DOI ：10.16031/jki.issn.1003-8035.2021.02.02
窦晓东1，张泽林2
（1. 甘肃省地质环境监测院，甘肃 兰州 730000；2. 中国农业大学水利与土木工程学院，北京 100083）
摘要：2019年7月19日18时许，甘肃舟曲县垭豁口滑坡复活，约3.92×106 m 3的滑体顺坡而下，迅速流入岷江，堵塞河道，造成河道水位上升，江边公路中断，滑坡变形持续至8月中旬。基于野外勘察、遥感解译、钻孔勘探等方法获取了滑坡变形的基本特征，并开展了滑坡监测工作，并结合气象资料，探讨了该滑坡复活原因及启动机制。初步研究认为，该滑坡为降雨诱发。通过对滑坡变形历史进行梳理，结合滑带证据，滑坡复活机理可概括为：首先上部块体缓慢蠕变，降雨后发生塑性流滑；其次，因上部滑体堆积在滑坡中部，造成中部平台堆载，引发中部滑体变形；最终一滑而下，刮产连带下部滑体坠入河道。滑坡的上中下三部分滑体逐步被激活，最初缓慢变形，随后加速启动。滑坡变形模式为蠕滑—拉裂—流滑。对滑坡变形过程和机理的初步判断为滑坡灾害应急处置提供了科学依据。关键词：垭豁口滑坡；舟曲县；蠕动；流滑 中图分类号： P642.22 文献标志码： A 文章编号： 1003-8035（2021）02-0009-10
Mechanism and causal analysis on the Yahuokou landslide reactivation and causes (Zhouqu County, Gansu, China)
DOU Xiaodong 1，ZHANG Zelin 2
（1. Geological Environmental Monitoring Institute of Gansu Province , Lanzhou , Gansu 730000, China ；2. College of Water
Resources and Civil Engineering , China Agricultural University , Beijing 100083, China ）
Abstract ：The report described a recent landslide happened in Zhouqu Country, China. At 18: 00 pm Beijing time, on July 19,2019, the Yahuokou landslide was reactivated, about 3.92 × 106 m 3 of debris slumped from the slope caused Minjiang River channel blockage, water level rise, and road interruption. Fortunately, nobody was injured. In order to seek the geomorphologic and stratigraphic characteristics, the reactivated causes and the dynamics mechanism of the landslide, field survey, remote sensing image, drilling prospecting, landslide monitoring and rainfall data analysis were conducted. The outlook of the landslide event was given. Evidences of the sliding zone indicated the landslide is a flow-slide deformation pattern. The landslide mechanism is summarized as: firstly, slow plastic flow-slide occurred in the upper sliding body. Then the platform in
