２０１７年第４期 西部探矿工程 ｌ ・岩土工程・ 贵州省石朱桥水库左岸滑坡成因机制分析 周文龙 ，刘幼平 ，吴林锋 ，袁 睿 （１．贵州有色金属和核工业地质勘查局地质矿产勘查院，贵州贵阳５５０００５；２．贵州理工学院，贵州贵阳５５０００３） 摘要：石朱桥水库被动蓄水后库区左岸新出现２处滑坡体，其连同之前１处老滑坡体均有加速发展 的趋势，目前尚未对滑坡的诱发因素及成因机制做过分析。通过现场勘查及收集资料的综合分析， 认为滑坡发育地段自然地理、地质和水工环地质条作为主要内因，水库被动蓄水、降雨等条件为主要 外因共同作用而诱发滑坡。 关键词：贵州省；水库；滑坡；成因机制 中图分类号：Ｐ６４２．２２文献标识码：Ａ文章编号：１００４—５７１６（２０１７）０４—０００１—０４ １概述 （Ｐ。 ）的砂岩、粉砂岩、泥岩及煤层；长兴组（ＰｓＣ）的灰岩 夹泥岩、页岩及粉砂岩；三叠系下统大冶组（］ｒ３ｄ）：其分 ３段，岩性为灰岩、泥岩、泥灰岩；第四系（Ｑ）的残坡积 层和洪冲积层，厚度３￣１５ｍ。滑坡发育地段主要为龙潭 组和第四系，龙潭组顺层产出，产状１２０。～２Ｏ０。 ２３。～ 石朱桥水库位于贵州省平坝县，水库建成后将为 平坝县城及周围乡镇提供生活及灌溉用水。水库于 ２０１１年８月开工建设，设计正常蓄水位１２８４ｍ，相应库 容９９０￣１０４ＩＴＩ。。水库建设前，库区左岸下朵洛村发育一 处中型蠕动型滑坡体，２０１４年７月极端暴雨天气后未 建成水坝被动蓄水，泄洪后库区左岸沙闹村和上坪桥 村新出现２处中型滑坡体。之前未对这３处滑坡体的 ４７。（图１），岩层软弱且异常破碎，节理裂隙发育，多见 ６￣１２ｍ的强风化层软弱面。库区断裂构造发育，有乐 成因机制做过研究，本次结合现场勘查和收集资料的 综合分析，拟对这３处滑坡体的诱发因素进行分析，并 探讨其形成及发展机制，对滑坡的防治等提供科学依 据和建议。 ２地质环境概况 ２．１自然地理条件 水库地处长江流域乌江水系猫跳河支流的乐平河 中上游，库区左岸滑坡发育地段为侵蚀一剥蚀地貌为 主，主要为中低山，地势北高南低，地形坡度８￣￣３５。与 地层产状一致。库区年均降水量１６４６．２ｍｍ，多集中于 ５４９月份，近几年来极端雨水天气增多，其中２０１４年７ 月１５日普降特大暴雨，降水量达２０９ｍｍ，暴雨后在建 水库被动蓄水。 ２．２地质条件 图１滑坡体发育区域环境地质图 １．第四系；２．二叠系上统龙潭组；３．二叠系上统长兴组；４．三 叠系下统大冶组一段；５．三叠系下统大冶组二、三段；６．乐 平断层；７．滑坡体及编号；８．地下水流向 库区左岸一带主要地层有二叠系上统：龙潭组 收稿日期：２０１７—０１—１０ 基金项目：黔发农经项目（编号：［２０１１１１０７５）。 第一作者简介：周文龙（１９８４一），男（汉族），陕西陇县人，工程师，现从事地质矿产勘查、矿床地质及地质灾害防治研究工作。 ２ 西部探矿工程 ２０１７年第４期 平断层沿河发育，倾向ＳＥ，延伸３０ｋｍ以上，为逆断层， 倾角６５。～７５。。库区处于大威岭背斜ＳＥ翼，背斜ＮＥ向 延伸，长约３５ｋｍ宽约１５ｋｍ，地层缓倾。