云南兰坪县城滑坡地质特征及其成因分析

唐 春，肖文俊

(1.南昌工程学院水利与生态工程学院，江西南昌 330099；2.江西省勘察设计研究院地灾与矿山环境治理分院，江西南昌 330099)

云南兰坪县城滑坡地质特征及其成因分析

唐 春1，肖文俊2

(1.南昌工程学院水利与生态工程学院，江西南昌 330099；2.江西省勘察设计研究院地灾与矿山环境治理分院，江西南昌 330099)

2000年9月兰坪县城发生特大型山体滑坡，造成重大经济损失，采取挡墙、抗滑桩等措施后，北部边坡局部基本稳定，南部依见明显新变形，2010～2013年尤甚。基于滑坡现状特征及区域地质环境条件分析，提出了以隐伏断裂(F2)为界将滑坡区重新分块，能够合理反映滑坡的变形破坏特征，并为类似滑坡地质勘察加强针对隐伏断裂的影响分析具有重要的借鉴意义。通过分析滑坡体地质及变形破坏特征，认为滑坡的成因主要受控于滑坡区发育的不利岩性条件及地质结构面，水～岩作用是导致岩体崩解破坏诱发滑坡的主要因素。

云南兰坪；滑坡；水－岩作用；隐伏断层

0 引言

兰坪县位于云南省昆明市西北侧530 km(如图1)，地处云南省澜沧江上游德钦－维西－兰坪滑坡、泥石流灾害高易发区，属于云南省地质灾害防范七大重点防范地理区域之一。2000年9月，该县县城南部发生大型山体滑坡地质灾害，造成巨大的财产经济损失。滑坡发生后，云南地质工程勘察设计研究院对兰坪县城滑坡进行了地质勘察、滑块分区及成因分析，综合认为兰坪县城滑坡是由地形地貌、地层岩性与地质结构面、地下水的富集与运移、大气降水与地表水下渗、人类工程活动等因素共同作用孕育而成[1－2]。勘察结论认为，滑坡自兰坪县城至沘江河岸，地势呈北西高南东低，滑坡体整体滑向南东。2001～2005年滑坡区先后历经三期工程对该滑坡体进行治理，滑坡治理方案主要为C2沟以东滑块沿北东向或近东西向设置抗滑桩并辅以相应的地表、地下排水措施；C2沟以西滑块则仅对三江大道采用抗滑挡墙及地表排水措施进行治理(如图2)。

图1 滑坡区地理位置图Fig.1 The geographic location of landslide area

滑坡经过多期次治理后，三江大道以北地块已经趋于稳定，多年观测未见新的变形迹象；三江大道南部、矿业公司以及冲沟(C1)西岸和老根农家园地段及三江大道公路边坡治理的挡墙墙体依然不断出现了新的变形迹象。挡墙墙体产生剪切破坏并伴有滑移特征；矿业公司围墙及和老根农家园产生南北向张拉裂缝，同时有北东向剪切裂缝伴生。

新的变形迹象表明，滑坡体虽经多期次治理，但仅做到了治标而未达到治本。本文以该滑坡为对象，通过系统分析滑坡区及其周边地质环境条件，对滑坡体重新分块，并分析其地质特征、变形破坏特征、成因及其破坏机制，为下一步研究滑坡的防治工程设计实施提供支撑依据。

图2 滑坡变形特征图Fig.2 The Characteristic of Landslide Deformation

1 滑坡区地质环境条件

1.1 概况

兰坪县城滑坡位于滇西北澜沧江上游沘江河西岸斜坡，地势呈西高东低，地形标高介于2315～2490 m之间，相对高差175 m，地形坡度10°～25°。滑坡区面积约0.78 km2，滑体厚10～18m，总方量1200万m3，属大型中层牵引－推动式混合滑坡[1]。

