曹先康，溫 智，陳海蘭

(巴中市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，四川 巴中 636000)

0 引言

紅層是巴中市廣泛分布的一類滑坡高發(fā)易滑巖層，以砂巖、泥巖、頁巖為主，覆蓋全市約80%的區(qū)域。紅層發(fā)育的地質(zhì)災(zāi)害以滑坡居多，是巴中市最主要的地質(zhì)災(zāi)害類型。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2010～2017年巴中市共發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情1 432起，其中滑坡1 280起，而紅層地區(qū)滑坡1 178起，62起大型、特大型滑坡均位于紅層區(qū)域，172起中型滑坡中紅層區(qū)域占158起，紅層地區(qū)滑坡共造成直接財(cái)產(chǎn)損失達(dá)11億余萬元。因此，研究巴中市紅層地區(qū)滑坡發(fā)育特征與防范措施，對(duì)于指導(dǎo)基層管理人員防災(zāi)減災(zāi)工作，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 巴中市紅層地質(zhì)環(huán)境特征分析

1.1 軟巖易風(fēng)化軟化

紅層中的泥巖、頁巖為軟巖，抗壓強(qiáng)度低，滲透性極弱，常常作為隔水層，具有吸水膨脹、失水收縮特性。軟巖的風(fēng)化剝落物或破碎結(jié)構(gòu)巖體在吸水、失水過程中循環(huán)脹縮而逐漸分解變細(xì)形成粉質(zhì)黏土或黏土。粉質(zhì)黏土或黏土具有極強(qiáng)的遇水軟化特性，尤其是當(dāng)飽和的土體發(fā)生變形后，滑帶抗剪強(qiáng)度會(huì)迅速衰減，據(jù)有關(guān)紅層土層室內(nèi)試驗(yàn)研究資料顯示[1]，其飽和殘余抗剪強(qiáng)度隨著變形的增加會(huì)逐漸趨于零，即當(dāng)土體產(chǎn)生一定程度的變形后，飽和的滑帶土?xí)饾u演變成軟塑至流塑狀態(tài)，滑帶土抗滑移能力大幅下降。

1.2 淺表層干、濕交替頻繁

紅層砂巖、泥巖、頁巖通常以互層形式出現(xiàn)，泥巖、頁巖具有相對(duì)較好的隔水作用，基覆界面和基巖裂隙中地下水通常以上層滯水的形式存在，穩(wěn)定地下水的補(bǔ)給量很有限，其水位高低往往受地表水的下滲量控制，同時(shí)巴中市雨量豐富但降雨時(shí)段集中，因而淺表層水位波動(dòng)劇烈，干濕交替頻繁。

1.3 軟弱層帶、泥化夾層普遍發(fā)育

斜坡上的土體通常較薄且松散，雨水很容易穿越土層、下滲至基覆界面并沿著基覆界面附近緩緩排出，基覆界面附近巖土干濕交替作用頻繁；同時(shí)雨水的下滲作用下，細(xì)小顆粒易被攜帶并在基覆界面富集。平緩低洼區(qū)域基覆界面附近上層滯水難以迅速排出，在基覆界面至地下水水位之間的土層能得到充分的浸泡和軟化，長期演變后基覆界面附近易形成較厚的軟弱帶。

受構(gòu)造作用和干濕交替作用等綜合影響，砂泥巖、砂頁巖交界面附近泥化夾層普遍發(fā)育。構(gòu)造擠壓作用下，砂泥巖、砂頁巖接觸面附近常常形成厚度不等的層間剪切帶[2]；構(gòu)造作用及卸荷作用下，巖體沿層間剪切帶發(fā)生順層剪切位移，并生成豎向或近垂直于巖層層面的構(gòu)造裂隙，巖體的完整性受到破壞[3]；地表水和地下水沿著構(gòu)造裂隙滲入后，在干濕交替作用下，層間剪切帶風(fēng)化加劇，逐漸軟化、泥化，形成軟弱泥化夾層。

2 紅層地區(qū)滑坡分布規(guī)律與發(fā)育特征

巴中市紅層地區(qū)滑坡主要分三類：第一類為廣泛發(fā)育的小型淺表層土質(zhì)滑坡；其它兩類分別為深厚層土質(zhì)滑坡和緩傾順層巖質(zhì)滑坡，數(shù)量相對(duì)較少，三類滑坡發(fā)育數(shù)量統(tǒng)計(jì)情況見表1。

