本文關鍵詞：國內外典型工程滑坡災害比較，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

第 32 卷第 12 期

地

質

通

報

Vol．32 ，No．12 Dec. ，2013

2013 年 12 月

GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA

國內外典型工程滑坡災害比較王 濤 ， 吳樹仁 ， 石菊松 ， 辛 鵬， 石 玲
WANG Tao, WU Shu-ren, SHI Ju-song, XIN Peng, SHI Ling
中國地質科學院地質力學研究所 / 國土資源部新構造運動與地質災害重點實驗室 , 北京 100081

Institute of Geomechanics, Chinese Academy of Geological Sciences/ Key Laboratory of Neotectonics Movement & Geohzards, Ministry of Land and Resources, Beijing 100081, China
摘要 ： 在搜集和梳理全球一個多世紀以 來 災 難 性 工 程 滑 坡 實 例 的 基 礎 上 ， 將 人 類 工 程 活 動 誘 發(fā) 的 滑 坡 分 為 4 種 基 本 類 型 和 若 干亞類 ：① 采礦工程滑坡 （ 包括地下采空型 、 露天 采 場 型 、 尾 礦 壩 及 排 土 場 型 ）；② 水 利 水 電 工 程 滑 坡 （ 包 括 庫 區(qū) 岸 坡 型 、 水 庫 大 壩型 、 灌溉工程型 ）；③ 線性基礎設施工程滑坡 （ 包括公路及鐵路工程型 、 油氣管道工程型 ）； ④ 城市建設復合型工程滑坡 。 重點 剖析了國內外著名的工程滑坡災害案例 ， 并 兼 顧 一 般 工 程 滑 坡 的 共 性 特 征 進 行 分 析 ， 綜 述 了 各 類 典 型 工 程 滑 坡 災 害 的 發(fā) 育 特 征 、 形成機制及部分處置措施 。 通過不同類型工程滑坡特征的比較分析 ， 總結了工程滑坡成災的教訓和成功處置的經驗 ， 為未 來工程項目區(qū)和城市化過程中工程滑坡的綜合防治及風險減緩提供了參考 。 關鍵詞 ： 工程滑坡 ； 采礦 ； 水利水電 ； 線性基礎設施 ； 城市建設 中圖分類號 ：P642.22 文獻標志碼 ：A 文章編號 ：1671-2552 （2013 ）12-1881-19

Wang T, Wu S R, Shi J S, Xin P, Shi L. A comparative study of typical engineering landslide disasters both in China and abroad. Geological Bulletin of China, 2013, 32(12):1881-1899 Abstract: The landslide induced by human engineering activity is classified into 4 basic types and several subclasses based on collection and combination of worldwide catastrophic engineering landslide cases over the past century. Engineering landslide classification frame work consists of the following parts: ①mining engineering landslide (consisting of underground mining, open pit and quarry, tailing dam and dump subclasses); ② water conservancy and hydropower engineering landslide (composed of reservoir bank slope, reservoir dam, irrigation engineering subclasses); ③linear infrastructure engineering landslide (comprising highway and railway as well as oil and gas pipeline engineering subclasses); ④ urban construction compound engineering type. The well -known catastrophic engineering landslide cases both in China and abroad are emphatically analyzed, and the general characteristics of common engineering landslide are overviewed. The authors systematically summarize the modes of occurrence, mechanisms and treatment measures of various engineer ing landslides. Through a comparative study of different types of engineering-induced landslides, lessons drawn from landslide failure and successful treatments are overviewed. It is hoped that these conclusions and suggestions will serve as references for engineering landslide comprehensive control and risk mitigation in the future projects and urban construction. Key words: engineering landslide; mining; water conservancy and hydropower; linear infrastructure; urban construction

Crutzen P J[1]將 18 世紀晚期工業(yè)化和城市化起
步以來全球 CO2 和 CH4 濃度日益增長 、 人類活動成 為影響地質環(huán)境演化主導因素的時代命名為 “ 人類 世 ”， 其中人與自然的互饋作用日益加劇 ， 成為該時
收稿日期 ：2013-09-10 ； 修訂日期 ：2013-11-04

代區(qū)別于以往地質時代最重要的特征 。 工程滑坡災 害 （包括狹義的滑坡 、 崩塌 、 泥石流等 ）作為人與自然 互饋機制的典型現象之一 ， 既是人類工程活動誘發(fā) 所致 ，也危及人類自身的生命和財產安全 。

資助項目 ： 國家 “ 十二五 ” 科技支撐計劃項目課題 （ 編號 ：2012BAK10B02 、2011BAK12B09 ）、 國 家 自 然 科 學 基 金 項 目 （ 批 準 號 ：41102165 ） 和中國地質調查局項目 （ 編號 ：1212011220144 ） 作者簡介 ： 王濤 （1982- ）， 男 ， 博士 ， 助理研究員 ， 從事地質災害評估與防治研究 。 E-mail ：wangtao_ig@163.com

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人類活動既可以通過工程切坡和超載等方式直 接誘發(fā)滑坡 ， 也可以通過工業(yè)化引起全球氣候變化 形成的極端異常降雨等突發(fā)因素間接誘發(fā)滑坡 [2-3]。 因此 ， 人口密度已成為目前控制全球災難性滑坡分 布的關鍵因素 。 在世界歷史上 ， 工程活動誘發(fā)的災
[4]

的態(tài)勢 ， 本文系統(tǒng)地回顧了一個多世紀以來國內外 典型的工程滑坡災害實例 ， 通過對工程滑坡類型劃 分 （ 圖 1 ）、 滑 坡 發(fā) 育 特 征 和 成 災 機 理 的 比 較 分 析 ， 試圖從各類典型工程滑坡災害成功處置案例中汲 取經驗與教訓 ， 初步揭示工程滑坡成災規(guī)律的共性 與差異 ， 為未來工程活動誘發(fā)滑坡及滑坡危害工程 項目運營的風險減緩提供參考 。

難性滑坡比比皆是 。 其中 ，因滑坡致人死亡多集中于 亞洲地區(qū) ， 以喜馬拉雅山脈地帶和中國尤為集中 。
[4]

中國自 20 世紀以來約 50% 的災難性滑坡是工程活 動 直 接 誘 發(fā) 所 致 [5-9] ， 誘 發(fā) 因 素 涉 及 到 許 多 工 程 門 類 ，例 如 礦 山 開 采 誘 發(fā) 的 鹽 池 河 磷 礦 巖 崩 、元 陽 老 金 山 滑 坡 、撫 順 西 煤 礦 滑 坡 ，水 利 水 電 工 程 誘 發(fā) 的 三 峽 庫 區(qū) 滑 坡 群 、黃 河 拉 西 瓦 電 站 果 卜 滑 坡 、黑 方 臺灌區(qū)黃土滑坡群 ， 線性基礎設施工程誘發(fā)的寶成 鐵路滑坡 、 青藏及川藏線的公路和鐵路滑坡
[10] [11-12]

1

采礦工程滑坡
礦山開采和水電工程建設開挖的邊坡通常比其

它工程切坡更高 ， 影響范圍更大 ，因此導致采礦工程 滑坡的災害效應較為突出 [31]。 根據采礦工藝和坡體 失穩(wěn)模式 ，可將采礦工程誘發(fā)滑坡類型分為 3 種 ， 地 下采空型 、露天采場型 、尾礦壩及排土場型 （ 表 1 ）。