受其影响，该 其厚度大，质软透水性和吸水性强，遇水易吸水膨胀， 其多发育粘性土，失水易开裂产生龟裂缝。 ３现状滑坡发育特征 ３．１滑坡体分布 地段岩体较破碎，节理裂隙极其发育。 ２．３水文地质和工程地质条件 库区左岸现状下发育ＨＰ０１、ＨＰ０２和ＨＰ０３共３处 水文地质条件：滑坡发育地段地下水类型主要为 基岩裂隙水、松散岩类孔隙水和岩溶水。地下水主要 中型滑坡体，其中ＨＰ０１为水库建设前原有滑坡体； ＨＰ０２和ＨＰ０３为水库被动蓄水后形成。 ３．２滑坡体现状特征 靠降水补给，排泄受地形控制，由高到低、由北向南排 泄。库区地表水补给松散岩类孔隙水，松散岩类孔隙 水再向下运移补给基岩裂隙水和岩溶水，乐平河为地 下水最低排泄基准面。 ＨＰ０１滑坡体形成于１９９１年，该滑坡体以第四系及 龙潭组强风化岩为主，滑坡后缘位于滑坡体ＮＷ向 １３２２ｍ处，现状下该滑坡体向ＥＳ向蠕变滑动，且有加 剧发展的趋势（表１）。据调查１９９１年暴雨致乐平河山 洪暴发，洪水消退后该地段发育地裂缝，２０１１年大旱 期间地表拉张裂缝且随时间缓慢发展，裂缝呈ＮＥ向延 逐步形成。２０１４年７月水库被动蓄水泄洪后至２０１５年 ７月原拉张裂缝进一步扩张，房屋开裂加剧，部分房屋 工程地质条件：滑坡体发育地段工程岩组主要为 岩体和土体。其中龙潭组（Ｐ。 ）和大冶组二段（Ｔ ）为 软质岩组，长兴组（Ｐ３ｃ）、大冶组一、三段（Ｔ ｄ 。）为硬质 岩组。受构造影响岩层极为破碎，质软易风化，区内常 见厚大的强风化层。龙潭组通常为相对隔水层，由于 强风化层破碎且孔隙率大而为强透水层，其底面为相 伸超过２００ｍ，裂缝两地块之间高差已达３０ｍ，滑坡体 对隔水层。滑坡发育地段大面积分布第四系（Ｑ）土体， 已出现坍塌现象。 表１各滑坡体特征表 ＨＰ０２形成于２０１４年７月水库被动蓄水后，该滑坡体 块高差最大２５ｃｍ（表１）。 ４滑坡成因机制分析 以第四系及龙潭组强风化岩为主，滑坡后缘位于该滑坡体 ＮＷ向１３２２ｍ处，现状下该滑坡体向ＥＳ向蠕变滑动，且有 库岸滑坡是由于水库库岸边坡失稳而发生的滑 加剧发展的趋势（表１）。水库被动蓄水泄洪后地面出现拉 张裂缝，沿地裂缝居民房屋出现开裂现象，至２０１５年６月， 地裂缝呈ＳＷ－ＮＥ连成一线，拉张裂缝延伸约７０ｍ，裂缝 最宽处已达２５ｃｍ，裂缝两边地块高差最大３５ｃｍ。 坡，诱发滑坡的因素通常有坡脚开挖、水库蓄水、库水 体诱因的分析认为滑坡体发育地段自然地理、地质和 位季节性变化、岸坡堆载等。对石株桥库区左岸滑坡 环境地质条作为主要内因，水库被动蓄水、降雨等为主 ＨＰ０３形成于２０１４年７月水库被动蓄水后，该滑坡 体以第四系及龙潭组强风化岩为主，滑坡后缘位于滑 要外因共同作用于第四系残坡积和洪冲积岩、土体及 龙潭组强风化岩体而诱发滑坡。 ４．１诱发滑坡的内在因素 坡体Ｎｗ向１３２０ｍ处，现状下该滑坡体向ＥＳ向蠕变滑 动，且有加剧发展的趋势（表１）。水库被动蓄水泄洪后 上坪桥村部分居民房屋出现开裂现象，地面出现拉张 裂缝。至２０１５年６月，部分房屋开裂宽度达３５ｃｍ，开 裂房屋大体上呈ＳＷ－ＮＥ连成一线，地面拉张裂缝向 ＮＥ延伸约２６０ｍ，裂缝最宽处已达４０ｃｍ，裂缝两边地 首先是水文地质及工程地质条件。