江家口水库滑坡特征及识别探讨

(四川省水利水电勘测设计研究院，成都，611731)

1 工程概况

四川平昌县江家口水库为渠江流域防洪规划的12座水库之一，位于通江河左岸支流澌滩河下游的峡谷河段，该水库开发任务以防洪为主，结合发电。水库枢纽位于平昌县界牌乡与喜神乡交界的赵家河口下游，距平昌县城约90km。水库设计正常蓄水位407.00m，坝型为沥青混凝土心墙堆石坝，最大坝高98.00m，总库容18342万m3，电站装机23MW。水库区由澌滩河主库及赵家河、新桥河等支库组成，回水长度23.4km。

2 气象及地质概况

2.1 气象

工程区一带属亚热带湿润季风气候，在地区分布上，降水量受高程的影响，具有随高程增加而降水量增大的特点。根据场地区所在地附近的通江气象站资料统计，多年平均气温16.6℃，多年平均降水量1180.8mm。降雨量主要集中在6～9月，属大巴山暴雨区核心地带，降雨的集中分布为边坡地下水急剧抬升提供了充足条件。

2.2 地形地貌

库坝区为典型的中低山峡谷区，河谷多呈狭窄的“V”型谷，河谷基本对称。山顶高程620m～1330m，相对高差275m～945m。库区一带两岸地形多呈台阶状，一般斜坡或缓台地分布有崩坡积层、坡残积层和地滑堆积层，陡坡段大多基岩裸露。

2.3 地层岩性

工程区岩性除第四系覆盖层外，基岩为侏罗系上统蓬莱镇组灰～灰紫色长石细砂岩与紫红色泥质粉砂岩、粉砂质泥岩不等厚互层。

2.4 地质构造

工程位于扬子准地台四川台坳东北部之川北、川中台拱与川东陷褶束三构造带的复合部位。构造形迹以宽缓隔档式褶皱为主，断裂不发育，属四川盆地弱活动断裂构造区。历史地震资料表明，最大的地震影响烈度为Ⅵ度。库坝区一带褶皱主要为云顶寨沿山场向斜、秦家河背斜，两褶皱核部均大角度穿过澌滩河主库区。

受背、向斜影响，库尾至下向家坝(秦家河背斜核部)岩层倾角为15°～26°，下向家坝至万家沟(云顶寨沿山场向斜核部)段岩层倾角为6°～17°，万家沟至坝址段岩层倾角为4°～15°。据统计，库区岩体中除层面裂隙外，主要发育NW、NE向两组构造裂隙，不同构造部位裂隙走向差异大，但倾角基本为陡倾角，地表调查长度数米到十多米不等。库区大多为斜向谷、横向谷，少部分为顺向谷，顺向边坡段主要分布在坝址区～双滩子左岸、王家坝、袁家坝、秦河乡左岸一带，总长10km多，占库岸总长度约15%。

3 滑坡特征及成因分析

3.1 滑坡特征与分布

根据工程区内调查，区内滑坡发育，规模大小不等，根据现场调查与工程有关且有工程意义的滑坡有15个。15个滑坡按体积规模划分：上千万级的巨型滑坡有1个(袁家坝滑坡)，百万级的大型滑坡有6个，数十万级的中型滑坡有8个；按岩土性质来划分：1个崩坡积覆盖层滑坡，14个基岩滑坡；按滑坡机理来划分：蠕滑拉裂型覆盖层滑坡1个，基岩顺层滑移拉裂型滑坡11个，平推式基岩滑坡2个，旋转式滑移拉裂型基岩滑坡1个(袁家坝滑坡)。滑体厚度大多为数米至二十余米，少数达50m～80m(秦河3#滑坡、袁家坝滑坡)。滑体土多为假基岩、孤块碎石土等，其中有4个滑坡滑体大部分为孤块碎石土，其余11个滑坡滑体为假基岩、孤块碎石土。

在库区中部云顶寨沿山场向斜核部一带，岩层倾角平缓，倾角一般为2°～7°，其余为9°～26°。据调查，云顶寨沿山场向斜核部岩层平缓，滑坡较少，其类型为平推式滑坡，一般厚度小，规模较小，岩体完整性保存较好；库区该向斜上下游一带顺向坡段滑坡广泛分布，主要为顺层滑移拉裂型滑坡，规模大小不一，小的只有几百m3，大者达近亿m3；横向坡、反向坡段多为崩塌堆积，少数产生二次滑动，其规模一般较小。