、

成 昆 鐵 路 鐵 西 滑 坡 、江 西 東 鄉(xiāng) 縣 鐵 路 滑 坡 、西 氣 東 輸管道滑坡
[13-14]

1.1

地下采空 地下采礦活動在全球許多國家都形成了嚴重的

， 城市建設誘發(fā)的丹巴縣城滑坡 、
[7]

武 隆 縣 城 5·1 滑 坡 等 [8-15] 。 全 球 其 它 地 區(qū) 著 名 的 災 難 性 工 程 滑 坡 還 包 括 美 洲 的 加 拿 大 Frank 礦 山 滑 坡 [16]、 智利 El Cobre 尾礦壩滑坡 [17]、 美國 Los An， geles 大壩滑坡 、 波多黎各 Mameyes 城鎮(zhèn)滑坡 [20] 歐洲的德 國 東 部 Sedlitz 礦 山 滑 坡 、 意 大 利 Vaiont 庫 岸 滑 坡 和 Stava 尾 礦 庫 滑 坡 [21-25]、 瑞 典 Surte 城 鎮(zhèn)
[18] [18-19]

災害問題 ， 主要表現形式包括 3 種 ： 地面沉降塌陷 、 斜坡變形和水文地質變化 [40-41]； 其中 ， 地下煤礦采空 引發(fā)的地表滑坡災害在世界各地分布最為廣泛 ， 例 如加拿大 Frank 滑坡 [16] 、 斯洛伐克 Handlová 采區(qū)滑 坡 [42-44]、 英國南威爾士采區(qū)滑坡等 [45-46]。 中國典型煤 礦工程滑坡主要包括重慶雞冠嶺崩塌和雞尾山滑 坡 [35-36]、陜西韓城電廠滑坡等 [12]； 此外 ， 還包括鹽池河 磷礦巖崩等其它非金屬礦產地下開采誘發(fā)的滑坡災 害等 [7]。 地下采空誘發(fā)滑坡的機理主要取決于坡度 、 采 礦活動和上覆地層中的軟弱夾層等因素 。 其共性特 征主要表現在 4 個方面 ： ① 許多礦山位于褶皺或斷 裂等強烈的構造變形部位 ，巖體結構破碎 ， 結構面控 制滑帶或邊界特征 ；②在深部地下采空條件下 ，上覆 地層內部應力場及水文地質變化會誘發(fā)大型重力構

滑坡 ， 新西蘭 Abbotsford 城鎮(zhèn)滑坡 ， 非洲的埃及
[26] [27]

Cairo 城鎮(zhèn)滑坡 [28]等 。
城市化速度在過去 1 個世紀增加了約 10 倍 ， 全 球陸地面積的 30%~50% 已被人類開發(fā) ， 預計世界城 市人口至 2030 年可達 50 億 ； 城市人口的增加導致
[1]

城市住房 、 工業(yè)結構 、交通設施和通訊系統(tǒng)建設以前 所未有的趨勢擾動地質環(huán)境 ； 土地需求量的增加迫 使開發(fā)活動不斷向滑坡高易發(fā)的山區(qū)推進
[29-30]

。 為了

應對 人 口 膨 脹 和 城 市 擴 張 造 成 工 程 滑 坡 日 趨 嚴 峻

圖1

典型工程滑坡類型劃分框架

Fig. 1 Classification framework of typical engineering landslide types

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造式滑坡 ， 誘發(fā)因素與降雨等外界因素關系甚微 ；③ 中淺部采空多與強降雨耦合 ， 在陡峭山體部位誘發(fā) 崩塌災害 ；④ 上覆地層的巖溶及裂隙往往是控制滑 注意到 ， 國外最具代表性的地下采礦誘發(fā)滑坡主要 主 。 國外典型的地下采礦誘發(fā)滑坡災害如下 。

坡形成的關鍵結構因素 。 盡管具有上述共性 ， 但應 以區(qū)域群發(fā)性為特色 ， 而國內則以單體崩滑災害為 （1） 加拿大 Frank 滑坡 ： 是加拿大迄今最具災難
4 2

性的滑坡 ， 滑坡形成于龜山東坡 ， 屬于高速遠程的石 灰?guī)r質崩滑 — 碎屑流 ，堆覆面積達 300×10 m 。 滑坡 巖體呈節(jié)理 — 碎裂化狀態(tài) ， 龜山背斜東翼層面控制
[47]

影響和誘發(fā)因素總結如下 ：①構造與巖性 ： 原始斜坡 了坡體結構 ， 龜山斷裂和弗蘭克湖斷裂控制滑坡

側邊界 ；② 河流侵蝕 ： 以 Gold 溪為主的 Crowsnest 河
表1

，， 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16

，， ，， F rank ，，

H a ndlov ， ，， ， ， ，，， ， ， ， ，，， ， ， ，，，

， ， ，，， ， ， ，，，

， ， ，，， ， ， ，， ， ， ，，

S hitagur a ， ，

El C ob re ， ， A ber fan ，， S ta va ，，

B uffalo ，， ， S edlitz ， ，

? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?   ? ? ? ?  ?  ?  ? ? ? ?  ?  ?
王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

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支流沖積扇使主流改道 ， 導致主流西岸側向侵蝕龜

山東側坡腳 ；③天氣冷熱交替形成的冰劈作用 ：龜山

東坡下部位于陰影中 ， 但是龜山山脊上部光照強烈 ，

使積雪融化滲入到溶蝕拓寬的灰?guī)r裂隙中 ， 夜晚氣 楔入冰劈作用 ， 導致坡體破壞 [16]；④ 地下采礦對滑坡 坡下部的采煤巷道使山體穩(wěn)定性降低 ， 采煤后顯著

溫驟降至 -18℃ ， 坡體下部裂隙水結冰形成強烈的

的影響尚存爭議 ， 支持誘發(fā)作用的觀點包括 ：A. 山

的應力釋放導致圍巖應力調整及輕微形變 ， 甚至使

支撐采空區(qū)的巖體發(fā)生斷裂 ； 而滑后特征也顯示采

煤巷道明顯控制了滑坡南側邊界 ；B. Terzaghi[48]分析 指出 ， 龜山東坡的安全系數在不到 3 年從 2.5 降至 塊間粘結力降低 ， 同時石灰?guī)r重力在軟巖中形成不

1.0 左右 ，坡體下伏的軟巖變形導致上覆堅硬石灰?guī)r

國內外典型采礦工程災難性滑坡事件

Table 1 Catastrophic landslides of mining engineering both in China and abroad
， ，， ， ，， ， ，， ， ， ，

/10 m 300 0

，

，

，， ，， ，， ，， ，，， ，， ，， Vtacn ik ， ， ，， ，， ，， ，

， ，， ，

1903 ， 4 ， 29 ， ，，， 83 ，， ，， 23 ，， ， ，， ，，， 15 6km ， ，， 1 6 ， ，，， 26km ，， ， 4km ， ，， 1 ， ，， ，， ，，

