趙永輝

(西藏自治區(qū)水利電力規(guī)劃勘測設(shè)計研究院，西藏 拉薩 850000)

0 引言

我國西南地區(qū)河流密布，深切河谷地貌顯著。在降雨、地震等誘發(fā)因素影響下，河谷岸坡時常發(fā)育大型滑坡。特別是近兩年，滑坡發(fā)育頻率呈增高態(tài)勢。據(jù)不完全統(tǒng)計，2018—2019年，我國西南地區(qū)共發(fā)育3 處特大型滑坡地質(zhì)災(zāi)害:2018年10月11日，西藏江達縣波羅鄉(xiāng)金沙江右岸產(chǎn)生白格滑坡;2018年10月17日，西藏米林縣派鎮(zhèn)雅魯藏布江左岸色東普溝發(fā)育滑坡;2019年7月23日，貴州水城縣發(fā)生特大山體滑坡。上述滑坡均給當?shù)厝罕娙粘Ｉ顜聿槐悖斐闪司薮蠼?jīng)濟損失。鑒于此，滑坡地質(zhì)災(zāi)害一直是學者們研究的焦點。黃潤秋等通過實例總結(jié)了20 世紀以來我國大型滑坡的發(fā)生機制［1－2］;許強等借助InSAR 監(jiān)測、無人機航拍等手段分析了西藏金沙江白格滑坡變形特征［3］;涂國祥等研究了冰水堆積體在浪蝕作用下的變形破壞及失穩(wěn)機制［4］;鄧輝等利用GIS技術(shù)和信息量模型計算了滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的危險性［5］;趙永輝通過實例分析了巨型滑坡堆積體穩(wěn)定性參數(shù)的敏感度，基于有限元法和有限差分法進一步計算了滑坡堆積體的穩(wěn)定性［6－10］;馮文凱等基于滑坡基本特征，分析了西藏金沙江白格特大型滑坡形成機制及發(fā)展趨勢［11］。上述研究主要集中在滑坡自身發(fā)育特征、成因機理、穩(wěn)定性等方面，對滑坡堆積體后期侵蝕改造的研究相對較少。

本文以西藏雅魯藏布江流域嘎貢溝巨型滑坡為研究對象，基于滑坡現(xiàn)場實地調(diào)查、滑坡區(qū)域地質(zhì)資料搜集、滑坡遙感影像解譯、滑坡三維地質(zhì)建模和滑源區(qū)斜坡持平投影分析，重點研究嘎貢溝滑坡滑源區(qū)斜坡變形破壞模式和滑坡堆積體后期改造演化。

1 滑坡區(qū)域地質(zhì)背景

嘎貢溝滑坡區(qū)域地處雅魯藏布江流域嘎貢溝左岸，為高原峽谷區(qū)，河谷多呈“V”型，近NW 向發(fā)育，海拔3500 ～5000m，與區(qū)域構(gòu)造線方向斜交，如圖1 所示。嘎貢溝滑坡見圖1。

圖1 嘎貢溝滑坡區(qū)域DEMFig．1 Area DEM in Gagong Valley landslide

嘎貢溝滑坡所在區(qū)域?qū)儆趯姿箮r漿弧構(gòu)造單元，距離雅魯藏布江結(jié)合帶僅為16km，區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育下白若－幫布卡－米林斷裂、茄子弄－滾沒－色蘇斷裂、哄斷裂等。嘎貢溝滑坡區(qū)右側(cè)為正斷層，左側(cè)發(fā)育逆斷層，逆沖、推覆和走滑為區(qū)域主要構(gòu)造特征。嘎貢溝滑坡臨近右側(cè)正斷層，滑坡區(qū)以走滑構(gòu)造為主。據(jù)林芝縣幅區(qū)域地質(zhì)圖，滑坡區(qū)地層巖性主要為念青唐古拉巖群八拉巖組(Pt2－3b)，如圖2 所示。

圖2 滑坡區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造綱要Fig．2 Outline map of regional geological structure of landslide

2 滑坡基本地質(zhì)條件

滑坡位于嘎貢溝河谷左岸，主滑方向約為226°，滑坡堆積體縱長約1600m，橫寬約600 ～900m，估算方量約2.2×108m3?；潞缶墶⑸嫌魏拖掠蝹?cè)緣裸露花崗片麻巖(Pt2－3b)滑壁，整體呈圈椅狀，其為一處典型的巨型巖質(zhì)滑坡?；露逊e體堵塞整個河谷，形成高約130m 的堰塞體，其上游為面積約1.2×105m2的堰塞湖，下游分布高差約50m 的嘎貢溝瀑布，見圖3。

圖3 嘎貢溝滑坡三維全貌［11］Fig．3 Three-dimensional panorama of Gagong Valley landslide

2.1 地形地貌

據(jù)滑坡上下游邊界山體地形地貌推測滑源區(qū)原始地形坡度約為40°～50°，坡向為SW。嘎貢溝滑坡形成后，堆積體(堰塞體)整體形態(tài)呈“喇叭狀”，其上分布馬刀樹，后期上覆崩坡積體上植被直立生長。經(jīng)歷改造演化后，堰塞體上游與下游、左岸與右岸地形地貌大相徑庭，如圖4 和圖5 所示。