1.2 地层岩性

滑坡区出露地层主要有第三系渐新统(E3)、上新统三营组(N2s)、第四系残坡积层(Q4el＋dl)和冲洪积层(Q4al＋pl)等地层。 第四系残坡积层(Q4el＋dl)和冲洪积层(Q4al＋pl)主要分布于滑坡区东部斜坡及沘江河谷地带，主要岩性为粘土、粉质粘土、含漂砾砂、含砾粉砂等；第三系上新统三营组(N2s)岩性为青灰色钙质砂页岩、泥质粉砂岩互层，该地层沉积以湖泊相为主，辫状河相和三角洲相为辅，沉积相在纵向上变化明显，依次为湖泊相－三角洲相－湖泊相－辫状河相－湖泊相[3]，滑坡区出露岩性自上而下为泥质粉砂岩－钙质砂页岩－泥质粉砂岩。渐新统岩性为浅红色、浅灰色砂砾岩、灰质砾岩夹含长石石英砂岩、含砾石英砂岩等，主要分布于滑坡区西部山区。

1.3 气象水文

滑坡区属于大陆性寒温气候区，多年平均气温11.2℃，多年平均降雨量为1025.4 mm，多年平均蒸发量为 1577.2 mm，日最大降雨量为96.7 mm，区内降雨年内降雨分布不均，其中5月～10月为雨季，占全年降雨量的92.8%；11月至次年4月为旱季，降雨量占全年降雨量的7.2%。

滑坡区水系较发育，其中沘江河位于滑坡区东侧，为滑坡区地下水最低侵蚀基准面；除此之外滑坡区发育三条冲沟，有常年流水；地下水类型主要为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水，主要接受大气降雨及城区生活用水下渗补给，水位受季节影响差异明显，无统一地下水位。

1.4 地质构造

滑坡区位于三江褶皱系兰坪—思茅坳陷北部，隶属于兰坪南北向构造带与雪邦山区南北向构造带的过渡区域，金顶－白羊场反“S”型构造[4]中段，滑坡区内地质构造条件简单，主要发

育两条隐伏断裂构造(F1、F2)，隐伏断裂为区域发育的南北向沘江断裂和东西向断裂的分支，于兰坪县城段被上第三系及第四系地层覆盖，滑坡区内地层未受断裂构造影响，局部地段出现微小挠曲现象，但整体呈单斜构造，岩层产状为100°～125°∠15°～25°，主要发育沿岩层层面的节理裂隙。隐伏断层(F2)为兰坪地区发育的东西向走滑断层，受金顶－白羊场反“S”型构造影响于兰坪县城附近向北东向扭转拉伸，断层呈北东走向。该断裂构造于兰坪县城被第三系地层覆盖，地表变形主要表现为低洼地带，城市建设规划为交通公路，即三江大道；近山体段形成山谷微地貌。

2 滑坡区地质及坡体结构变形特征

2.1 滑坡体划分

根据调查发现，三江大道以北兰坪中学滑块采用抗滑桩治理，效果良好，可以确定为同一滑块，而大道以南矿业公司及冲沟(C1)西岸2010～2013年期间均出现张拉裂缝，裂缝走向多为南北向，且裂缝两侧存在“西高东低”变形特征，与北部滑动特征明显不符。对比前人研究成果，认为矿业公司段、冲沟(C1)西侧滑体滑向与三江大道西侧滑体应同属另一滑体，整体向东滑动。

综合滑坡的现状特征及区域地质环境资料，作者以隐伏断层(F2)为界将滑坡区划分为南北两块(即Ⅰ号、Ⅱ号滑坡)(如图2)。Ⅰ号滑坡位于断层(F2)以北，该滑坡体面积约0.26 km2，平面形态呈四边形，滑体方量137.8万m3，整体滑向南东。Ⅱ号滑坡位于断层(F2)以南，面积约0.52 km2，平面形态呈“圈椅状”，滑坡方量为380万m3，整体滑向南东，断裂沟谷与冲沟(C3)于三江大道西侧斜坡坡顶汇交，在滑坡区表现为明显的“双沟同源”特征，分别形成了南部滑块的南、北侧边界；同时隐伏断裂被第三系地层覆盖，地下水沿断裂破碎带上升，于上覆地层层底富集，是南部滑块地下水的重要补给来源。