the middle gentle slope was preloaded by the post upper part failure deposits, resulting in the “cutting and filling ” effect. The failure form is creep-tension cracks-debris flow-slide. At last, the block on the lower part slumped. Specifically, the upper, middle and lower parts of the landslide all transferred stress in this mode, being activated step by step, and slowly slumped into the river.Keywords ：Yahuokou landslide ；Zhouqu County ；slumped ；flow slid
收稿日期：2020-04-03； 修订日期：2020-04-17基金项目：国家自然科学青年基金(41902269)
第一作者：窦晓东（1984-），男，甘肃兰州人，学士，高级工程师，主要从事地质灾害研究。E-mail ：****************
通讯作者：张泽林（1984-），男，宁夏银川人，博士，讲师，硕士生导师，主要从事地质灾害研究。E-mail ：****************
第 32 卷 第 2 期中国地质灾害与防治学报
Vol. 32 No. 22021 年 4 月
The Chinese Journal of Geological Hazard and Control
Apr., 2021
0 前言
老滑坡是斜坡长期变形稳定后的产物，通常处于稳定状态，但不排除在其他外部因素诱发下复活[1 − 2]。老滑坡的复活多是受降雨、地震、河流侵蚀、冰雪冻融、人类工程活动引起，目前尤为常见。陇海铁路沿线、川藏公路沿线、关中天水盆地以及舟曲县均存在多处老滑坡，这些老滑坡的活动迹象一直是工程建设关注的主要问题[2 − 8]。
舟曲县位于甘肃省南部，处于中国西藏高原隆起的东北缘，属西秦岭南部构造带。舟曲县因其特殊的地形、岩性和地质构造，是长江中上游著名的滑坡易发区域。由于气候多变、地震频繁、山体脆弱等因素，滑坡和泥石流多发。它也是甘肃省乃至全国地质灾害最严重的地区之一。据1993年调查统计，舟曲县发生山体滑坡100多起，其中灾害性山体滑坡超过30处[9]
。区内曾经发生多起老滑坡复活事件，例如，舟曲县峰迭乡水泉沟西南滑坡受2010年泥石流影响，局部发生变形，滑坡前缘受到降雨冲刷，具有一定危险性[10]
。舟曲南桥滑
坡，属碎屑流滑坡，近二十年来有活动迹象，受降雨和地
震影响，有蠕动变形特征
[11]
。舟曲锁儿头滑坡一直在发
中频炉炼钢生变形，受降雨影响活动性明显，目前的已对该滑坡进行了长期监测，监测显示滑坡位移与降雨量呈增长趋势[12]。舟曲泄流坡滑在2008年汶川地震后开始活跃，该滑坡属顺层页岩滑坡，缓慢蠕动变形，近年来受到降雨的影响，有复活趋势[13]。舟曲南峪江顶崖滑坡在长期
的降雨影响下，以及河流侵蚀坡脚，经过持续的活动变形，在2018年7月12日发生复活[1]。以上滑坡均受到了2008汶川地震影响，导致该地区脆弱的地质环境急剧恶化，加剧了地层结构的破坏，增加了松散的岩屑和沉积物。县城老滑坡所在坡体有变形产生，随后一些滑坡发生复活，尤其是降雨季节滑坡的稳定性问题显得尤为重要。
北京时间2019年7月19日晚18时，垭豁口滑坡复活，约3.92 × 106 m 3滑体顺坡而下，堵塞河道，造成河水位上升，交通中断。这次滑坡只是局部以流滑形式产出，整体还处于变形阶段。该滑坡的关键问题在于：(1)它的复活原因；(2)特殊的动力学机制；(3)特殊的地貌和地层特征。鉴于此，本文主要报道2019年7月垭豁口滑坡事件的发生原因，并探讨滑坡的形成机制，以期为工程应急处置和具体工程防治提供借鉴。
1 地质环境特征
