地质灾害防治技术
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2.1.4 四川都江堰三溪村“7·10”高位山体滑坡成因探讨

四川都江堰市中兴镇三溪村“7·10”突发特大型高位山体滑坡,该滑坡点植被茂密,此前从未发生过地质灾害,具有很大的隐蔽性,多家地勘单位分别在2005年、2008年、2009年、2010年、2012年、2013年多次地质灾害排查和调查中,均未确定此处为地质灾害隐患点。2008年后都江堰市针对滑坡等隐患设立了400个观察点,但事发的五里坡并未设置观测点,因为这里植被茂盛,被排除在易发生次生灾害的山体范围外。因此,该滑坡的成因就具有一定的典型性。

1.地形地貌条件

“7·10”高位山体滑坡区位于四川省中部的青藏高原东缘龙门山到成都平原的过渡地带,地势西北高、东南低,从龙门山到成都平原海拔相对高差达3990m(见图2.7)。中兴镇属于过渡带上的中山区(海拔1000~3500m),地层主要由砂岩、灰岩及部分砾岩组成。地貌明显受地层岩性和地质构造的控制,以河谷构造侵蚀堆积地貌、褶皱断裂构造侵蚀地貌、侵入构造侵蚀剥蚀地貌为主,陡坡坡长,厚层砂岩及厚层砾岩常形成陡坎或陡崖,斜坡稳定性较差;处于断裂构造部位有大型的滑坡或崩塌发生。滑坡区处于五里岗自然缓倾白垩系砂砾岩顺层斜坡上,走向N15°E,岩体节理、裂隙、层面受地震和风化影响较破碎,为滑坡的发生提供了有利的地形条件。

滑坡位于一自然斜坡的反倾坡地带,滑坡点植被茂密,坡体位置高差逾200m,难以抵近观测,此前多次地质灾害排查时,均没有发现这里有地灾隐患,历史上也未发生过大型地质灾害。而且滑坡点与三溪村一组最近的房屋相距约500m,有足够的安全距离,实难预料会造成如此大的损失。

2.地质构造

区内受青藏高原挤压变形和龙门山山前断裂、映秀-北川断裂的影响,地质构造复杂,断裂带发育。NE向的茂汶断裂(F1)、映秀-北川断裂(F2)和彭灌断裂(F3)为区域性大断裂,贯穿研究区的中部和西部,长约40km。断裂破碎带及破碎影响带较宽(约30km)。断裂壁、断层三角面较发育,常切割较坚硬的岩层而形成陡坎和陡崖,为地质灾害发育提供了基本条件。其中映秀—北川断裂在区内断层面向北西倾斜,倾向300°~330°,倾角50°~60°,彭灌断裂在区内长约50km,走向为NE30°~60°,平均约为45°,断面倾向310°~330°,倾角45°~53°,属压扭性断层。

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图2.7 滑坡区位置及邻区地质环境

F1—茂汶断裂;F2—映秀-北川断裂;F3—彭灌断裂

3.地层岩性条件

滑坡点出露基岩为砾岩,岩体强度大,加之植被极为茂密,灾害具有很强的隐蔽性。区内地层除缺失奥陶系外,从元古界到第四系均有出露,总厚度达2万m,分布面积最广泛的有三叠系、侏罗系、白垩系、第三系、第四系地层。出露的砂砾岩等地层抗风化能力弱,被强烈风化、破碎,形成陡坎或陡崖导致斜坡上岩体的自稳性较差,容易发生滑坡崩塌等灾害。

4.降雨

滑坡所在的都江堰地区雨量充沛,多年平均降雨量为1225.4mm,最多年份达1605.4mm(1978年)。降雨的月份分配不均;5—9月为雨季,降雨量占全年的77.7%,其中7—8月最多,占全年雨量的45.9%,接近全年雨量的一半。本次“7·10”高位山体滑坡的发生时间就是7月。月降雨最大592.9mm(1981年8月),单日降雨量最大213.4mm(1980年6月29日)。降雨天数极端最多月达30d(1961年10月),全月无雨日仅出现在1963年1月。一次最大连续降水日数为33d(1954年9月8日—10月10日),累计降水量339.3mm。距离三溪村滑坡最近的雨量站位于都江堰市幸福镇幸福村气象台站,该台站记录了7月7日晚8时到10日早8时累计雨量为920mm,截至11日早8时的累计雨量为1105.9mm,为长时间特大暴雨量级。据统计,2013年8日20时—10日20时,都江堰35个点位雨量达到250mm以上,12个点位雨量达到500mm以上,累计最大降雨量为1059mm,“三天下了近一年的雨”,是1954年当地有气象记录以来雨量最大的一次降雨。

持续特大暴雨形成的坡面地表水大量汇入山体内部的贯通性裂缝,形成高水头压力,地表水迅速下渗土体后,土体达到饱和,自重增加,降低抗剪强度,产生动水压力和孔隙水压力。在此推动下,滑坡体突发高位下滑超过100m、平滑超过50m,掩埋了500m外三溪村一组的农房。四川省都江堰市官方2013年10月11日召开发布会称,长时间特大暴雨是“7·10”特大高位山体滑坡的主要原因,滑坡发生前后降雨量见图2.8。

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图2.8 都江堰三溪村滑坡发生前后降雨量图(7月降雨情况)

5.地震

汶川地震造成山体震裂,山顶形成了裂缝,而当地植被条件又非常好,裂缝没有被发现,7月8日以来的持续特大暴雨形成的坡面地表水,大量汇流渗入到震裂山体的贯通性裂缝,形成高水头压力,在其推动下,坡体突发高位滑动。因此,该滑坡为一特殊地质和降雨条件下形成的特大型高位滑坡自然灾害。