， ，， ，

150

， ，， ， ， ，， ，，

1980 ， 6 ， 3 ，， ，， ，，， 284 ，， ，， ，

， 250 0 ，，

，， ，， ，，

450 500

， ，， ，

1994 ， 4 ， 3 ， ， ，，， ，， ，，， ，， 1~5 m， ，， ，， 3 ，， ，， ，， 1 ，， ，， ， 1980 ， 3 ，，， ，，， ，， ，，， ，，， 50 00

，， ，，

， ，， ， ， ，，

，， ，， ，， ，， ，， ，， ，， ，

500 700 24

1996 ， 6 ， 1 ，， ， 111 ， ，， ， 116 ， ，，， 2009 ， 6 ， 5 ，， ， ， 1 2 ， ，，， ，， ，， ， ，， ，，， ， 74 ， ，，， 8 ，， ， 2013 ， 2 ， 1 8 ，， ， 5 ， ，，

， ，， ，

16 ，，， ，， ，， ， 1.4 ， ，

， ，， ，

，， ，， ，， ， ，， ，， ，，

， ，， ，

150 0 220 80

，， ，， ，， ，， ，， ，， ， ，， ， ，，

1996 ， 9 ， 18 ， ，， ，， ， 65m ，， ， 8km ，

，， 1 ，， ，， 3 ，， ，， ，， 1.5 ，，

，， ，， ，， ，， ， ，， ，， ，

1980 ， 7 ， 3 ， ，，， ，， ，，， ，， ，， ， 2001 ， 3 ， 12 ， ，， 3 ， ，， Cobre ，， 200 ， ，， ， ，， ，， 144 ，， ，

，， ，，， ，， 16 0 ，，， ，， ， 40 ，

，， El Cobre

，， ，

1965 ， 3 ， 28 ， ， 2 ， ，， ，， ，，， ， El

，， ，， ， Aberf an

，， ，， ，， ，

1966 ， 10 ， 21 ，，， ，， ，，， ，， ，， ，

，， ，， ，， ，，

18

，， ， ，， ， ，， ， ，，

1985 ， 7 ， 19 ， ，， ，， ， Sta va ，， Tesero ，， ，，， ，， ， 268 ，， ，

，， ，， ，， ，， ，，

1972 ， 2 ， 26 ， ，，， 39 ，， ， 507 ， ，，， ，， 1 25 ， ，， 1121 ，， 4000 ， ，，， ， ，， ，， 1987 ，， ，， ，， ，， ，， 9 m ， ，， ，， ，

，， ，， ied erlausitz

120 0

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均勻載荷分布 ，使軟巖蠕滑加劇 ， 采煤則導致滑移速 率進一步增加 。 認為采礦誘發(fā)作用并不重要的觀點 包括 ：A. 盡管 Benko 等 [49] 通過數值模擬指出采礦可 以誘發(fā)滑坡 ， 但其模擬過程忽略了主巷道上部巖體 中持續(xù) 2 年的抽排地下水和瓦斯情況 ； 模擬的工況 是由地表向下進行開挖的 ， 而實際是從主入口平硐 向上進行開采的 ， 因此未能反映實際工況 ；B. Krahn 等 模擬采礦使坡體安全系數僅降低了 1% ， 已證實
[50]

時期 ，許多滑坡又在 19 世紀晚期 Welsh 地區(qū)城市和 工業(yè)化初期被人類活動誘發(fā)復活 。 針對這些滑坡的 研究約始于 1927 年 ， 在 Aberfan 矸石堆滑坡災害之 后 ，再度引起關注 ，結果顯示區(qū)內滑坡穩(wěn)定性主要取 決于上層滯水的水位 ， 誘發(fā)因素除了采煤以外 ，斜坡 下伏流砂層對滑帶的形成也十分關鍵 [45-46]。 國內地下采礦誘發(fā)災難性滑坡的研究主要始于

20 世紀 80 年代 ， 這些滑坡呈零散分布狀態(tài) ， 以單體
滑坡災害為主 ， 滑坡類型較為單一 ，致災效應十分嚴 重 。 滑坡誘發(fā)因素往往不止于單純的地下采礦 ，而是 大都疊加強降雨因素 。 坡體變形過程一般隨著采礦 活動呈現逐步累積的特征 ， 而最后失穩(wěn)破壞在極短 的時間內完成 。 典型的地下采礦誘發(fā)崩滑災害如下 。 （1 ） 烏 江 雞 冠 嶺 崩 塌 ： 拉 裂 傾 倒 式 崩 塌 — 碎 屑 流 ，崩塌形成的內因是坡體位于桐麻灣背斜軸部 ， 巖 層擠壓變形強烈 ， 尤其平行于岸坡的橫張裂隙發(fā)育 ， 控制了坡體結構 ， 岸坡陡峭 ， 且具有上硬下軟結構 ； 外部因素以坡體下部的興隆煤礦開采為主 ， 但修建 公路的爆破振動影響也不容忽視 [33-34]。 （2）陜西韓城電廠滑坡 ：多級蠕變型砂泥巖質滑 坡 ， 滑坡形成的內因是下伏平緩巖層中的泥質軟弱 夾層及背斜構造 ， 外因是橫山下部煤礦開采 ，導致巷 道頂板冒落 ， 形成塌陷盆地和自然塌落拱 ，塌陷盆地 隨采空區(qū)移動產生層間剪切位移和水平推力 ， 使山 體產生臨空蠕滑 ； 同時 ， 紅旗渠漏水及地表水入滲使 軟弱夾層強度弱化 [12]。 （3）湖北鹽池河磷礦崩塌 ： 高速巖質崩塌 — 碎屑 流 ，影響和誘發(fā)因素包括 ，①岸坡具有軟硬相間的地 層結構 ，采場底板為粉砂質頁巖 ， 山體底部為薄層泥 質白云巖與砂頁巖互層 ；② 巖體中 NE 向和 NW 向

偏高， 因此推斷高估了采礦對滑坡的誘發(fā)效應。

Frank 滑坡自發(fā)生至今 110 年來的研究工作仍在繼
續(xù) ，通過后續(xù)的山體變形監(jiān)測及風險評估 ， 判定龜山 南側發(fā)育體積約 5×10 m 的危巖體 ， 并利用 InSAR
6 3

和 LiDAR 等 遙 感 技 術 對 危 巖 體 范 圍 和 活 動 速 率 、 山腳廢棄礦山的沉降范圍及速率進行觀測分析
[16-47]

。

（2） 斯洛伐克 Handlová 褐煤采區(qū)滑坡 ： 煤炭開 采 在 Vtacnik 火 山 山 麓 復 雜 的 工 程 地 質 條 件 下 進 行 ， 開采范圍約占山體下方面積的 50% ， 煤層厚約

10m， 采后造成上覆坡體發(fā)生深層重力變形破壞 。 原始坡體的地層組合為 ： 上覆厚 300~600m 的安山
[44]

巖 、 火山角礫巖等 ， 中部為塑性粘土巖 ， 下伏為古近 系 — 新近系的褐煤層 。 工程擾動形式除了地下采礦 以外 ， 還有地下管線開挖 、 上部堆載 、 垃圾填埋場建 設等 。 誘發(fā)滑坡類型包括 2 類 ：①山體坡腳下方遭到 采空形成巨型深層蠕變式滑坡 ， 厚 100~500m 的堅 硬火山巖塊體沿下伏塑性粘土層滑動 ， 蠕滑速率 1~

