed, which surfaces include three sets of steeply inclined tectonic joints and a set of primary joints in the slope. The slope was cut into the wedge-shaped bodies by these joints. Of them a set of structural joints belong to the ancient fracture surface; it was the main controlling factors of the landslide. It concludes that the landslides could be induced by continuous drought and heavy rainfall.

Landslide；Rock-debris fl ow；Guanling County

P642.22

A

1007-1903（2013）02-0016-05

中国地质调查局项目 （No.1212011089055）

刘 勇（1983- ），男，硕士研究生，地质工程专业。