川藏线折多塘滑坡变形破坏特征及其形成机制分析

张凡，王家柱，李长春，杨清云

(1.四川省地质矿产勘查开发局四〇五地质队，都江堰 611830; 2.中国地质调查局成都地质调查中心，成都 610081)

1 引言

斜坡在变形过程中可出现不同形式、不同规模的变形与破坏，其变形主要表现为卸荷回弹和蠕变两种方式[1]。晏同珍等将滑坡阐释为依附于自身软弱结构面而发生较大水平位移的斜坡移动现象[2]，李显巨[3]以机载LiDAR数据源对复杂地质背景区滑坡地质灾害识别开展了相关研究，薛德敏等[4]对西南地区滑坡的变形模式和破坏机制进行了相关研究。本文在以上认识的基础上，结合LiDAR剔除植被后的地形地貌，认为滑坡具备蠕滑变形特征，综合LiDAR解译及物探、钻探成果及现场地质调查工作，对川藏线折多塘后山滑坡的变形破坏特征和形成机制做以下探讨。

2 基本地质概况

滑坡区位于四川川西高原与东部盆地西缘山地接触带，工程区地面高程3 122～3 800 m，相对高差300～770 m，从海拔3 500 m以上的现代冰蚀、冰碛地形到海拔3 120 m的现代河谷阶地皆有发育。年平均降水量850.8 mm，年最大降水量1 005.7 mm，月最大降水量60.1 mm，多集中在5月到9月。滑坡体前缘发育折多河、毛家沟。滑坡左侧、右侧冲沟源于两处泉眼，流量分别为约2.0 l/s、0.3 l/s。据现场勘察并访问当地居民，两处冲沟冬季结冰流量减少，对坡体整体稳定性影响较小。

滑坡区地层岩性主要有中粒似斑状黑云母花岗岩(γβπ53)、角砾状及条带状混合岩和第四系冲洪积层(Q4al+pl)、滑坡堆积层(Q4del)、冰水堆积层(Q3fgl)等。

滑坡区位于川滇南北向构造带北段的鲜水河断裂带内，区域大型断裂带主要包括龙门山断裂带、鲜水河断裂带及安宁河断裂带。康定市地震活动频繁，地震基本烈度达IX度。

3 滑坡基本特征

据现场调查、勘探及综合分析，折多塘村后山斜坡为一规模较大的滑坡体(图1)。滑坡位于G318线公路北侧折多塘村后山，滑坡体表层植被茂盛，经植被剔除后可见明显变形区域(图2)，该滑坡在机载LiDAR数字高程模型上微地貌特征异常，边界明显，滑坡整体呈“圈椅状”地形，斜坡坡面前缘“突出”，后缘“内凹”，平面形态近似呈矩形，剖面呈“缓-陡-缓”的折线形地形，堆积体与早期滑坡后壁之间有明显的“陡坎”，形成明显的阴影特征。

据遥感解译及物探、物探资料，并结合现场地质调查工作得到以下认识：物探解译表层松散堆积体厚度5～12 m，下部强风化层，厚度20～45 m。滑坡整体为一覆盖层滑坡，滑坡的周界相对较为清楚，具有一定的“圈椅状”(见图1)，主滑方向约182°，滑坡后缘高程约3 434 m，前缘高程3 206 m左右，坡度16°～36°，平均坡度约26°。滑坡横向宽290 m，纵向长约460 m，最厚处可达20.7 m，平均厚度约10 m。采取网格划分的方法确定滑坡面积约118 000 m2，滑坡总体积约118.0×104m3，规模为大型。

图1 折多塘后山滑坡全景

1.调查滑坡边界及剪出口；2.解译变形堆积区；3.解译潜在变形区；4.陡坎及拉裂缝；5.解译线性构造图2 折多塘滑坡LiDAR航拍解译图(据中国地质调查局成都地质调查中心资料)

据现场勘察、测绘工作，折多塘后山滑坡边界相对清楚。西侧以山脊为界，东侧自折多塘观景台至G318东侧山脊为界(图3～4)。滑坡后缘没有明显的边界，主要为陡缓交界平台。滑坡中部特征较为明显，可见明显的“槽状”地形，且坡体上有泉水溢出。滑坡体未见明显剪出口揭露(图5～6)，推测滑坡体早期滑动的剪出口被覆盖或破坏，目前G318开挖内侧临空面基覆界线揭露特征为滑面。

图3 滑坡左(西)侧边界附近基岩出露

图4 折多塘后山斜坡右侧山脊

图5 滑坡Ⅰ1变形区前缘陡坎

图6 滑坡Ⅰ2变形区前缘

4 变形破坏特征

根据滑坡变形特点以及与公路开挖等的关系，将滑坡分为上游的Ⅱ相对稳定区、下游的I变形区(图7)，I区又可进一步根据坡体的变形特征划分为I1、I2、I3和I4变形亚区，对滑坡体变形破坏特征分述如下。

1.滑坡分区范围、编号及主滑方向；2.剖面及编号；3.物探剖面；4.基覆界线；5.一级/二级阶地；6.第四系冲洪积物；7.第四系滑坡堆积物；8.第三系冰水堆积物；9.燕山晚期花岗岩；10.G318公路图7 滑坡分区图