4cm/a ，滑帶絕大部分呈旋轉 — 平移式產出 。 地下水
對滑坡運移影響顯著 ， 滑動塊體周邊的拉裂陡坎地 帶出露泉水 ； ② 山體上部的地下采空誘發(fā)中小型
[44]

淺表層快速巖崩 ， 地表發(fā)育裂隙 、 洼地 、 圓形沉降凹 坑等 。 地下采空誘發(fā)斜坡變形的時序特征表現在 ：
[43]

集中變形主要在采后 5~14 月 ， 此后一定時期處于休 止狀態(tài) ；在采空對滑坡的長期影響方面 ， 由于土體性 質退化 、 坡體排泄條件變差 、 含水量增加等原因 ， 未 來滑坡穩(wěn)定性堪憂 。 反過來 ， 滑坡嚴重危及采礦作
[44]

2 組節(jié)理控制了地表裂縫及其滑面發(fā)育特征 ； ③ 地
下采空面積大 ， 采用爆破礦柱崩落頂板的方式釋放 地壓 ， 是 導 致 崩 塌 的 主 要 工 程 因 素 ； ④ 崩 塌 前 短 時 降雨約 80mm ， 降雨入滲對垂直節(jié)理起到水楔作用 ， 增加了下滑推力 ， 對誘發(fā)崩塌起關鍵作用 [51]。 （4 ）云南元陽老金山滑坡 ： 由白云巖及灰?guī)r風化 帶形成的中 — 深層高速遠程滑坡 — 碎屑流 。 其影響 和 誘 發(fā) 因 素 包 括 ：① 斜 坡 位 于 老 金 山 背 斜 核 部 、 小 寨 - 金平斷裂與小新街斷裂之間 ， 優(yōu)勢結構面控制 了主畫面和側邊界 ；② 源區(qū)地層為巖溶風化的層狀 碎裂 — 散體狀硅質白云巖 ； ③滑源區(qū)地貌呈 “ 鷹嘴 巖 ” 狀凸起形態(tài) ； ④ 老金山群采區(qū)礦硐 144 個 ， 巷道

業(yè) ， 尤其對運輸及通風豎井等垂向礦井結構更甚 ， 在 深 100~300m 范圍內曾有豎井被剪斷 ， 而從技術層 面糾正變形的豎井幾乎不可能 ； 同時 ， 采后上覆地層 沉陷過程產生很高的地應力 ， 會誘發(fā)突泥 、 突水或者 毀壞采煤作業(yè)面 。 （3） 南威爾士煤礦采區(qū)滑坡 ： 是英國滑坡分布密 度最高的地區(qū)之一 ， 在過去的 100a 中造成嚴重的人 員傷亡和設施損毀 。 大部分古滑坡形成于冰緣氣候

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王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

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總長度達 120km，部分礦硐上下左右連通 ， 內部巖溶 裂隙發(fā)育 ，是導致坡體變形的工程因素 ；⑤滑前連續(xù)

閉坑期間并未發(fā)生整體失穩(wěn) ， 是控制露天開采工程 滑坡達 10 年的成功案例 [53]。 降雨入滲導致滑帶孔隙 水壓力升高是誘發(fā)滑坡的主因 ， 而局部軟弱夾層也 削弱了坡體的穩(wěn)定性 [55]。 （2）撫順西露天煤礦滑坡 ： 煤田發(fā)育于渾河深大 斷裂帶 ，地層為古近系內陸沼澤相沉積 ， 開挖集中在 主向斜南翼 ， 持續(xù)百年開挖后 ， 形成 東 西 長 6.6km ， 南北寬 2.0km ，深約 400m 的礦坑 。 自 1927 年以來 ， 礦坑發(fā)生較大滑坡 90 余次 ， 破壞區(qū)面積 64 ×104m2， 滑體總量約 2100×104m3。 斷層及構造裂隙切割邊坡 形成楔形體 ， 露天采掘臺階過高 ， 特別在底板幫 、 煤 層臺階坡面切斷煤層底板時產生滑坡 ， 井工開采造 成邊坡巖體破裂 ， 爆破 、 地下水或地面水入滲使邊坡 變形加劇乃至滑坡 [8,56]。 采石場邊坡的失穩(wěn)機制相對簡單 ，以崩塌為主 ， 體積規(guī)模一般較小 ， 但是其發(fā)生頻次和危害呈不斷 增加趨勢 ，逐漸接近于大型滑坡的致災結果 。 例如西 班牙采石場崩塌數量約占邊坡失穩(wěn)災害總數的 20% 以上 ， 成為最常見的導致傷亡的災害 [57]。 許多國家 （例如西班牙 、土耳其 、 日本等 ） 對采石場滑坡進行了 較為系統(tǒng)的編錄及研究工作 ， 但是中國露天開采邊 坡的安全管理相對滯后 ， 僅對少數造成重大傷亡及 損失的災難性事件較為關注 ， 例如貴州印江巖口滑 坡和成昆鐵路鐵西車站滑坡等 。 由于采石行業(yè)產出 的經濟效益比金屬或能源礦業(yè)少很多， 因此在采 場 設 計 和 運 營 過 程 中 ，對 崩 滑 控 制 問 題 缺 乏 關 注 ， 一般根據經驗進行開采作業(yè)， 致使崩滑災害相對 頻發(fā) [57]。 國內外采石場誘發(fā)崩滑災害的案例如下 。 （1） 土耳其 Izmir 采石場崩滑災害群 ： 區(qū)內分布

4 天中 — 大雨 ，累計降雨 137mm，是誘發(fā)滑坡的關鍵
自然因素 。
[7]

（5 ） 貴 州 開 陽 磷 礦 崩 塌 ： 白 云 巖 質 崩 塌 — 碎 屑 流 ， 礦山沿洋水背斜兩翼的垂直裂隙帶形成大規(guī)模 崩塌帶 。 其影響和誘發(fā)因素包括 ： ① 磷礦層頂板為 厚層白云巖 ，而磷礦層及底板均為軟質巖類 ， 形成上 硬下軟的坡體結構 ； ② 厚 4~6m 的磷塊巖礦層采空 后形成較大采空區(qū) ， 頻繁爆破振動使山體產生較大 卸荷裂隙 ， 導致采空區(qū)頂板冒頂跨塌 [8,52]。

1.2

露天采場 通過露天切坡開采資源的行業(yè)主要包括礦產資

源 、 建筑及工業(yè)石材開采 2 種 。 與地下開采誘發(fā)坡體 變形機制不同 ，露天邊坡屬于開放的斜坡系統(tǒng) ， 由于 開挖卸荷形成了回彈釋放的應力環(huán)境 ， 坡面形態(tài)高 陡等因素奠定了坡體失穩(wěn)的基礎條件 ， 往往在地震 、 降雨等動態(tài)因素作用下誘發(fā)形成崩滑災害 。 統(tǒng)計顯 示 ， 中國 80%~90% 的露天開采礦山發(fā)生過或存在潛 在失穩(wěn)危險 ，如果缺乏有效的控制措施 ， 大規(guī)模的邊 坡失穩(wěn)會摧毀整座礦山 。
[53]