刘新喜认为， 不同水文地质条件下地下水作用于滑坡的力学机制有 潜水含水层模式和承压水含水层模式【 ，综合分析认为 该库区地下水力学机制为潜水含水层模式。滑坡体主 要组成物为第四系残坡积和洪冲积物及龙潭组强风化 ２０１７年第４期 西部探矿工程 ３ 岩体，厚度大。龙潭组本身属软质岩组受构造影响比 综合分析３处滑坡的诱发因素，认为该滑坡形成可 分为３个阶段： 较破碎，易受外力破坏且易风化，强风化岩体孑Ｌ隙率大 为强透水层，为地下水的人渗提供了天然通道。第四 系渗透率大，吸水性强，吸水和失水具有一定涨缩性， 而松散岩、土体在重力作用下本身就具有蠕变现象口］。 强风化层以下的岩体渗透性相对较差，其底面为隔水 边界而改变了地下水的径流方向，使得地下水人渗后 第一阶段，滑动面初步形成：原库岸边坡在其岩性 组成、地质和水工环地质条件下基本维持稳定状态（图 ２－ａ），水库被动蓄水后，地下潜水位上升第四系和强风 化龙潭组地层吸水达到饱和，其中第四系发生一定程 度膨胀（图２－ｂ）；泄洪后库水位骤降，原来淹没的岩、 沿着强风化岩层这一软弱面渗流成为可能。 其次为构造地质条件。库区断裂构造发育，滑坡 体南部沿乐平河发育乐平断层，断裂本身破碎带为地 下水的排泄提供良好通道。同时该地段处于太威岭背 斜ＳＥ翼，受其影响岩体较破碎，层间脱空构造、节理裂 隙发育，岩、土体抗剪强度降低。 再次是自然地理条件。滑坡发育地段地势北高 南低，地形坡度多在１６。左右，而边坡坡度为１５。时降 雨的人渗量会达到最大值眵］。龙潭组地层产状与坡 度基本一致，在重力作用及外力扰动下加剧整体下 滑趋势。 ４．２诱发滑坡的外在因素 首先是水库被动蓄。库水位骤降和暴雨人渗作用 下易发生库岸滑坡 。石株桥水库被动蓄水使地下潜 水位上升，岩、土体遭受浸泡而吸水膨胀。水库泄洪后 水位骤降，原淹没的岩、土体失去水的浮托力，地下水 在静水压力作用下沿强风化软弱面发生渗流，促成滑 坡面贯通。旱季时岩、土体因失水而张裂缝发育为地 表水的灌人提供了通道。其次是降水。库区滑坡体上 排水系统不完善，降水形成的地表径流沿张裂缝灌人， 并沿强风化软弱面发生渗流，起到润滑作用。暴雨作 用下碎裂岩体含水量以达到饱和，增加岩体的体重，降 低结构面（滑带）的力学强度Ｈ］。对关岭大寨滑坡的研 究认为，雨水的人渗使滑坡面贯通，而产生了位于滑坡 面的浮托力造成了滑坡体的不稳定性［５］。雨水的人渗 使滑坡面贯通，而产生了位于滑动面的浮托力［６］，雨水 沿前期拉张裂缝下渗降低了滑动面上岩、土体的抗剪 强度，同时渗透水压增加。 再次，滑坡体前缘库岸遭受河流水掏空，使其抗滑 阻力降低。另外，滑坡发育地段北部ｌｋｍ为平坝煤矿， 采矿过程中坑道开挖、放炮等产生的震动会对滑坡体 造成一定程度的扰动，破坏其稳定性。 ４．３滑坡形成及发展机制 土体失去了水库的浮托力，同时地下水在静水压力作 用下沿龙潭组强风化软弱面发生渗流，在水的润滑和 浮托力作用下，形成初步滑动面（图２－ｃ）。 第二阶段，滑坡面贯通形成滑坡体：旱季岩、土体 失水，张裂缝进一步发育，在重力等作用下，向下缓慢 蠕动变形。