堰塞體上游為縱長約2000m、橫寬約600m的堰塞湖，湖盆整體坡度較緩，地形開闊。順河流方向，湖盆高程自上游4100m 逐漸遞減至下游4000m;垂直于河流方向，湖盆高程由凸岸4040 ～4050m 逐漸過渡至凹岸4000m。堰塞體下游嘎貢溝基本保持原始地形地貌，河谷兩側(cè)山體坡度較陡，谷底高程約3500 ～3600m，溝寬僅為100 ～200m，總體呈細而長的深切“V”型河谷地貌，與堰塞體上游開闊平坦的湖盆地貌構(gòu)成鮮明的對比，如圖4 中P2和P5所示。

堰塞體左岸為河流凹岸，潰決口靠近左岸，呈“V”型，深約10 ～20m。堰塞體潰決口上端斷面分布塊碎石土，植被長勢較好;潰決口下端頂部為塊碎石土，植被長勢較好，其下伏花崗片麻巖被堰塞湖自然泄流下切侵蝕為溝槽，泄流從高程4000m 近垂直流至谷底3500m 處，即現(xiàn)今嘎貢溝瀑布。堰塞體右岸為河流凸岸，整體地形平緩，主要為河漫灘及河流沉積區(qū)。因此，嘎貢溝滑坡堆積體(堰塞體)靠近左岸處為典型凹岸侵蝕地貌，靠近右岸處則為凸岸沉積地貌，如圖4 中P3和P6所示。

2.2 地層巖性

滑坡區(qū)山體巖性較單一，主要為念青唐古拉巖群八拉巖組花崗片麻巖(Pt2－3b)和滑坡堆積塊碎石土(Qdel)，少量分布崩坡積塊碎石土(Qcol+dl)。其中花崗片麻巖(Pt2－3b)為黃色～淺黃色，呈塊狀，強風化～弱風化，巖石塊體強度較高，錘擊聲音較清脆，略有回彈;滑坡堆積塊碎石土(Qdel)為灰黑色，塊碎石呈次棱角～棱角狀，母巖巖性為花崗片麻巖，堆積體局部殘留斜坡原巖結(jié)構(gòu)，較破碎，似假基巖;滑坡堆積體(堰塞體)與河谷兩岸岸坡接觸部位分布少量崩坡積塊碎石土(Qcol+dl)，呈棱角狀，松散，雜亂，母巖巖性為花崗片麻巖，如圖4 ～5所示。

圖4 滑坡區(qū)三維地質(zhì)Fig．4 Three-dimensional geological map of landslide area

圖5 滑坡A-A’地質(zhì)縱剖面Fig．5 Longitudinal geology profile A-A’of landslide

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

滑坡區(qū)地質(zhì)構(gòu)造較單一，無區(qū)域性斷裂、破碎帶等發(fā)育。據(jù)滑坡下游邊界處裸露基巖山體可知，滑源區(qū)斜坡主要發(fā)育一組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面J1，少量發(fā)育結(jié)構(gòu)面J2(產(chǎn)狀為NE30°∠60°～80°)和結(jié)構(gòu)面J3(產(chǎn)狀為SW220°∠75°)。結(jié)構(gòu)面J1 產(chǎn)狀為SW240°∠5°～30°，微張開，基本無填充。斜坡花崗片麻巖被結(jié)構(gòu)面J1、J2 和J3 切割為塊狀，山體局部沿結(jié)構(gòu)面J1 發(fā)育小規(guī)模次級滑塌，如圖6所示。由此可知，結(jié)構(gòu)面J1 嚴格控制著滑源區(qū)斜坡的變形破壞。

圖6 滑坡區(qū)地質(zhì)構(gòu)造Fig．6 Geological structure of landslide area

3 滑坡變形破壞及后期演化

依據(jù)嘎貢溝滑坡區(qū)域地質(zhì)背景和滑坡基本地質(zhì)條件可知，從滑源區(qū)原始斜坡產(chǎn)生嘎貢溝滑坡，到滑坡堆積體后期改造演化至嘎貢溝瀑布，整個滑坡變形破壞及演化過程大致分為3個階段:

(1)滑坡孕育階段:嘎貢溝滑坡滑源位于河流凹岸山體，其內(nèi)發(fā)育一組優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面J1，少量發(fā)育結(jié)構(gòu)面J2 和J3。在河水強烈侵蝕作用下，斜坡花崗片麻巖順坡內(nèi)結(jié)構(gòu)面J1 向嘎貢溝河谷方向蠕滑，鑒于變形初期，斜坡整體基本穩(wěn)定。隨著河流彎道環(huán)流沖刷淘蝕和垂向下切侵蝕作用加劇，凹岸滑源區(qū)山體前緣逐漸臨空，且在自身重力作用下順坡內(nèi)結(jié)構(gòu)面J1 的蠕滑變形加劇，致使斜坡中部和后緣結(jié)構(gòu)面J2 和J3 處產(chǎn)生拉張裂縫，斜坡整體處于極限平衡狀態(tài)，前緣局部穩(wěn)定性較差，如圖7(a)所示。