露天采場的礦山資源以鐵礦和煤礦為主 ， 例如 中國的潘洛鐵礦和撫順西煤礦 。 露天開采的石材包 括石灰?guī)r 、 砂巖 、 花崗巖等 ， 在國外形成了十分常見 的采石場崩滑災害 ， 例如土耳其 Izmir 采石場 、 日本 琦玉縣 Kagemori 及岡山縣 Shitagura 采石場等 。 露 天采場崩滑災害的共性特征主要包括 ：① 褶皺或斷 裂構造一般控制大型礦山邊坡地層 ， 導致其變形強 烈及結構破碎 ，對小型采石場影響甚微 ；②汛期強降 雨導致地下水位上升及孔隙水壓力升高 ， 對邊坡失 穩(wěn)具有關鍵作用 ；③基于前期坡體變形監(jiān)測分析 ， 采 取恰當的防控措施 ， 可以在保證施工安全的前提下 實現經濟效益 ； ④ 爆破開采對邊坡結構松弛及變
[54]

70 處廢棄采石場 ， 人口快速增長和城市擴張導致以
往位于郊區(qū)的采石場處在目前市中心地段 ， 崩滑數 量達 84 處 ， 邊坡失穩(wěn)模式主要包括彎折傾倒 、 墜落 式崩塌 ， 以及順層和楔形體滑坡 ； 巖體不連續(xù)面 、 強 風化及居民排放地表水是主要的誘發(fā)因素 [58]。 （2）日本東京琦玉縣 Kagemori 采石場崩塌 ：1973 年 9 月 20 日 ， 發(fā)生石灰?guī)r崩塌 ， 體積 30×104~40×

形加劇具有重要影響 。 大型礦山露天邊坡失穩(wěn)的典型案例包括以下 兩處 。 （1） 潘洛鐵礦滑坡 ： 福建省最大的露天鐵礦 ， 臺 灣海峽 Ms5.3 級地震及前期異常強降雨 （ 連續(xù) 7 日 降雨 ， 且日均降雨量達 132mm） 導致 礦 山 邊 坡 產 生 拉張裂隙 ， 使古滑坡復活 ， 滑坡體積約 1×10 m 。 通
6 3

104m3。 在崩塌前 15 個月 ，觀測到邊坡出現小型連續(xù)
裂縫 ， 得益于持續(xù)監(jiān)測 ， 沒有造成傷亡和損失 ， 但是 引起了日本石灰?guī)r工業(yè)對邊坡失穩(wěn)問題的強烈關 注 [59]。 岡山縣 Shitagura 采石場滑坡 ：2001 年 3 月 12 日發(fā)生板巖滑坡 ， 體積約 80×104m3， 盡管發(fā)現前兆 ，

過實施變形控制措施 ， 滑坡活動速率隨支護措施變 緩 ， 盡管也隨著降雨和采礦變快 ， 但是截至 2000 年

1886

地 質 通 報

GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA

2013 年

但未及時撤離 ， 致 3 人死亡 ， 其影響和誘發(fā)因素包 括 ：① 坡 腳 河 流 下 切 形 成 陡 坡 ；② 順 向 坡 結 構 易 發(fā) 生 深 層 滑 坡 ；③ 大 量 節(jié) 理 和 斷 層 面 切 割 坡 體 ， 導 致 巖 體 結 構 松 弛 ；④ 采 石 切 削 使 坡 體 更 加 高 陡 ， 并 最 終誘發(fā)滑坡 。
[38]

（例如水壩 ）發(fā)生變形失穩(wěn)的危險性更高 ，原因在于 ：

①筑壩材料一般就地取材 ，例如采礦產生的表土 、粗 廢料及尾礦等 ； ② 缺乏專門的尾礦壩設計標準 ； ③
在尾礦壩選址 、 建設和運營中 ，缺乏對壩體的穩(wěn)定性 管理及持續(xù)監(jiān)測手段 ； ④閉礦后的尾礦壩維護成本 高 ， 因此缺乏持續(xù)維護 [61]。 歐美尾礦壩失穩(wěn)導致的災 難事件如下 。 （1） 意 大 利 Stava 尾 礦 泥 流 ：Prestavel 螢 石 礦 的 尾礦庫坐落于 Stava 村上游 ， 由上下 2 座尾礦庫組 成 ，壩體失穩(wěn)形成災難性泥流 。 導致尾礦液化及失穩(wěn) 成災的因素包括 ：①尾礦庫中存蓄大量的水 ，外部補 給和松散尾礦中包含的水都順著尾礦及下部管道流 入尾礦庫 ，且沒有系統(tǒng)設施攔截降雨和地下水 、 有效 地轉移周圍山坡匯流 ； 排水系統(tǒng)也不健全 ，失穩(wěn)前降 雨量略高于平均值 ；②上部尾礦庫設計粗糙 、 高度過 大 、坡度過陡 ，且壩體局部坐落于下部尾礦庫的松散 尾礦之上 ，因此其穩(wěn)定性較差 ；③尾礦物質處于松散 狀態(tài) ，尾礦壩下伏凸出地形造成刺入效應 ；④壩頂運 輸車輛和挖掘機的振動荷載 ， 加之尾礦流體不斷注 入 ，導致尾礦液化及壩體失穩(wěn) ；⑤在尾礦庫內部和周 邊及壩體中缺少水壓力控制或監(jiān)測系統(tǒng) ； ⑥小型滑 坡及庫水滲漏等預警征兆并未引起足夠重視 ； ⑦ 村 落位于與尾礦庫相同溝谷的下游 ，難免受到威脅 [21]。 （2）美國西弗吉尼亞中北部的煤礦矸石堆滑坡 ： 具有多級滑面特征 ， 初始破裂主要發(fā)育在矸石堆與 地面的接觸部位 ， 然后逐漸擴展傳播至矸石堆積體 中 ，形成貫通的滑帶 。 滑坡主要誘因是淺層地下水 ， 以及地層組合關系和下伏基礎的土體性質等 ； 其中 紅色頁巖的存在十分關鍵 ， 使矸石中粘土含量高約

（3 ） 貴 州 印 江 巖 口 滑 坡 ： 石 灰 巖 質 滑 坡 — 碎 屑 流 ， 原始坡體為斜順傾結構 ， 約 210×104m3 的巖體從 印江河左岸滑落沖入河谷 ， 形成高 51m 的壩體 。 滑 源區(qū)坡腳的采石場正好處在斜坡變形體的鎖固段 ， 爆破振動導致關鍵部位裂隙擴展及應力集中 ， 使坡 腳 在 滑 前 3 個 月 就 形 成 鼓 脹 裂 縫 ；采 石 切 削 創(chuàng) 造
[7]

了工程背景條件 ，， 而短時連降暴雨是滑坡形成的直 接誘因 。 （4 ） 成昆鐵路鐵西車站滑坡 ： 滑體從高 40~50m 的采石場邊坡下部剪出 ， 剪出口高出采石場坪臺和 鐵路路基 10m， 滑體厚達 14m 。 其影響和誘發(fā)因素 包括 ：①原始地層為軟弱砂頁巖及泥巖 ， 陡傾順向坡 結構 ， 層面控制滑帶 ；②采石場每天 100 余人進行頻 繁爆破采石 ，導致巖體結構日益松弛 ， 滑前 4 年在山 坡上方出現明顯開裂及下錯等蠕動變形 ； ③ 降雨及 溪流入滲 ，導致坡體地下水位上漲 ， 使滑帶炭質頁巖 軟化 ， 最終形成滑坡 。
[37]