2.2 滑坡地质特征

通过对滑坡区地质条件分析，将滑坡区滑体划分为南、北两块，各滑块地质特征分析见表1:

表1 滑体地质特征Tab.1 The Geological Characteristics of Landslide

2.3 滑坡体结构变形特征

Ⅰ号滑坡变形特征主要为地裂缝、地板开裂、房屋及围墙开裂等。开裂裂缝基本呈北东向延伸，延伸长度约50 m，宽度5～10 cm；滑坡错动致后缘形成陡坎，坎高1.5～2 m。2004年采用抗滑桩及排水措施治理后，坡体未出现变形迹象，处于基本稳定状态。

图3 矿业公司围墙张拉裂缝Fig.3 The tension cracks of them ining companies’wall

Ⅱ号滑坡变形迹象主要表现为地表开裂、过境公路产生错移、挡墙、排水沟等出现开裂至破坏等现象。其中矿业公司段主要发育南北向延伸的张拉裂缝(图3)，同时发育北东向的剪切裂缝，裂缝宽度0.5～15 cm不等，同时发育北东向的剪切裂缝，据当地村民反映，每年雨季裂缝均存在扩张迹象；三江大道段:2000年主要变现迹象表现为公路路面沉陷滑落、公路西侧挡墙局部开裂等，2001～2004年对该滑坡体采取了抗滑桩板墙、挡土墙、削方减载以及排水工程等进行治理；2010～2013年该滑坡体出现新的变形破坏，其中滑坡下部支护挡墙产生开裂、排水孔堵塞等，并在三江大道发生路面错移、雨季有大量滑坡物质堆积于挡墙墙顶平台或三江大道人行道路面(图4)、该滑坡体上部设置排水沟出现大面积开裂错动(图5)，错动裂缝宽度约10～20 cm，其中垂直错动高度可达40 cm；2013年雨季后，该滑坡体北部挡墙出现开裂破坏并导致墙体滑移倾覆(图6、图7)。

图4 坡体松散堆积物Fig.4 The loose debris of the slope

3 滑坡成因及变形破坏机制分析

3.1 滑坡的形成条件

图5 三江大道西侧排水沟错断Fig.5 The drains dislocation on the west side of Sanjiang Avenue

图6 挡墙滑移倾覆Fig.6 The overtu rning of retaining wall

滑坡的形成受控于地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件等系列因素[5-7]。基于上述因素，兰坪县城滑坡的形成条件分析如下:

(1)滑坡区所处的斜坡地带是地表、地下水的流通区域；沘江河及冲沟侵蚀性下切，为滑坡的形成提供了良好的临空条件；

(2)滑坡区出露的第三系钙质砂页岩、泥质粉砂岩岩体，岩质较软，物理力学性质较差，且岩体中的粘土矿物易溶于水，水－岩相互作用强烈，易导致岩体的原岩结构崩解破坏，为软弱夹层的形成提供了良好的岩性组合条件；岩层产状面与边坡坡向组合，形成外倾结构面，不利于边坡稳定性；

(3)滑坡区发育的隐伏断裂具有双重效应。其一，断裂(F1)下蚀切割，形成冲沟(C1)为滑坡的形成提供了良好的临空条件；其二，隐伏断裂(F2)被第三系地层覆盖，对地层产状变化影响较

小；该断裂构造是Ⅱ号滑坡地下水的重要来源途径，为水岩作用提供了水源条件，加剧了岩体软化变形，致使软弱结构面贯通，形成滑动面。

(4)地下水类型主要为基岩裂隙水和松散孔隙水。其中表层松散土体透水性强，各含水层之间存在水力联系，从而加剧了岩体的崩解破坏，形成软弱结构面。

3.2 诱发因素

(1)降雨:滑坡区位于沘江河谷西岸斜坡，降雨是地表、地下水的直接补给来源，兰坪县持续降雨是诱发滑坡的主要因素，地表水下渗导致岩土体物理力学性质急剧下降，同时增大了坡体自重，加剧滑坡的形成[8]。根据调查，兰坪县城滑坡发生剧滑均发生于当地雨季。