(2)滑移堵江階段:當嘎貢溝河流凹岸侵蝕作用進一步加劇，同時河流垂向下切至溝底高程約3600～3700m 時，凹岸前緣臨空面積進一步增大，斜坡巖體在自身重力作用下沿結(jié)構(gòu)面J1 整體向河谷方向極速滑移，中部和后緣結(jié)構(gòu)面J2 和J3處拉張裂縫向斜坡深部發(fā)展，且與順坡向J1 結(jié)構(gòu)面整體貫通，產(chǎn)生滑移－拉裂型遠程高速滑坡［12］。當滑體高速運動至對岸山體時，前端巖體與對岸山體剛性碰撞，致使碎裂巖體爆裂并向四面八方迸濺。同時，滑體后端拉裂所致的碎裂巖體同滑體一道向河谷方向運動，最終堆積至滑坡核后端，如圖7(b)所示。

(3)堰塞體潰決階段:嘎貢溝滑坡產(chǎn)生后，滑坡堆積體侵占并堵塞河谷，形成一道天然攔河壩(堰塞體)，其上游發(fā)育堰塞湖，下游產(chǎn)生短暫性斷流。伴隨著堰塞湖水位不斷上升，湖區(qū)凸岸(右岸)逐漸沉積，凹岸(左岸)不斷沖刷侵蝕。由于滑體在高速滑移過程中已解體，整個堰塞體為松散堆積體，加之河流的凹岸侵蝕作用，當堰塞湖水位上升至一定高度時，堰塞體與凹岸連接一端產(chǎn)生潰決，湖水自然泄流。鑒于堰塞湖湖盆與下游河谷高差達50m，且堰塞體下端為近于陡直的基巖山體，自然泄流在堰塞體下端形成嘎貢溝瀑布。此外，嘎貢溝地處青藏高原高寒區(qū)，年復一年的凍融循環(huán)不斷加劇滑坡區(qū)花崗片麻巖的風化速度，致使滑坡后緣滑壁和對岸發(fā)育碎裂松動巖體，兩岸坡腳處堆積崩坡積塊碎石土，如圖7(c)所示。

圖7 嘎貢溝滑坡變形破壞及演化過程Fig．7 Deformation，failure and evolution graph of Gagong Valley landslide

4 結(jié)論

本文通過滑坡現(xiàn)場實地調(diào)查，室內(nèi)滑坡區(qū)域地質(zhì)資料收集、滑坡遙感影像解譯、滑坡三維地質(zhì)建模和滑源區(qū)斜坡持平投影分析，初步查明了嘎貢溝滑坡變形破壞模式及后期演化過程，主要結(jié)論如下:

(1)嘎貢溝滑坡地處青藏高原岡底斯巖漿弧構(gòu)造單元，臨近雅魯藏布江結(jié)合帶，區(qū)域穩(wěn)定性較差。嘎貢溝滑坡滑源位于河谷凹岸，受河流凹岸侵蝕和垂直下切作用，河谷斜坡前緣不斷臨空，斜坡巖體在自身重力作用下向河谷滑移，形成嘎貢溝巨型滑坡。堰塞體同樣在河水凹岸侵蝕下于左岸坡腳處產(chǎn)生潰決口。因此，河水對河谷凹岸的侵蝕作用不僅加劇了嘎貢溝滑坡的孕育和形成，而且控制了滑坡堆積體的后期改造演化。

(2)嘎貢溝滑坡的產(chǎn)生受滑源區(qū)J1 優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面嚴格控制，其變形破壞模式為順J1 優(yōu)勢結(jié)構(gòu)面的滑移－拉裂。嘎貢溝滑坡主要經(jīng)歷三個演化階段:滑坡孕育階段;滑移堵江階段;堰塞體潰決階段。嘎貢溝滑坡演化過程研究勾勒出一條以“滑坡－堵江－淹沒－洪水”為主線的地質(zhì)災(zāi)害鏈。

通過對西藏雅魯藏布江流域嘎貢溝滑坡、2018年西藏金沙江白格滑坡和雅魯藏布江色東普溝滑坡演化過程進行對比研究發(fā)現(xiàn)，上述三處滑坡演化過程皆體現(xiàn)出“滑坡－堵江－淹沒－洪水”鏈式地質(zhì)災(zāi)害連鎖反應(yīng)的特點。因此，滑坡災(zāi)害防治不僅要針對滑坡體本身，而且應(yīng)充分考慮滑坡產(chǎn)生后的災(zāi)后效應(yīng)。