3.2 成因分析

根据统计，大屋坡滑坡为推移式崩坡积堆积物滑坡，其余滑坡为基岩滑坡，本文重点分析基岩滑坡成因。

工程区岩性为砂岩与泥质粉砂岩、粉砂质泥岩(泥岩)不等厚互层，砂岩类属中硬岩～坚硬岩，泥石类属软岩类。工程区大部分粉砂质泥岩含砂重、含钙质物重，多属较软岩类，但岩体中部分夹有几毫米～几厘米厚(少部分十多二十厘米)的泥岩(本文称之为纯泥岩)，且分布广泛。纯泥岩多为紫红色，属软岩～极软岩，易崩解，手摸滑感明显，部分页理发育，根据坝址区试验资料类比，部分具有弱膨胀性，个别为中等膨胀性，纯泥岩的广泛分布为软弱夹层、滑坡群的形成创造了有利条件。

区内岩性软硬相间，构造挤压过程中泥石类多易形成层间挤压破碎带软弱夹层，后期遇水软化长期作用下强度进一步降低，其类型多为岩屑夹泥型和泥夹岩屑型，少部分在地下水强烈作用下为泥型，尤其是纯泥岩形成的层间挤压破碎带，地下水作用下性状更差。软弱夹层发育频率变化较大，根据钻孔综合统计分析，风化岩体内平均每3m～6m有一条，新鲜岩体平均每5m～20m有一条，平台、斜坡段比陡崖段发育频率高，泥岩类比砂岩类发育频率高。软弱夹层的形成，为滑坡形成的必备条件之一，根据综合分析，本工程区主要为顺层滑移——拉裂型、平推式滑坡两类。

顺层滑移拉裂型：多发生于岩层倾角小于边坡坡角的边坡。边坡岩体在自重应力作用下，沿下伏软弱面向坡临空方向产生缓慢而持续的变形，当在边坡自重应力及其它外营力共同引起的剪应力近于软弱面的抗剪强度后，边坡会加速变形，在降雨作用下沿已有的长大松动卸荷裂隙拉裂破坏最终产生滑坡。

平推式滑坡：多发生于近水平岩层中。受构造挤压和边坡重力场影响，除岩层层面外，岩体中还发育有两组近乎垂直的长大陡倾结构面，主要一组近乎平行于岩层走向，另一组近乎平行于岩层倾向，这两组结构面将岩体分割成层状不稳定块体。在降雨条件下，裂隙会迅速充水，产生一定的水头压力，再加上雨水对滑带的软化，引起边坡失稳。

4 滑坡识别与探讨

工程区大部分为老滑坡，地表已经改造，仅少数近期复活，天然状态下稳定性大多较好，引起了工作中的认识偏差，通过工作中不断总结才加以完善。传统教科书式滑坡的主要特点如：双沟同源(圈椅状地形)、马刀树、醉汉林、拉裂缝、拉裂阶坎、前缘岩层反翘、前缘有异常泉水，地形零乱等，这多是新滑坡特点，而本工程多为老滑坡，很多特点是没有的，野外识别依据总结如下：

(1)覆盖层大面积分布段

在山区工作中若遇到覆盖层大面积出露，且陡坎也见不到基岩出露，或零星出露的基岩产状也不太正常，一定要引起重视，分析其成因。

(2)大孤石大片分布

工程区滑坡前缘河床岸边、滑体表层多有大孤石分布。

①滑坡大孤石部分具有一定方向性，基本能看到原始岩体整体特征，也可通过还原分析大孤石成一整体层状岩体，这是由于基岩滑动后停下来就近解体形成的，而崩坡积堆积的大孤石是很凌乱的，没有一定的方向性。另外大孤石长轴方向大都与地面平行，若发现长轴是直立的，也易让人想到是缓慢滑动才可能形成。库区双滩子一平缓岸坡覆盖层堆积体表层见一直立孤石，结合现场特点初步认为可能是滑坡堆积物，后经钻探证实初判正确。

②野外见到大孤石一定要想到是怎么来的，若有大片孤石分布，首先要想到是滑坡可能性，然后进一步详细调查、识别，进行排除。尤其是在较缓的斜坡上大孤石大量分布，一般不能直接理解成崩坡积堆积物，可初步分析是原岩卸荷松驰解体就近堆积，还是滑坡形成的，应进一步找依据；若是后缘有高陡边坡，产生崩塌经过高速运动转化为碎屑流才是崩积物的可能，事实上这种堆积体下面多存在滑面或细粒物连续分布带，在特定的条件下也会转化为滑坡。

③地形特点：大孤石除少量岩体就近解体外，孤石运移较远，一定要有大的动能，若地形较缓(小于25°～30°)且后缘也无高陡边坡，是无法靠滚动搬运很远的，还有可能是崩滑堆积，这实际上也是滑坡的一种。