1.3

尾礦壩及排土場 礦山工程中露天采礦與地下開采均會形成松散

廢棄物堆積 ，例如煤礦矸石堆和排土場 、 金屬礦山尾 礦庫和尾礦壩等 。 國際大壩委員會針對尾礦壩失
[60]

穩(wěn)災害進行了編錄分析 ， 結果顯示全球 74% 的尾礦 壩災害集中分布在少數國家 ， 例如美國 39% 、 歐洲

18% 、 智利 12% 、 中國分布數量中等 2.7% （ 統(tǒng)計數據 不全 ）[61]。 從尾礦壩高度分析 ，56% 的壩高 15m 以上 ， 23%的壩高 30m 以上 ，但均低于 45m； 從誘發(fā)因素分
析 ，許多壩體破壞源于綜合誘發(fā)因素 ， 例如氣象因素 （強降雨 、 颶風 、快速融雪 、 壩體凍脹等 ）， 以及基礎失 穩(wěn)和管理失誤等 ；單一誘發(fā)因素以異常強降雨為主 ， 地震液化次之 ； 遺憾的是 ， 中國目前尚缺少針對尾
[61]

10%~35% ， 導致土體活性 、 回彈變形和蠕變效應增
強 ；頁巖風化殼中的蒙脫石和退化伊利石吸水膨脹 ， 進一步降低了矸石堆和基礎的抗剪強度 [62]。 典型的 滑坡案例是 1972 年 Buffalo 溪煤礦尾礦泥流 [39]。 （3）德國東部褐煤采區(qū)排土場滑坡 ：區(qū)域大部分 礦山閉坑之后 ，地下水位升高 ， 在廢棄礦坑地帶形成 大片湖塘 ，并誘發(fā)嚴重滑坡災害 ，特別在德國東部邊 界的 Niederlausitz 地區(qū) 。 在沒有人工排洪的條件下 ， 地下水位每年可上升 1~3m， 礦坑邊坡被淹沒后 ， 具 有突然滑動的特征 ，在數分鐘內 ， 液化的滑體即可灌 入到廢棄礦硐中 。 滑坡體積一般大于 1000 ×104m3， 堆覆面積可達數千平方米 �；鲁梢驒C制 ： 土體為磨 圓較好的松散 — 極松散細 — 中粒砂土 ； 當礦坑水位

礦壩失穩(wěn)的系統(tǒng)研究 。 歐盟 對 尾 礦 壩 災 害 研 究 的 廣 泛 關 注 源 于 2000 年前后幾次尾礦壩災難 ， 目前已建立了尾礦壩滑坡 數據庫 ，在全球 147 起尾礦壩失穩(wěn)災害中 ， 歐洲各國 約占 18% ， 其中英國數量最多 。 異常強降雨是最常見 的誘發(fā)因素 ，管理缺陷和工程活動是第二誘因 ， 而地 震液化誘發(fā)的案例很少 。 尾礦壩相比其它攔蓄工程

第 32 卷 第 12 期

王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

1887

上漲時 ， 導致砂土液化流滑 ； 坡體破壞由坡腳開始 ， 逐級向上溯源破壞形成階梯狀錯坎 ； 滑體表面休止 角度非常平緩 ， 經常介于 3~5° 之 間 ， 水 下 滑 體 休 止 角可以小于 3° ； 然而 ， 此類 滑 坡 還 缺 乏 諸 如 地 表 裂 縫或小型滑動等易于識別的預警標志 。 自 1955 年 以來至少發(fā)生大型流滑災害 15 次 ， 累計滑體體積 約 4500×10 m ， 共造成 16 人傷亡 ， 摧毀大量森林及
4 3

研究最為系統(tǒng)的當屬中國三峽庫區(qū)滑坡群 。 國外典 型庫區(qū)滑坡實例如下 。 （1） 意大利北部瓦依昂 （Vajont/Vaiont ） 滑坡 ： 很 可能是世界上相關報道和分析最多的水庫誘發(fā)滑坡 災害 ， 巖質滑體從水庫左岸山坡滑下 ， 入水速度約

采礦設施 。 典型的滑坡案例是 1987 年 Sedlitz 流滑 災害 [20]。

2

水利水電工程滑坡
水電工程邊坡與礦山邊坡相似 ， 高度和范圍明

30m/s，激起巨大涌浪沖擊至對岸 ，又折回至庫區(qū) ，并 沖擊越過大壩 ， 約 25×106m3 的巨大水體從壩頂猛然 落下 ， 沖入狹窄的泄洪道和 Piave 峽谷 [21-25]。 坡體變 形過程為 ：1960 年底大壩建成蓄水時 ， 滑坡邊緣就 形成連續(xù)裂縫 ， 寬約 1m，長約 2500m ，滑體向庫區(qū)發(fā)
生蠕滑 ； 通過 1960— 1962 年期間水庫 2 次蓄水和排 空循環(huán)之后 ，1963 年 9 月蓄水位達到 710m 最高水 位線 ， 坡體地表累積位移超過 2.5~3m； 監(jiān)測曲 線 顯 示滑坡加速變形與水位上漲關系密切 ， 在坡體臨滑 之前數日 ，表面位移速率可達 20~30cm/d 。 坡體滑動 模型由 2 個互饋楔形體組成 ， 且上部楔形體通過內 部 的 剪 切 帶 將 部 分 質 量 傳 遞 至 下 部 楔 形 體 [24]。

顯大于其它人工邊坡 ， 例如中國錦屏一級水電站左 岸邊坡高達 540m ； 此類工程邊坡的穩(wěn)定性問題也
[60]

更為復雜 ， 根據邊坡類型可將此類工程滑坡分為 ： 庫 區(qū)岸坡型 、 水庫大壩失穩(wěn)型和灌溉工程誘發(fā)型 3 類 （ 表 2）。

2.1

庫區(qū)岸坡 水 庫岸坡的滑坡問題一直以來都是危及大壩和
[69]

Alonso 等 [24] 提 出 滑 坡 啟 動 機 制 為 ： ① 根 據 Vajont 河
左岸的演化史 ， 推斷滑坡是古滑坡經歷了多次大規(guī) 模滑動之后再次復活 ， 滑動面發(fā)育在連續(xù)分布的高 塑性粘土層中 ； ② 基底滑動帶 的 M覿lm 粘 土 有 效 內 摩擦角殘 余 值 較 小 （ 約 12° ）； ③ 滑 前 數 年 間 多 次 地 震對巖層造成了累進剪切作用 ；④滑體滲透性較好 ， 滑體中的水壓力對庫水位波動響應敏感 。 在滑坡啟 動初期 ，隨著滑動位移增加 ， 上部楔形體質量部分轉 移至下部楔形體導致阻滑作用增加 ， 使整體安全系 數有所升高 。 隨著滑動過程的持續(xù) ，滑帶強度退化降 低 ， 使滑移速率增至約 4.5m/s 。 滑體入庫的高速機 制可以利用滑帶摩擦生熱產生超孔隙壓力來解釋 ： 其關鍵條件是底層滑帶發(fā)育在處于殘余強度狀態(tài)下 的低滲透 、高塑性粘土層中 ，而滑面孔隙壓力的自激 發(fā)機制最終使滑速達到 25m/s 左右[23]。 （2）國外其它庫岸滑坡的典型實例還包括 ：① 意 大 利 Pontesei 庫 岸 滑 坡 ，1959 年 3 月 22 日 ，500 ×