表1 三類滑坡發(fā)育情況統(tǒng)計(jì)

2.1 淺表層土質(zhì)滑坡

紅層巖土多以殘坡積、崩坡積方式堆積形成厚度相對(duì)較薄的土層，其厚度通常在2～6 m，廣泛分布于斜坡和小型臺(tái)階之上。土層較薄主要有三方面的原因：一是由于巴中市雨量豐富，且降雨時(shí)段集中，坡面易形成沖刷水流；二是土體結(jié)構(gòu)松散，形成過程中不具備固結(jié)壓密的條件，雨水容易下滲，土體顆粒在積累過程中易達(dá)到滑坡啟動(dòng)臨界平衡條件；三是由于土層本身易軟化的性質(zhì)，常常會(huì)發(fā)生小型溜滑，即使是平緩臺(tái)階上的土體，也不乏發(fā)生因滑移變形而引起房屋開裂的現(xiàn)象?？傮w上來看，淺表層土層具有對(duì)降雨雨量的高度敏感性[4-7]，天然狀態(tài)下一般處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，強(qiáng)降雨條件下則很容易發(fā)生滑移變形，具有體積小、數(shù)量多、密度大、易啟動(dòng)、時(shí)空分布不均勻的特點(diǎn)，典型滑坡照片見圖1、圖2。

圖1 紅層典型淺表層土質(zhì)滑坡照片F(xiàn)ig.1 Typical shallow soil landslide

圖2 紅層典型淺表層土質(zhì)滑坡照片(前緣房屋垮塌)Fig.2 Typical shallow soil landslide (house collapse at the front of the landslide)

2.2 深厚層土質(zhì)滑坡

深厚土層一般分布于山間平臺(tái)、山前平緩坡腳以及古河道、古沖溝附近等地形平緩或低洼區(qū)域，土層厚度與周邊土體存在顯著差異，其形成方式及其環(huán)境特點(diǎn)主要有以下幾類：

一是前緣具有明顯臨空面的深厚土層，往往為古滑坡形成的堆積物，全風(fēng)化后演變成粉質(zhì)黏土或黏土，土層仍保持一定的似層狀性質(zhì)，規(guī)模較大，下伏基巖一般為隔水效果較好的泥巖。

二是位于河流階地與山前坡腳交界附近的深厚土層，物質(zhì)來源以小型溜滑和坡積堆積物為主，在長期的物質(zhì)積累過程中，逐漸形成平緩連續(xù)的過渡面，物質(zhì)較均勻，土體已處于自然休止?fàn)顟B(tài)，穩(wěn)定性較好且前緣不具備明顯的臨空面。

三是位于古沖溝、古河道以崩坡積物為主的深厚土層，土層雜亂無章、結(jié)構(gòu)松散，含數(shù)量不等的巨石、塊石等，底部軟弱帶較厚，往往摻雜一定厚度的淤泥，穩(wěn)定性通常較差，但此類型堆積物土層一般很少見。

如巴中市某在建工程滑坡(圖3～圖5)，滑坡縱向長約400 m，橫向?qū)捈s300 m，滑體平均厚度達(dá)22 m，最厚處達(dá)28.6 m?；聟^(qū)地形平緩，中部至前部有約長250 m、平均坡度僅為4°的大范圍平緩區(qū)，中后部有長約150 m、坡度約13°的稍陡區(qū)域。根據(jù)勘查資料，滑體具有明顯的分層性質(zhì)，上層為黃褐色粉質(zhì)黏土，下層為一灰綠色粉質(zhì)黏土，但黏性較上層高；同時(shí)，滑坡范圍基覆界面高程低于周圍相應(yīng)基覆界面高程，因而界面處易于富水。因工程建設(shè)場平需要將前緣坡腳大范圍土體挖除，開挖前雖已采取抗滑樁預(yù)支擋，但支擋設(shè)計(jì)時(shí)對(duì)整個(gè)斜坡穩(wěn)定性的估計(jì)不足，平緩的地形地貌容易造成斜坡穩(wěn)定性極好的假象，導(dǎo)致場平開挖后，前緣部分區(qū)域開始發(fā)生變形，但仍未引起建設(shè)單位注意，未能及時(shí)采取反壓措施，數(shù)月后引發(fā)斜坡向前整體滑移了20余米，抗滑樁被剪斷，支擋工程報(bào)廢。