雨季降水形成地表径流沿拉张裂缝灌人， 地下水位上升，岩、土体体重增加，以泥、页岩为主的龙 潭组强风化层抗剪强度迅速降低，渗透水压增加，在润 滑和浮托力作用下滑动面加速贯通，岩、土体整体向下 蠕动变形（图２－ｄ）。 第三阶段，滑坡形成：水库蓄水后，季节性降水或水 库泄洪等常导致库水位的变化，随着库水位上升或下 降，加之滑坡体本身的岩性特征使滑动变形具有反复 性、间歇ｌ生和承继性 ］，同时滑坡的稳定性会出现大—÷／Ｊ、一 大的变化 。库水位上升，水库对滑坡体的浮托力增 加，滑坡趋于稳定（图２－ｅ）；库水位下降，在季节降水入 渗和地下水渗流产生的浮托力和润滑作用下滑坡将加 速发展（图２－ｆ、图２一ｇ）。 ５结论及建议 （１）滑坡发育地段坡度大，岩体顺层产出，岩体质 软极易风化且节理裂隙发育；构造发育，在其影响下岩 体极为破碎；龙潭组为软质岩组且其强风化层为软弱 面，其强风化层和第四系和厚度大，吸水性和透水性 强，这些为诱发滑坡的内因。 （２）水库被动蓄水导致稳定的岩、土体水工环地质 条件发生恶化，多因素耦合作用下岸坡失稳，滑坡面形 成；旱季和雨季交替的环境因素下，地表水和地下水作 用于失稳的岩、土体，促成滑坡面的进一步贯通，滑坡 形成且缓慢发展，这些为诱发滑坡的外因。 参考文献： 【１】刘新喜，夏元友，练操，张开鹏．库水位骤降时的滑坡稳定性评 价方法研究［Ｊ】．岩土力学，２０１５，２６（９）：１４２７—１４３６． 两部探矿Ｉ 程 ２０１７ ｑ－第４ 图２滑坡体形成模式图 ２ｌ廖德武． 州水城发耳选一 Ｊ‘滑坡肜成 ｆ．『ｉ．地顷火 埂 定性分析 ＺＨＯＵ Ｗｅｎ—ｌｏｎｇ ．ＬＩＵ Ｙｏｕ—ｐｉｎｇ ，ＷＵ Ｌｉｎ－ｔｂｎｇ ．ＹＵＡＮ Ｒｕｉ 境 护，２０ ２４（４）：７８—８２． ３ Ｊ 海．紫迎 ．朱 ｆ４，ｔ技 ２９８． ： 一菏汀人．内蒙 黄斗 陵 坡嘶 ｔ １． ｓｌｉｔｕｔｅ（）ｆ Ｇｅｏｌｏｇｙ ａｎｄ Ｍｉｎｅｒａｌ Ｒｅｓｏｌｌｒｔ ＣＳ Ｅ．￣７）ｌｏｒａｔｉｏｎ Ｎｏｎ— ｆ ｉ ｒＯｌｌＳ Ｍｅｔａｌｓ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｇｅｏｌｏｇｋ。ａｌ Ｅｘｐｌｏｒａｔｉｏｎ Ｂｌｉｔｚ．ａｌｌ（）ｆ Ｇｕｉ— ｚｈｏｕ、Ｇｕｏ’ａｎｇ Ｇｕｉｚｈｏｕ ５５０００５．Ｃｈｉｎａ；２ （ ｋｈ，ｍ ｌｎｓｌｉｌｕｈ Ｈ｜ 响…豢研究ｌＪＩ＿水＿ｆ 持研究，２００６．１３（５）：２９２— ４ｌ刘ｊＣ琛．熊，Ｒｆ ． 俊伟．堪ｍ条什下贵州＿火岭人 臻滑坡稳定 性叫。 …．科 、 ：技术 －ｊ １ ．２０１５，ｌ５（１ １）：Ｉ４７一ｌ５Ｉ． Ｔ Ｉｍｏ／ｏｇ３ ｒ．（；ｕｉ３，（１１１￣（；ｕｉ：ｚｈｏｕ ５５０００３．（＇ｈｉｎａ） ５ｆ隙敞．刘 川‘胖华． ｆｆＪ｝一批 滑坡形成机制和稳定性 Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ａｆｔｅｒ ｔｈｅ ｐａｓｓｉｖｅ ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ｉｎ Ｓｈｉｚｈｕｑｉａｏ Ｒｅｓｅｒ— ｖｏｉｒ，ｔｗｏ ｎｅｗ Ｉａｎｄｓｌｉｄｅｓ ａｒｏｓｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｉｅｆｔ ｂａｎｋ．