水庫設計 、 建設及運營安全的重要問題之一 ， 例如 意大利北部在過去 150a 間發(fā)生的自然災害事件 ， 包 括瓦依昂庫區(qū)滑坡在內的工程滑坡共導致 2915 人死 亡，約占自然災害造成死亡人數的 60%
[21-25,70]

。 庫區(qū)岸

坡的具體危害包括 ：①直接損毀大壩 、 排水工程及其 他庫區(qū)設施 ；②形成涌浪 、 危及生命且導致大壩及設 施毀壞 ； ③ 導致庫容 縮 減 ； ④ 延 誤 建 設 進 度 等 后引起廣泛關注 。
[71] [71-72]

。

全球針對庫區(qū)滑坡的研究正是自瓦依昂滑坡災難之 庫區(qū)岸坡滑坡災害的特征主要包括 ： ① 由于水 電工程選址一般會避開強活動構造地段 ， 因此地震 等內動力誘發(fā)庫岸失穩(wěn)的災難較為少見 ， 誘發(fā)因
[73]

素主要以強降雨及庫水位波動等外動力因素為主[74]；

② 許多庫區(qū)滑坡具有較長的變形活動歷史 ， 是已有 古滑坡復活所致 ， 正如國際大壩委員會 （ICOLD ） 統(tǒng)
計顯示， 古滑坡復活的實例約占庫區(qū)滑坡總數的

75%[75]；③ 庫區(qū)滑坡具有明顯的集中分布時序特征 ， 主要表現在庫區(qū)蓄水初期數年之內群發(fā)的特性 ；④
盡管庫區(qū)滑坡的災害效應廣泛 ， 但是滑體沖入庫區(qū) 形成涌浪是最主要的致災方式 ， 一般因庫區(qū)滑坡導 致大壩被毀的記錄很少 。 國內外最著名 、 研究程度最高的單體災難性庫 區(qū)滑坡是意大利瓦依昂滑坡 ， 而圍繞庫區(qū)群發(fā)滑坡

104m3 的滑體入庫形成脈沖式涌浪 ，使對岸街道的騎 車人受沖擊致死 ， 使庫容降低約 50% ， 但是對大壩無
害 ；涌浪的物理模型試驗結果顯示 ，最大涌浪波幅主 要取決于滑體質量或體積和初始水位 ， 呈近似線性 關系 [76-77]；② 阿塞拜疆 Mingechaur 庫岸滑坡 ， 位于水 電站大壩右岸聯(lián)接段的上水池部分 ， 發(fā)生在庫區(qū)泄 洪導致庫水位驟降階段 ， 主要影響和誘發(fā)因素為 ：A. 邊坡結構為順向坡 ；B. 庫水侵蝕使庫水降落區(qū)的坡

1888

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地 質 通 報

GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA

2013 年

表2

國內外典型水利水電工程災難性滑坡事件

Table 2 Catastrophic landslides of water conservancy

and hydropower engineering both in China and abroad

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王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

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腳被掏蝕 ， 形成局部應力集中 ；C. 庫水位驟降導致 巖體中產生順坡向的滲流力 ；D. 降雨通過巖溶孔洞 和裂隙入滲 ，以及坡體中下部飽和 ， 導致泥巖物理力 學性質劣化 ，巖體流動性增加 [78]。 針對庫區(qū)群發(fā)滑坡的時序分布特征 ，Cojean 等[71] 指出約 50% 的庫岸滑坡發(fā)生在首次蓄水期間 ， 其余 滑 坡 主 要 在 大 壩 建 成 后 3~5a 期 間 ； Riemer
[80] [79]

175m 前后的安全系數進行比較顯示 ， 蓄水后 44% 的 滑坡與之前相同 或 者 有 微 弱 增 加 ；24% 的 滑 坡 安 全 系數降低了 3%~10% ；32% 的滑坡安全系數大幅降低
了 11%~30%[84]；③庫水位波動的影響 ， 三峽水庫運行 包括 2 個明顯波動階段 ： 一是汛期前的水位緩慢降 落 ， 從每年 11 月至來年 3 月期間 ， 大壩前水位從正 常 175m 水位降至防洪限制水位 145m ， 下降速率為

對 60

例庫岸滑坡統(tǒng)計顯示 ， 約 85% 的滑坡發(fā)生在水庫建 設 、 蓄水或者建成后 2a 期間 。 中村浩之 對日本庫 岸滑坡統(tǒng)計顯示 ， 約 60% 的滑坡發(fā)生在庫水位降落 期 ， 40% 發(fā) 生 在 庫 水 位 上 漲 期 ； Jones 等
[81]

0.2m/d， 這種下降速率并未對庫岸邊坡的整體穩(wěn)定
性造成明顯影響 ， 但會導致一些穩(wěn)定性較差的變形 體活動 ；二是在汛期洪峰之后 ， 庫水位在小范圍內突 然降落 ， 以 1954 年洪水為例 ， 壩前水位最大降速為

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sevelt 湖岸邊 500 處滑坡統(tǒng)計顯示 ， 約 49% 的滑坡發(fā) 生 在 水 庫 蓄 水 期 ，30% 發(fā) 生 在 2 次 庫 水 位 降 落 10~ 20m 期 間 ， 而 其 余 年 份 的 滑 坡 很 少 ； 在 東 西 伯 利 亞
的安加拉河庫區(qū)及美國哥倫比亞河的大古力水壩 庫區(qū)岸坡也具有開始蓄水初期群發(fā)滑坡的時序特 征 [69,82]。 中國河流水系十分發(fā)達 ， 各大流域均有庫岸滑 坡災害發(fā)生， 其中三峽大壩是全球最大的水電工 程， 庫區(qū)周邊也是全球著名的庫岸滑坡集中分布 區(qū) ， 單體規(guī)模超過 1.0×10 m 的滑坡共計 428 處 ， 而
5 3

1.2m/d，共計降落了 17m；這種大幅度快速水位降落
是為了應對同時出現的暴雨和洪水 ， 會造成岸坡巖 土體細粒物質潛蝕 、 坡體地下水向下滲流 ，一般認為 會對穩(wěn)定性產生不利影響 。例如監(jiān)測數據顯示 ，樹坪 滑坡 、 鶴峰滑坡和黃土坡滑坡均表現出隨著庫水位 下降 ， 尤其是急降過程 ， 產生強烈附加變形 ， 且整體 穩(wěn)定性明顯降低的特征 [71,86-87]。 然而 ， 也有研究通過 對主流沿岸 28 處大型滑坡敏感性分析 ， 發(fā)現僅有 7 處滑坡在水位急降時穩(wěn)定性相比自然狀態(tài)有所降 低 ；對主流沿岸 31 處大型 — 特大型滑坡的宏觀地質 分析 、 穩(wěn)定性計算 、 失效概率分析及灰色綜合評價結 果顯示 ，只有龍王廟滑坡和安樂死滑坡穩(wěn)定性降低 ， 其余穩(wěn)定性狀態(tài)與水位降落前相似 [84]。 三峽庫區(qū)除了由庫水位升降誘發(fā)滑坡以外 ， 還 有一些大型滑坡盡管并非由水庫誘發(fā) ， 但滑坡活動 卻直接影響水電工程運營安全 ， 典型案例包括 ：①西 陵峽新灘滑坡 ， 屬于多期活動的特大型古崩坡積體 ，