圖3 某在建工程深厚層土質(zhì)滑坡全景照片F(xiàn)ig.3 Panoramic photo of deep layer of soil slope at the construction land

圖4 某在建工程深厚層土質(zhì)滑坡前緣照片F(xiàn)ig.4 The front of deep layer soil slop in the construction land

圖5 某在建工程深厚層土質(zhì)滑坡剖面圖Fig.5 Cross-section of deep soil landslide in a project under construction

深厚土層基覆界面處的軟弱層中，當(dāng)某處軟弱帶發(fā)生變形后，其抗剪強(qiáng)度迅速衰減，對(duì)周邊巖土的側(cè)限作用減弱，并逐漸向周邊發(fā)展，當(dāng)外界條件繼續(xù)惡化后，將引發(fā)大面積土體滑移。

2.3 緩傾順層巖質(zhì)滑坡

緩傾順層巖質(zhì)滑坡主要分布在寬緩隔檔式褶皺的兩翼，巖層傾角多處于12°～28°。從歷次巖質(zhì)滑坡發(fā)生的情況上看，其具有規(guī)模大、爆發(fā)強(qiáng)度劇烈、破壞性強(qiáng)、危害大以及滑坡征兆難以捕捉等特點(diǎn)。

紅層巖體結(jié)構(gòu)以厚層砂巖夾泥巖、厚層泥巖夾砂巖和砂泥巖互層三類為主，巖體整體較完整，具有較強(qiáng)能量積蓄能力，同時(shí)強(qiáng)降雨時(shí)往往伴隨著高水頭壓力，因此緩傾順層巖質(zhì)滑坡發(fā)生時(shí)一般具有啟程彈沖性和行程高速性的特點(diǎn)，滑坡體上房屋能瞬間被摧毀，而滑坡啟動(dòng)能量積蓄過程中變形征兆不明顯或不易發(fā)現(xiàn)，是災(zāi)害防范與監(jiān)測(cè)的難點(diǎn)。

如巴州區(qū)棗林鎮(zhèn)漁江居委會(huì)田家壩順層基巖滑坡，滑坡縱向長約450 m，橫向?qū)捈s300 m，滑體平均厚度約15 m，屬大型基巖滑坡。滑坡區(qū)位于南陽背斜翼部，巖層傾角達(dá)22°，受河流沖刷影響，前緣早已形成一較好的臨空面，但因巖層傾向與河流流向呈55°斜交，右側(cè)山體對(duì)滑坡具有一定的斜向阻擋作用，因而山體長期以來滑坡尚能保持相對(duì)穩(wěn)定的狀態(tài)。后期由于人類工程活動(dòng)，尤其是高速公路建設(shè)對(duì)坡腳的高位切坡，斜坡穩(wěn)定性再度削弱。2011年“9·18”強(qiáng)降雨條件下，斜坡發(fā)生大面積山體滑移，變形最強(qiáng)烈區(qū)域向前滑移了近30 m，上下錯(cuò)落高差達(dá)20 m，造成斜坡中部一磚房拉裂倒塌，后緣磚廠倒塌，前緣大量民房損壞，已有高速公路工程建設(shè)成果報(bào)廢。

3 紅層地區(qū)滑坡防范措施

3.1 重視水的作用，強(qiáng)化排水措施

滑坡歷來就有“十滑九水”之說，水對(duì)滑坡的作用無疑是至關(guān)重要的。因此，合理疏導(dǎo)坡體匯水是紅層地區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)首要考慮的重要措施[8]，尤其是對(duì)位于低洼、平緩開闊區(qū)域或平緩臺(tái)階上的因自然因素引發(fā)的滑坡隱患點(diǎn)，做好排水措施往往就能達(dá)到穩(wěn)定滑坡的目的。常見的排水措施，主要以截排水溝為主，其設(shè)置應(yīng)注意以下幾項(xiàng)事項(xiàng)：一是截排水溝應(yīng)盡量選擇在土層厚度相對(duì)較薄、場地穩(wěn)定性較好地方，避免因水溝開裂而成為集中滲流源，反而促進(jìn)了斜坡土體的滑移；二是設(shè)置在土層上的排水溝，應(yīng)將排水溝周圍土體夯實(shí)，將軟土挖除換填；三是長的橫向截水溝應(yīng)盡量多設(shè)置幾處排水出口，避免因一處堵住而群體遭災(zāi)；四是對(duì)于大面積滑移區(qū)域，不宜單獨(dú)設(shè)置環(huán)形截排水溝，可設(shè)置如樹枝狀排水系統(tǒng)，及時(shí)將斜坡匯水排出坡外；五是注意溝道清理和維護(hù)，發(fā)現(xiàn)滲漏嚴(yán)重的地方應(yīng)及時(shí)修補(bǔ)。