垭豁口滑坡区位于甘肃省舟曲县境内，舟曲县属于构造侵蚀地貌，山高谷深，沟壑纵横，该区的地质特征和岩性单元主要受构造活动和地震活动影响较大。舟曲县历史上常发生强烈地震，历史记录中曾发生过16次M s ≥7.0级的地震。垭豁口滑坡位于在两条走滑断层之间，研究区内的两条走滑断层分别呈近东西向和北东向（图1）。舟曲县年平均降雨量为435.8 mm ，汛期6—9月降雨量通常高于平均值。汛期时最大日降水量63.3 mm ，最大小时降水量47.0 mm 。
河流堆积物河流
建筑物
下石炭统
C 1C 2-3
D 1中石炭统中泥盆统
断层
老滑坡区域
2019.7月滑坡复活区域
D 1
C 1蓝牙对讲
C 2-3
图 1 滑坡工程地质平面图
Fig. 1 Landslide engineering geological plan figure
· 10 · 中国地质灾害与防治学报第 2 期
研究区可见地层为下石炭统板岩、中—上石炭统灰岩、泥盆系千枚岩板岩和第四系冲洪积物。垭豁口滑坡周边基岩主要为下石炭纪的泥质板岩。这类岩体风化严重，易于形成黏土质风化层，并且遇水时膨胀，抗剪性能极差。滑坡前缘为岷江，由南向北流动。滑坡周边、坡脚处以及滑坡对岸有部分建筑物（图1）。研究区内坡体破碎，结构松散，斜坡较陡。总体而言舟曲县地质环境脆弱，水土流失较为严重。地层一直遭受断层活动、历史强震、降雨以及人类工程活动的影响。因此，舟曲县是甘肃乃至全国地质灾害发育的地区。
垭豁口滑坡1989年首次发生时，形成了堰塞湖，造成过严重灾害。本次通过遥感解译，并结合野外详细勘察，查明了原始滑坡以及新复活滑坡的边界。图2为摄于2019年6月30日的垭豁口老滑坡全景图。
2 2019年复活的垭豁口滑坡
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根据滑坡工程地质图（图1），处于休眠期的垭豁口滑坡前后缘海拔分别为1 300 m 和1 960 m ，滑坡东西长约1.3 km ，滑坡覆盖面积约0.197 km 2。而2019年复活后的垭豁口滑坡覆盖面积约0.33 km 2。图3（a ）和图3（b ）分别为垭豁口滑坡2019年复活前后的遥感影像图，表1为垭豁口滑坡历史变形破坏事件统计。
图 2 垭豁口滑坡地貌景观
Fig. 2 The panorama of Yahuokou landslide
B1
B2
B3
Date: 31/7/2019
Date: 31/6/2019
B
A
下部
复活的滑坡
B1
200 m (a) 复活前
(b) 复活后
上部
中部
2021年窦晓东 ，等： 甘肃舟曲垭豁口滑坡复活机理及成因探讨
· 11 ·
历经多日连续降雨后，2019年7月19日垭豁口滑坡发生复活，约3.92×106 m3滑体一滑而下，堆积坡脚堵塞河道，向坡前推移约45 m，300 m长的公路被滑坡摧毁。滑坡可见高陡后壁，滑动方向约为120°，坡体平均坡度30°，坡度较缓，滑体平均厚度约为20 m（图3）。坡脚堆积的滑体坠入岷江，滑坡前缘剪出口清晰可见，剪出口岩体为揉皱的灰质板岩，层理清晰，局部覆盖碎石土。滑坡下部开口宽度约400 m，中部较窄200 m。中部滑坡流滑区域狭长，前缘堆积体从平面图上看呈现出近似扇形堆积体。滑坡上部区域分为南北两块，见图3（b），此次滑坡发生主要来源于南部区域。
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在2019年7月19日之前，滑坡就存在变形迹象。2019年7月16日至19日期间，滑坡上部可见明显裂隙，而在滑坡下部，路基也有鼓胀现象。在7月19日滑坡下滑后，第二天，上部滑体仍然有变形，滑体又向前推移了10 m，毁坏道路及农田。并且滑坡下部排水渠道也被破坏，部分滑体涌入河道，见图4（a）—图4（c）。
垭豁口滑坡自复活后，变形持续发生，滑坡整体还有可能滑动，因此，对该滑坡进行详细的应急调查，清理了河道淤积滑体，并且通过钻探查明了滑坡地层，并在钻孔中布设了滑坡滑速监测仪，见图3（b）。
自7月至8月滑坡一直有活动迹象，监测数据显示（图5），自7月21至8月3日，滑坡上部块体滑速逐渐降低，并趋于稳定。但是，自7月21日至7月30日，滑坡中部和下部块体的滑速达到了0.9 m/h。