(2)人类活动:自二十世纪八十年代起，兰坪县城由原拉井镇搬迁至现新城区，城镇建设、三江大道修建，大量开挖弃土堆积于边坡坡体以及坡脚削坡开挖，破坏了边坡原有应力平衡状态；其次为当地居民对边坡土体进行开垦，对表层土体产生扰动，破坏了原始土体结构，加速了地表水下渗。因此，人类活动是诱发滑坡的重要因素。

图7 Ⅱ号滑坡剖面图Fig.7 The section figure of No.2 Landslide

3.3 变形破坏机制分析

通过对滑坡区变形破坏特征分析研究，边坡坡体破坏主要受水－岩作用影响较强烈，如图3所示，强降雨条件下，水体入渗至钙质砂页岩岩体，一方面增加了岩体内部空隙水压力，另一方面导致岩体崩解软化变形，形成软弱结构面。边坡坡体沿软弱结构面发生剪切破坏，结构面贯通形成滑动面。根据数值模拟计算结果(如图8)，滑坡体变形破坏具有明显的蠕滑特征，并于边坡后缘产生拉裂破坏，与滑坡体治理后出现的变形特征完全吻合。因此，综合认为兰坪县城滑坡变形破坏地质力学模型为蠕滑－拉裂式[9]。

4 结论

图8 滑坡体数值模拟监测点位移变化曲线Fig.8 Numerical sim ulation of landslide disp lacementmonitoring curves

(1)基于对兰坪县城地质环境条件及滑坡变形特征分析，笔者提出了以隐伏断层(F2)作为滑块划分界线对滑体重新进行划分，将滑坡区划分为南、北两个滑块，能够较全面合理反映滑坡体的

地质特征及变形破坏特征，很好地解释历经多期治理的南部滑坡体持续变形的的原因，为滑坡防治工程设计施工提供了可靠的依据；为类似地区滑坡调查注重隐伏断裂影响分析具有重要借鉴意义。

(2)兰坪县城滑坡的形成首先受控于滑坡区本身不利地质结构特征，滑坡区发育的较软弱岩体为滑坡滑带面的形成提供了良好的岩性组合条件；其次连续降雨及人类工程活动是滑坡的主要诱发因素，降雨入渗加剧水－岩作用过程，为滑坡滑动面的形成提供水源条件。

(3)通过FLAC3D边坡稳定性数值模拟分析，兰坪县城滑坡滑体变形具有明显的蠕滑特征，综合分析认为滑坡体变形破坏地质力学模型为蠕滑～拉裂式。

[1] 云南地质工程勘察设计研究院.云南省兰坪县城区滑坡工程地质勘查报告[R].2001.03.

[2] 肖文俊.云南省兰坪县城城南滑坡成因机理及防治对策研究[D].昆明:昆明理工大学，2014.

[3] 马宏杰.中国西南横断山地区新生代地层学及古环境变化研究[D].昆明:昆明理工大学，2013.

[4] 云南省地质局.中华人民共和国区域地质报告(兰坪幅G—47—16)[R].1976.

[5] 王耀明，赵华宏，张胜，等.安徽繁昌滑坡群形成机理及稳定性分析[J].灾害学.2009，08:34－37.

[6] 许强，董秀军，邓茂林，等.2010年7.27四川汉源二蛮山滑坡－碎屑流特征与成因机理研究[J].工程地质学报，2010，18(5):609－622.

[7] 陶志平，周德培，王享林.三峡库区巨鱼沱滑坡地质特征及防治研究[J].工程地质学报，2003，11 (04):406～410.

[8] 徐世光，李长才，王小晶，等.云南省兰坪县一中滑坡特征及治理工程设计[J].中国地质灾害与防治学报，2001.12(3):61－65.

[9] 张倬元.工程地质分析原理(第三版)[M].北京:地质出版社，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

:文献识别码:A

:1673－8047(2015)01－0026－06

2014－10－21

南昌工程学院青年基金项目(2008KJ0003)

唐 春(1973—)，男，硕士，副教授，主要从事工程地质、水文地质及灾害地质方面的研究与教学。