3.2 淺表層土質(zhì)滑坡防范措施

淺表層土質(zhì)滑坡單個(gè)災(zāi)害體影響范圍十分有限，易于避讓，危險(xiǎn)性一般較小，其主要威脅對(duì)象為農(nóng)村土坯房，滑坡發(fā)生時(shí)很容易造成土坯房垮塌，而對(duì)于磚混框架結(jié)構(gòu)，房屋本身具備承受小型淺表層滑坡沖擊的能力，往往以輕度或中度變形開裂為主，很少引起房屋垮塌。小型淺表層滑坡的防治相對(duì)較容易，落實(shí)好監(jiān)測(cè)預(yù)警、設(shè)置簡單的支擋、排水工程，同時(shí)配合合理的建設(shè)布局，一般都可以解決此類災(zāi)害的防范問題；但如若不加重視、防災(zāi)意識(shí)薄弱，也會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的房屋開裂，甚至發(fā)生人員傷亡事故，尤其是當(dāng)連續(xù)強(qiáng)降雨后，連片的淺表層滑坡將集中誘發(fā)，若受威脅人員仍不懂得避讓，將會(huì)引發(fā)人員傷亡事故。

針對(duì)巴中市農(nóng)村土坯房屋分布較分散的特點(diǎn)，淺表層土質(zhì)滑坡的防范措施建議如下：一是位于土體上的主要排水溝不要過于靠近房屋，一般應(yīng)保持距離房屋10～20 m較為合適，特殊條件如溝底為基巖時(shí)可另行考慮；二是做好屋后斜坡的簡易支擋工程，用于淺層土質(zhì)滑坡攔擋、壓腳，淺表層土層滑坡因滑坡推力較小，這些簡單的支擋工程可起到良好的防范效果；三是做好基層社區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)宣傳工作，強(qiáng)降雨條件下主動(dòng)就近避讓，同時(shí)養(yǎng)成時(shí)常檢查房屋后部斜坡是否存在變形的良好習(xí)慣。

3.3 深厚層土質(zhì)滑坡防范措施

根據(jù)深厚土層分布及災(zāi)害發(fā)育特點(diǎn)，引發(fā)深厚層土質(zhì)滑坡的主要外界條件為強(qiáng)降雨時(shí)的強(qiáng)匯水條件、地表排水不暢和工程建設(shè)的大范圍土體開挖，因此，深厚層土質(zhì)滑坡防范可采取如下措施：一是設(shè)置合理的排水體系，由于深厚土層區(qū)域一般地形平緩低洼、土質(zhì)肥沃、耕種條件較好，地表排水極為不暢，也常常會(huì)設(shè)置數(shù)量不等的灌溉蓄水池，因此，因地制宜設(shè)置多條截排水溝、及時(shí)將低洼處匯水排出、形成健全的截排水系統(tǒng)，同時(shí)與灌溉蓄水池(嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)防滲要求設(shè)計(jì))相互連接，既能滿足民用灌溉需求，又能達(dá)到減輕滑坡災(zāi)害啟動(dòng)的風(fēng)險(xiǎn)；二是工程建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估時(shí)，要立足于整體地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性開展評(píng)價(jià)，從微地形地貌中細(xì)致分析研究深厚土層的物質(zhì)來源，針對(duì)性的提出防災(zāi)措施；三是工程勘察時(shí)不應(yīng)僅局限于工程建設(shè)范圍內(nèi)，應(yīng)對(duì)斜坡整體進(jìn)行勘察，科學(xué)評(píng)價(jià)斜坡整體穩(wěn)定性；四是工程建設(shè)開挖時(shí)，要對(duì)基覆界面在非降雨時(shí)期也可能因長期富水而形成軟弱帶有足夠的估計(jì)，尤其是當(dāng)開挖揭露有厚層軟弱帶或下層與上層巖土存在明顯差異的軟弱巖土?xí)r，應(yīng)謹(jǐn)慎開挖、保守預(yù)估斜坡的整體穩(wěn)定性，強(qiáng)化斜坡監(jiān)測(cè)，出現(xiàn)變形時(shí)及時(shí)采取反壓措施。