(3)滑坡地表有多级平台

滑坡形成后多有多次滑动，形成多级小平台及拉裂阶坎。实际上山区地形平台形成多为三种：①阶地、侵蚀夷平面、侵蚀基岩基座；②平缓岩层基岩(岩体较坚硬)侵蚀剥蚀后形成；③滑坡形成平台。工作中常要根据区内特点，综合分析平台是滑坡平台的可能性。在有利于滑坡的顺向坡(岩层倾角10°～35°为主)地段，平台地形一定要多加注意，笔者在多个工程中通过这点发现有老滑坡的存在。

(4)滑坡后缘滑床多为陡壁、有拉陷槽或小平台

现场调查滑坡后缘有陡壁分布是大量存在的，且存在拉裂凹槽，现多被后期崩坡积物堆积成缓斜坡、平台。现场要注意崩坡积形成的边坡后缘是无小平台的(除非已滑动过)，总体地形呈倒三角形，坡度一般在25°～30°以上。

(5)滑坡前缘河床一带形成小型堰塞湖，堆积有小堰塞体，下游有跌水

这是由于川东一带河床地形较为平缓，滑坡堵河后不易被水流完全冲走，堆积成小的堰塞体，下游有缓的跌水。当发现河床中上游有平坦的河凼，下游有跌水时一定要分析是否是崩塌、滑坡堵、山洪流等堵塞河道造成的。

(6)前缘岩层的反翘

前缘岩层的反翘是滑坡主要特点，实际上现场很多滑坡也没有。但应注意与小构造形成的反翘区分开来，其它工程中有时遇到岩层反倾以为是滑坡，后面证实是构造造成的。

(7)河道的突然转湾或微地形向对岸突出

平面地形图或卫星地图发现有此现象且边坡是覆盖层分布的要多注意，若河边孤石较多有可能是滑坡、崩塌堵河后河流改道形成的。

(8)微地形地貌协调性分析

微地形地貌协调性分析是地质野外认识的精髓，野外见到微地形异常现象最好思考一下这是为什么。一般观点而言，地形地貌主要受岩性及构造控制，实际上微地形地貌也受物理地质现象控制，常见的如风化、滑坡、崩塌、泥石流等，反过来根据已有的微地形地貌反推测地质现象。地质工作中应根据掌握的已有地质资料，根据微地形地貌推测可能存在的地质现象及可能存在的地质问题。前面讲的大孤石分布、小平台、后缘陡壁、拉陷槽、圈椅状地形、覆盖层边坡“大肚皮”现象等都是滑坡的特点，特例如下：

①大屋坡滑坡：上下游地形一带基岩地形较为平顺，而该段有地形明显突出，呈一“大肚皮”现象，且远见有大孤石分布和小平台发育，易让人想到可能是滑坡。

②袁家坝滑坡：袁家坝滑坡右侧远观为顺向坡，大孤石呈长条带状沿山脊斜坡分布，左后缘侧平面呈“V”字型陡壁凹槽均让人觉得反常，让人不可思议，待前缘确定为滑坡后，且边坡中部也有多级小平台，就联想可能整体为一巨形滑坡，根据后期钻探证实是对的。

重点是地形的反常性：大孤石呈长条带状顺层沿山脊斜坡分布；“V”字型陡壁凹槽，实际上我们见的很多沟谷由于水流冲刷是上面狭窄，下面宽，而现实刚好相反。

(9)风化状态突变性(或岩体完整性突变性)

钻探证实很多基岩滑坡体或变形体是全强、弱风化岩体或岩体完整性差、破碎，在滑动界面突然下部就新鲜完整了；而一般岩体地段风化是渐变的，随着深度增加岩体越新鲜完整，在一定区域内风化深度差别也不会太大。工作中若遇到风化带突变或深度差别太大就一定要分析其原因。

5 结语

工程边坡问题是工程建设最重要的工程问题之一，滑坡又是边坡工程中最常见又难以完全认识的问题，很多工程都因滑坡问题而增加工程投资、影响工程效益、造成了当地环境破坏。各个地区地质环境差异较大，其地质灾害特点也有差异，在一个地区开展勘察工作时，应根据发现的已知滑坡特点进行总结，对可疑地段进一步识别。在四川红层地区进行勘察工作时，对覆盖层(有大孤石)大面积分布、大孤石来源、平台的分布、微地形地貌异常、岩层产状变化异常、纯泥岩的分布、钻孔岩心风化带异常等方面应进行重点分析评估，查找边坡是否是滑坡形成的依据。