Ｔｈｅ ｔＷＯ ｎｅｗ ｏｎｅｓ 分析——以小ｑＵ＇ｑ卜 匝，２０ｌ！．３９【１）：５８—６４． 计｜｝坡为例…．水义地质 ｊＴ程地 ｔｏｇｅｔｈｅｒ ｗｉｔｈ ｔｈｅ ｏｌｄ ｏｎｅ ｈａｖｅ ａｎ ａｃｃｅｌｅｔ‘ａｔｉｎｇ ｄｃｖｃｌｏｐｍｅｎｔａｌ ｔｅｎ— ６ｌ熊新 ．畅Ｊｋ—ｌＩ 小水 人 ｆ¨＃滑坡 ＿湖南水利水ＩＵ，２００５（３）：３８—３９． 坡ｎ 囚分忻ＩＪＩ． ｄｅｎｃｙ，ｂｕｔ ｔｏ ｄａｔｅ ｔｈｅｒｅ ｈａｓ Ｉ１０ ｉｎｄｕｃｉｎｇ ａｎｄ ｃａｕｓｉｎｇ ｆａｃｔｏｒ ｏｒ ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ａｎａｌｙｓｉｓ ｆｏｒ ｔｈｅ ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ．Ｎｏｗ ｔｈｒｏｕｇｈ ｔｈｅ ｆｉｅｌｄ ｓｔｉｒ— ７ｌ 刈发． 荣 ．０Ｋ悼７亡．四ＪＩ【 珠、 ｒ水库侔ｆ 计寸坡特 成Ｉ夫】 ｖｅｙ ａｎｄ ｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅ ａｎａｌｙｓｉｓ ｔｏ ｔｈｅ ｃｏｌｌｅｃｔｉｎｇ ｍａｔｅｌ。ｉａｌｓ，ｉｔ ｉｓ 分析 『Ｊ】川地境灾霄 了防瀹学报，２００１．１２（４）：４８—５２． ８Ｉ 冬 ． ＩＩＪＪ．垃德新． 修涧． 水佗变化下刈水库滑坡稳 ｃｏｎｓｉｄｅｒｅｄ ｔｈａｔ ｐｈｙｓｉｃａｌ ｇｅｏｇｒａｐｈｙ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ，ｇｅｏｌｏｇｉｃａｌ ｃｏｎｄｉ— ｔｉｏｎｓ，ａｎｄ ｅｎｇｉｎｅｍ‘ｉｎｇ ａｎｄ ｅｎｖｉｒｏｎｍｅｎｔ ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ａｓ ｍａｊｏｒ ｉｎｔｅｒ— ｎａｌ ｃａｕｓｅｓ，ｃｏｍｂｉｎｅｄ ｗｉｔｈ ｐａｓｓｉｖｅ ｉｍｐｏｕｎｄｍｅｎｔ ａｎｄ ｒａｉｎｆａｌｌ ａｓ 性的 响朋洲ＩＪＩ＿水义地质Ｉ 地质，２００２（３）：６—９． ｎｌａｊｏｒ ｅｘｔｅｒｎａｌ ｃａｕｓｅ ｊｏｉｎｔｌｙ ｉｎｄｕｃｅｄ ｌａｎｄｓｌｉｄｅｓ Ａｎａ１） ｓｉｓ ｎｎ Ｇｅｎｅｔｉｃ Ｍｅｃｈａｎｉｓｍ ｏｆ Ｌａｎｄｓｌｉｄｅ ｏｎ ｔｈｅ Ｌｅｆｔ Ｂａｎｋ ｏｆ Ｓｈｉｚｈｕｑｉａｏ Ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ ｉｎ Ｇｕｉｚｈｏｕ Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：Ｇｕｉｚｈｏｕ ｐｌ’ｏｖｉｎｃｃ；ｒｅｓｅｒｖｏｉｒ：ｌａｎｄｓｌｉｄｅ；ｇｅｎｅｔｉｃ ｍｅｃｈａｎｉＳｎｌ
