九寨沟县某公路边坡地质灾害形成机理分析

九寨沟县某公路边坡地质灾害形成机理分析

陈淋册1朱建鹏2李煜东3

1四川省冶金地质勘查局水文工程大队四川成都611730

2青海省地质调查局青海西宁810000

3重庆市地质环境监测总站401122

摘要：本文通过野外实地调查及必要的勘探手段措施，结合研究区域内的地形地貌、地层岩性、地震作用、大气降雨及人类工程活动等多因素综合分析，得到九寨沟县某公路边坡灾害形成机制及未来发展趋势，从而为下一步该边坡治理提供依据。

关键词：公路边坡；地质灾害；形成机理

1研究区地理位置及交通条件

九寨沟县位于四川省阿坝州东北部，也是青藏高原东北部，岷山山脉的东部、龙门山山脉的西北部。北边、东北边及东边都与甘肃迭部、舟曲县及文县交界，南边分别与松潘县、平武县接壤，西边与若尔盖县相接，东西方向达93公里，南北方向达89.83公里，总面积约5286平方公里。区域内交通较发达，与外界联系较方便。

2研究区气象水文概况

2.1气象

九寨沟县位于川西北山区，气候受地形影响显著，年降水量和暴雨在四川境内属偏少地区。雨量少但降雨集中，常出现局地性暴雨和冰雹。县城年均降雨量552.3mm，降水集中在雨季（5-9月），约占全年降水量75%。据县气象站25年观测资料，年最大降水量750.2mm（1990年），最小降水量仅359.2mm（1996年），七月份降水量最多，为100.5mm，日降水量大于30mm的暴雨每4年可有3次，其中日降水量大于50mm的暴雨25年来只出现过三次，观测最大一日降水量为51.3mm。

因山区地形复杂且区域内易产生少见的高强度暴雨天气，为境内滑坡地质灾害产生提供了必要条件。

2.2水文

九寨沟县地处嘉陵江水系西支涪江水系西源白水江，境内河流发育。据统计，县内较大河流有4条，其次为11条较大溪沟。因区内自然条件特殊，谷深坡陡，切割强烈，加之雨水月季差异大，境内径流在年均和月、季之间分配不均。地表水对坡面冲刷、下渗，地下水位升高，都会增加土体含水量，从而降低岩土体稳定性。河流对坡脚冲刷、侵蚀，易使边坡失去支撑而失稳。地表水、地下水活动是区域内滑坡地质灾害高发的主要因素之一。

3研究区地质环境条件

3.1地形地貌

九寨沟地貌按成因类型划分，区内地貌可划分为构造侵蚀高山地貌、构造侵蚀中高山地貌和构造侵蚀地貌。构造侵蚀高山地貌主要分布于白水江东部、县城西南部及黑河与白河流域间山顶。山脉沿走向起伏变化较大，山势浑园，山梁走向近东西，坡度一般50º以上，山坡陡峭，沟谷多呈“V”型谷。构造侵蚀中高山地貌分布于白水江和黑河两侧，沟谷中间部分，相对高差小于1500m，沟谷坡度较陡，一般在40º以上，沟谷切割较深，沟谷呈“V”型谷。构造剥蚀地貌分布于白河与黑河流域沟尾，海拔大于3000m，植被茂盛，沟谷多以草甸，坡度一般在30°以上，沟谷多呈“V”与“U”型谷混合型。研究区微地貌为白水江河流阶地地貌。

3.2地质构造

九寨沟县西、北、南三面均有明显断裂带，构造较复杂，属新构造运动强烈区，形成了一系列北东向和南北向构造体系。该区位于秦岭东西向构造带南缘，松潘－甘孜褶皱系东侧，南与龙门山北东向构造带相邻，三级不同方向构造线形成向南凸出的弧形弯曲，而九寨县城即处在构造线弯曲顶端，并主要受南北向构造断裂控制。区域内存在不同构造体系的新老构造形迹，彼此交织重迭，相互迁就利用，致使老构造支离破碎，面目全非，而新构造发育程度不等，时断时续，难成一体，同一断裂不同地段，在不同历史时期，卷入不同构造体系之中。总的来说，九寨沟县构造可分岷江南北向构造带和白马弧形构造带。