滑坡体目前的坡体剖面形态呈“凸”型，且实地踏勘发现中后部坡度较缓，极可能是早期滑动造成(图8)。滑坡体中下部渗水现象明显，推测是滑坡体早期滑动而在坡体下部形成了良好的渗透通道。据前期调查情况，后山斜坡植被茂密，以往变形迹象目前被覆盖遮挡，边界不甚清晰。通过实地勘察，滑坡体上部陡壁明显，局部存在隆起现象，且坡体中部、下部溢水现象明显。

1.第四系上更新统冰水沉积层；2.第四系冲洪积层；3.印支-燕山期侵入岩；4.潜在滑面/滑动方向；5.全风化线；6.强风化线；7.水位图8 滑坡典型剖面示意图

滑坡变形主要集中在Ⅰ1、Ⅰ2、Ⅰ33个区，结合LiDAR解译数据，Ⅰ4区具备良好的临空条件，且陡坎发育，后期极可能在降雨、地震等工况下变形加剧。其中，Ⅰ1区中部可见明显洼地特征，坡表积水严重，中部可见平台地貌，植被覆盖率高，早期形成的裂缝可能已被掩盖，目前可见2条明显裂缝，分别位于变形区后缘(图9)和中部；Ⅰ2区位于滑坡体中前部，方量约17.4×104m3。变形区后部陡壁可见明显下错迹象(图10)，下错3～5 m。局部拉陷下座明显，横向宽达13 m，纵向21 m，坡度约35°；Ⅰ3区位于滑坡体右侧中前部，方量约11.7×104m3。区域后缘陡坎发育，可见基岩出露(图11)。局部溜滑迹象明显，覆盖层厚约3～4 m；I4亚区位于滑坡体中后部，方量约21.4×104m3。该区覆盖率高，坡体表面未见明显裂缝发育，后缘以陡缓交界部位为界，前缘临空条件较好(为Ⅰ1、Ⅰ2和Ⅰ3后缘陡坎部位)；Ⅱ区上游则以滑坡左侧边界为界，下游则与I1亚区和I4亚区为界。目前该区较为稳定，可见基岩出露(见图3)，未见明显破坏特征。

图10 Ⅰ2区后缘陡坎

图11 Ⅰ3区后缘边界出露基岩

据中国地质调查局成都地质调查中心资料，针对折多塘滑坡的INSAR形变监测分析，主要采用小基线集(SBAS-InSAR)的数据处理方法对区域内的潜在滑坡的识别和监测进行有效分析。通过分析干涉效果较好的像对干涉图，折多塘滑坡区变形基本与周边一致，未见明显异常。

5 形成机制分析

结合滑坡变形迹象分析，滑坡发生变形破坏的因素主要受地下水及降雨的作用、良好的临空条件、变形亚区后缘汇流下渗3个方面作用。结合工程地质分析原理，对其形成机制分析如下：

(1) 该滑坡区主要为花岗岩地区，花岗岩风化程度较高，覆盖层主要为冰水堆积碎块石土，局部夹粘土。区内冰水堆积体为粗粒、细粒随机混杂组合，级配不良，细粒土主要由伊利石、绿泥石、石英构成，天然状态下具有蚁穴结构。而区内泉点的出露和沼泽地带发育的线状泉水，皆表明坡体内在调查时水源较为丰富，坡体长期浸水使得冰水堆积层中矿物的溶解、渗流力带动颗粒重排列或产生位移共同导致土体结构损伤，散体颗粒从而在孔隙水、气压力差下形成集合体。

(2) 降雨、泉水下渗至基覆界面或软弱夹层时可降低其抗滑性能，进一步使上部土体抗剪强度呈现大幅度衰减。

(3) 在抗滑性能降低的同时，滑坡区的堆积体在“上缓下陡”良好临空面的地形条件下发生蠕动变形，滑坡变形体后缘继续产生拉裂缝。裂缝进一步逐年发展则为雨水下渗、坡体变形提供良好入渗通道和条件，多次降雨-变形累计作用促使变形体前缘锁固段减小，最终将形成失稳破坏。

折多塘村后山滑坡为一沿表层覆盖层下部潜在软弱面滑动的滑坡，其变形破坏的地质力学模式为“蠕滑-拉裂”。滑坡体目前整体处于稳定状态，存在局部下错拉裂现象。

6 结论

(1) 该滑坡变形具有明显的分区特征，I1、I2、I33个亚区变形明显，I4亚区临空条件较好，II区相对稳定。滑坡植被覆盖率较好，经LiDAR及地面调查综合确定，该滑坡体变形与其地层岩性、地下水、降雨、裂隙、临空条件等紧密相关。

(2) 运用LiDAR手段剔除地表植被，结合地面调查可为滑坡边界划定提供良好的参考和工作依据，对于后期滑坡调查工作具有重要借鉴意义。

(3) 通过现场踏勘以及钻探、探井等手段查明，该滑坡为一典型沿基覆界面蠕滑变形的土质滑坡。该滑坡启动的条件可能为在前缘临空条件下，以局部蠕滑拉裂的形式变形，后缘在前缘变形区蠕滑的过程中临空条件变好而变形加剧。

(4) 滑坡形成初期具有“蠕滑”特征，随着降雨的持续进行，进而表现为“滑移-拉裂”的变形模式。