8月9日至8月12日，滑坡又发生变形，坡体中下部小路已被冲毁。滑坡体处于蠕动状态，前缘变形区向岷江扩展（图6）。到8月14日至8月16日，滑体前缘南侧裂缝增大、逐渐拓宽，隆起高度增加，偶有碎屑流坠入河中。滑体松散堆积物逐渐坠入河中，堵塞部分河道，原先8～10 m宽的河道变窄至4.8 m。8月15日15时至8月16日7时，滑坡后缘产生1.6 cm裂隙。滑坡中部产生了1 m滑动，平均速度为0.1 m/h。而滑坡下部滑塌了1.83 m，平均速度为0.2 m/h，滑坡前缘向河流推进0.8 m。随后监测到滑体滑动速度有所下降，至8月16日午时后，滑体的滑速度下降到0.1 m/h以下。图5也说明了7月30日至8月14日之间，降雨确实对滑坡活动产生了一定的影响。
表 1 垭豁口滑坡变形破坏事件统计
Table 1 Approximate timeline of slope deformation and failure at the Yahuokou landslide 时间轴垭豁口滑坡活动特征
1989年滑坡首次滑动，堵塞河道形成堰塞湖
2019-07-16斜坡中部可见20 cm裂缝，并且该部位30 m的下部土方松动。
2019-07-17在斜坡下部的路面上可见22 cm的裂缝
2019-07-18道路塌陷，滑体向前移动约20 m，堆积宽度约30 m。
2019-07-19滑坡再次发生。在中间部分，滑体向前推动45 m，宽度为50 m。一条300 m长的公路在滑坡的前缘被毁。滑坡体积约3.92×106 m3，主体距岷江100 m。
2019-07-20滑体又向下推动了10 m，道路周围的农田都发生变形。
2019-07-21安装了滑坡监测仪器(图3)
2019-08-09—12滑坡仍在变形。滑坡体处于连续滑动状态，前缘变形区向岷江扩展。
2019-08-14—16
滑坡前缘和中部裂隙增大、变宽，隆起高度增大，偶有碎块落入河中。山体滑坡的松散堆积物坠入河中堵塞宽度约4～8.5 m，部分河道窄至4.8 m。河道上下游水位差约0.4 m，河床略有抬升。
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滑体
老滑坡
复活的滑坡
复活的滑坡
液体测量2黑暗中文版河流堆积物
滑体
石灰质板岩钻孔
基岩
原剖面线
剖面AB
剖面A11B
剖面A1B1
B1
B2
B3
B3
C
1
Q4
44°52°
监测仪器
复活后剖面线
河道0200400600800 1 000 1 200 1 400 1 600 1 800 2 000 2 200 2 400
工程地质剖面图
距离/m
图 3 滑坡发生前后遥感影像图及工程地质剖面图
Fig. 3 Remote sensing images and profile of the Yahuokou landslide
· 12 · 中国地质灾害与防治学报第 2 期
滑坡前缘河床轻微隆起，河道上下游水位差约0.4 m 。此时开展了第二轮应急抢救，使用挖掘机清理河道及道路滑坡堆积体。8月16日后，滑体中部滑速小范围内波动，滑坡仍处于蠕变阶段。值得庆幸的是，复活的滑坡只造成了部分经济损失，未造成人员伤亡。
3 滑坡机理探讨
垭豁口滑坡属碎屑流，滑距较长，见图3（c ）。滑坡基岩为反倾的碳质板岩，滑坡体主要为板岩碎屑以及部分黏土。钻孔揭示滑坡体岩性由上至下依次为：上层为碎石土和卵砾石，中部为灰黑砾石及黏土，砾石多为板岩岩屑；下部为含水较高的风化灰板岩。钻孔岩心
(a) 滑坡下部变形特征(b) 滑坡下部变形特征
(c) 滑坡前缘及河道变形特征
图 4 2 019.07.16—22日垭豁口滑坡变形的证据
Fig. 4 Field evidences and damages caused by the landslide reactivation in 16—22 July 2019
日期
降雨量
下部中部上部20
19-
08-27
20
19-
09-1020
190
19-
07-30
20
19-
08-13
图 5 滑坡位移及降雨监测数据
Fig. 5 Data of landslide displacement monitoring and regional rainfall
2021年
窦晓东 ，等： 甘肃舟曲垭豁口滑坡复活机理及成因探讨 · 13 ·
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