3.4 緩傾順層巖質(zhì)滑坡防范措施

緩傾順層巖質(zhì)滑坡雖難以監(jiān)測(cè)和防范，啟動(dòng)條件更是難以預(yù)測(cè)，但其有共同的特性，：一是具有良好的剪出臨空面，臨空面走向與巖層傾向相交角度越大危險(xiǎn)性越大；二是臨空面或兩側(cè)邊界附近基巖露頭上可見明顯軟弱夾層，軟弱夾層易發(fā)展成為滑帶；三是斜坡中部或后部裂隙發(fā)育，局部存在長大構(gòu)造裂隙或拉裂縫，強(qiáng)降雨條件下易形成高壓水頭；四是工程建設(shè)對(duì)坡腳開挖后按主動(dòng)土壓力設(shè)置的支擋工程，往往抵擋不住大型基巖滑坡啟動(dòng)時(shí)的強(qiáng)大推力。

因此，巴中市紅層區(qū)域緩傾順層巖質(zhì)滑坡防范時(shí)首先要對(duì)斜坡臨空面進(jìn)行調(diào)查，是否具有發(fā)生基巖滑坡的條件；其次，要立足于斜坡整體穩(wěn)定性開展巡查調(diào)查，調(diào)查山體構(gòu)造裂隙發(fā)育程度以及是否具有后緣長大裂隙或拉裂縫，強(qiáng)降雨條件下是否有雨水在某處集中滲漏，對(duì)地表水集中滲漏處采取及時(shí)封填，并引導(dǎo)斜坡匯水避開裂縫發(fā)育處；此外，工程建設(shè)開挖要在斜坡整體穩(wěn)定性的詳細(xì)調(diào)查評(píng)價(jià)基礎(chǔ)上進(jìn)行，且應(yīng)謹(jǐn)慎開挖。

4 結(jié)語

(1)紅層地區(qū)滑坡是巴中市發(fā)育最廣泛、因?yàn)?zāi)損失最嚴(yán)重的一類災(zāi)種，主要包括淺表層土質(zhì)滑坡、深厚層土質(zhì)滑坡、緩傾順層巖質(zhì)滑坡三類。

(2)在巴中市陽光充沛、雨量集中而豐富的氣候條件下，紅層淺表層干濕交替頻繁、軟巖風(fēng)化劇烈，軟弱層帶、泥化夾層普遍發(fā)育，是紅層地區(qū)滑坡廣泛發(fā)育的基礎(chǔ)性地質(zhì)環(huán)境特征。

(3)淺表層土質(zhì)滑坡具有普遍性、廣泛性，受強(qiáng)降雨影響明顯，有即雨即滑、群發(fā)廣發(fā)、動(dòng)態(tài)變化頻繁的特點(diǎn)，主要威脅農(nóng)村土坯房以及部分結(jié)構(gòu)整體性差的房屋，其防范措施重點(diǎn)是要加強(qiáng)房屋結(jié)構(gòu)性建設(shè)以及配套所必須的輸排水、小型支擋工程等措施，同時(shí)加強(qiáng)農(nóng)村地質(zhì)災(zāi)害防治宣傳等輔助性措施。

(4)深厚土層滑坡、緩傾順層巖質(zhì)滑坡數(shù)量較少，其分布范圍各自均有相對(duì)明顯的特點(diǎn)。此兩類滑坡受長期集中強(qiáng)降雨和人類工程建設(shè)大范圍開挖影響明顯，其中由人類工程建設(shè)大范圍開挖引發(fā)的滑坡頻次最高、數(shù)量最多。因此，深厚土層滑坡、緩傾順層巖質(zhì)滑坡的防范關(guān)鍵是要加強(qiáng)滑坡周邊環(huán)境地質(zhì)調(diào)查和整體性勘查，在此基礎(chǔ)上制定合理開挖方案、工程措施和應(yīng)急策略；同時(shí)，需結(jié)合滑坡地形地貌特點(diǎn)，加強(qiáng)斜坡合理輸排水。