3.3地层岩性

研究区域境内出露的地层主要有第四系地层、第三系地层、特殊地层塔藏组、三叠系菠茨沟组、三叠系扎尕山组、三叠系杂谷脑、三叠系侏倭组、泥盆系雪宝顶组、石炭系西沟组、二迭系三道桥组等地层，地层岩性是滑坡发生的物质条件，它直接制约灾害发生的规模，对斜坡变形破坏起重要作用。研究区域内所涉及的地层岩性主要为第四系上更新统冲洪积层堆积物。

3.4水文地质

研究区域内地下水类型较齐全，按地下水按赋存状态分为松散岩类孔隙水、碎屑岩孔隙裂隙层间水、基岩裂隙水和岩溶水四类。松散岩类孔隙水含水岩组主要是第四系各种堆积物组成，此外结构松散的第三系也划归此类。按地貌形态、堆积成因、物质成分、岩层结构不同，富水性分两级。因松散岩类一般沿河谷、溪沟底部及山脚附近分布，受地表水影响显著，特别是在雨季地表水体涨落产生的静水压力和动水压力作用下，极易失稳下滑和遭受地表水直接侵蚀，形成滑坡和泥石流等地质灾害。碎屑岩孔隙裂隙层间水的含水岩组包括中三迭统杂谷脑组、上统侏倭组、上统新都桥组和上统罗空松多组的钙质砂岩、板岩、页岩、千枚岩和灰岩等，一般具承压性，但承压力不大。区域内地下水类型主要为松散岩类孔隙水。

4边坡基本特征及地震后地质灾害形成机理分析

4.1该边坡形态特征

该斜坡位于九寨沟县永乐镇内，白水河右岸岸坡中下部，斜坡后缘有公路通过，属于公路边坡。边坡坡脚高程1410m，后缘至岸坡上部公路处，高程1420m，高差10m，区域内地形坡度呈阶梯状，位于一级与二级阶地中部，为人工开挖形成的近乎直立陡坎。边坡中部位置有三处雨水冲刷形成的塌滑，斜坡平均宽125m、纵向长30m，坡度为70°左右，坡体厚度10～20m，总体积约7500m3，平面形态主要表现为“长方”形。据现场地质调查结合槽探等勘探手段发现，研究区域内主要出露第四系上更新统冲洪积卵石土，灰褐色，稍湿，结构稍密，厚度10～20m，骨架颗粒主要由强～中风化砂岩、灰岩碎块组成，圆～亚圆形型，一般粒径组成为：20～260mm粒径颗粒含量约占总质量的55%，余者为粉质粘土及砂砾充填。土体无明显层面，塌滑体及滑床土体基本一致。所以，该斜坡为碎石土类松散层结构边坡，威胁对象为其坡脚农贸市场。

4.2该边坡地质灾害形成机制分析

斜坡发生变形破坏因素有地形地貌、地层岩性、地震、大气降水及人类工程活动等内外部因素。斜坡区域内地层主要为第四系上更新统冲洪积层堆积物，为灾害形成提供物质基础。斜坡地段地形纵向平均坡度约70°，局部近于直立，临空条件较好，这为斜坡发生塌滑提供足够地形条件。此外，在九寨沟发生7.0级地震后，斜坡松散地层有所松动，地表水更易沿着土体缝隙入渗，对斜坡稳定性产生不良影响。水的作用是该斜坡发生塌滑主要诱发因素之一。尤其在雨季时降雨量大而集中，地表水极易沿卵石土空隙下渗，降低斜坡土体抗剪强度，增加土体自身重量，并产生动水压力等，为斜坡最后塌滑起到推波助澜作用。除以上因素外，还与人类工程活动密切相关，开挖坡脚，破坏斜坡原有应力平衡状态，也为斜坡失稳提供了条件。因此，在以上因素综合作用下，导致该公路边坡塌滑的形成、发生和发展。

5防治工程方案建议

2010年该斜坡发生过一次塌滑，对农贸市场造成严重影响。当地政府在其坡脚自建了挡墙，墙体为等厚，宽度0.8m，高度4.5m，直接砌筑在地面上未嵌入地面以下，且未经严格勘查设计，防护效果较差，特别是地震后该斜坡继续发生塌滑的可能较大。故建议实施治理工程措施，保护来往商贸人员生命财产安全。

6结论

本文通过野外实地调查及布设相应的勘探措施，分析研究区域内地形地貌、地层岩性、地震、大气降水等多因素对该公路边坡稳定性的影响，从而得到九寨沟县某公路边坡的灾害形成机制及未来发展趋势，从而为实施治理工程的必要性提供了依据。

第一作者简介：陈淋册（1990-）男，汉族，硕士，助理工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质等方面的技术及研究工作。