且隨著水庫建設和蓄水 ， 滑坡數量和體積還在繼續(xù) 增加
[74,83]

。 庫區(qū)水位升降波動是控制岸坡穩(wěn)定性的關
[84]

鍵因素 。 已有研究結論如下 。 ①在庫區(qū)蓄水期間 ， 絕大部分滑坡受到水位變動的影響 ， 具體影響取決 于滑帶形狀 、高程 、結構 、物質組成 、 排水條件等 。 庫 水位上升對坡體穩(wěn)定性的影響是雙方面的 ， 其中不 利于穩(wěn)定性的因素包括 ：孔隙水壓力升高 、 巖土體溶 蝕軟化及浮托合力作用 ， 甚至誘發(fā)水庫地震或淺部 斷層活動 ； 利于坡體穩(wěn)定的因素是水體面向坡體
[69]

內部的逆向滲透壓力 。 矛盾雙方對坡體穩(wěn)定性的綜 合影響是有利或有害經常因滑坡而異 ， 例如滑體滲 透性較好的清江魚洞河滑坡和鶴峰滑坡在庫區(qū)蓄水 引起的靜態(tài)水壓力作用下穩(wěn) 定 性 得 到 改 善 穩(wěn)定性變差甚至被誘發(fā)復活
[7-8,75,87] [85-86]

1985 年 6 月 12 日 ， 發(fā)生高速滑坡 ， 體積約 3000 × 104m3， 滑體以 10~30m/s 摧毀新灘千年古鎮(zhèn) ， 毀壞 481 戶居民的房屋 ， 激起涌浪高 54m， 波及長江航道 約 42km， 中 斷 航 運 12d； 滑 坡 復 活 的 主 導 因 素 是 滑
坡體后緣廣家崖危巖逐年崩塌加載 ， 主動滑移區(qū)崩 塌堆積物不斷積累 ， 超過滑床抗力所致 ；②雞扒子滑 坡 ，1982 年 7 月 ， 區(qū)域性特大暴雨導致老滑坡復活 ， 最大滑速達 12.5m/s ， 滑體前緣推入長江并直達對 岸 ， 最 大 滑 距 超 過 200m ， 體 積 約 1500 ×104m3； 雖 未 造成人員傷亡 ， 但毀壞房屋 1730 間 ， 經濟損失約

；但

是樹坪滑坡 、 千將坪滑坡及泄灘滑坡在庫區(qū)蓄水時 。 ②蓄水停止后正 常水位的影響 ， 被淹沒滑體的水文地質條件和滑帶 物理力學性質的改變 ， 直接影響滑坡穩(wěn)定性 。 對于 滑帶整體或者部分處在地下水位以下的滑體而言 ， 庫水位上漲對強度沒有必然影響 ； 但是在水位以上 的滑帶部分和由土體 、角礫土組成的滑體在飽和后 ， 強度會降低 。 通過對 37 處大型滑坡在庫水位升至

600 萬元 ， 入江滑體形成 700m 長的急流險灘 ， 導致 航運中斷 7d ，礙航達數月 [7]。
中國除了三峽庫區(qū)以外 ， 庫岸滑坡在各大流域 也有分布 ，例如 1961 年柘溪電站庫岸滑坡是中國第

1890

地 質 通 報

GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA

2013 年

一例水庫蓄水誘發(fā)的大型災難性順層巖質滑坡 [9,12]； 黃土高原區(qū)延安紅莊水庫滲漏導致周邊地下水位 上 漲 ， 誘 發(fā) 趙 家 安 老 滑 坡 復 活 [88] ； 黃 河 上 游 拉 西 瓦 電站果卜滑坡 塌和滑坡群 滑坡等 。
[73] [90] [89]

水必然會產生滲流 ， 隨著水位抬高 ， 孔隙水壓力增加 可使土體發(fā)生潛蝕及管涌破壞 ， 進而引起壩基和壩 體破壞 ； 由于滲流多因地下水而起 ， 常被忽視 ， 因此 破壞性比較大 ；④地震誘發(fā)壩體破壞 ：美國圣費爾南 多大壩滑坡 ，1971 年 M7.5 級加州地 震 誘 發(fā) 填 土 壩 體液化 ， 滑坡主體在震后 25s 發(fā)生滑動 ， 滑面位于上 游 壩 面 ， 切 穿 壩 體 導 致 潰 壩 [18,66] ； ⑤ 庫 區(qū) 滑 坡 導 致 潰壩 ： 美國加州 Los Angeles 大壩為大 型 重 力 壩 ， 東 側壩肩處的歷史滑坡在庫水浸泡下滑動導致壩體 破壞 [18]。

；金沙江流域梯級電站的庫 岸 崩

，以及金沙江兩家人電站的滑 石 板

2.2

水庫大壩 目前全球許多國家的水庫大壩運營安全不容樂

觀 ， 且日益引起廣泛關注 。 以美國為例 ， 全國編錄在 冊的大壩約 79000 座 ， 歷史上在供水 、 防洪 、 航運 、 灌 溉及發(fā)電等領域發(fā)揮了重要作用 ； 但是自 1999 年至 今 ， 超過 3300 座大壩處于不穩(wěn)定狀態(tài) ， 其中 129 座 已經破壞 。 美國大壩安全聯(lián)盟呼吁全國關注大壩安 全性惡化進而危及公共安全的問題 ， 但至今仍缺乏 專門針對大壩修復的公共政策和資金支持 。 中國大壩安全問題也十分突出 ， 國內一半以上 水庫建成于 20 世紀 50~70 年代 ， 建設過程一般是邊 勘測 、 邊設計 、邊施工 ，工程標準和施工質量低劣 ， 目 前大量庫壩處于病險狀態(tài) 。 針對國內大壩失事機理 的初步研究顯示 ： ① 潰壩時間大致遵循 24a 大周期 及 12a 小周期的變化規(guī)律 ； ② 經歷了長時間干旱后 的集中降水會使庫區(qū)大壩失穩(wěn)概率增加 ； ③ 北方大 壩失穩(wěn)主要由于泄流能力不足和大壩質量問題 ， 而 南方大壩失穩(wěn)除此原因以外 ， 超標準洪水也是主要 誘因之一 [91]。 通過對國內外水庫大壩失穩(wěn)破壞的綜合分析 ， 初步總結出大壩失穩(wěn)的 5 個主要原因 ： ① 壩基失
[92]

2.3

灌溉工程 中國西北黃土高原區(qū)的農業(yè)灌溉活動誘發(fā)滑坡

現象十分典型 ， 尤其以甘肅永靖黑方臺灌區(qū)的塬邊 滑坡群最具代表性 。 黃土在干燥狀態(tài)下的內聚力較 高 ，但是當含水量增加時 ， 強度會明顯降低 。 黑方臺 地區(qū)年均蒸發(fā)量約為 1600mm ， 遠大于年均降雨量 約 300mm ， 因此降雨對滑坡誘發(fā)因 素 微 弱 ， 而 最 近

30 多年的塬面灌溉活動導致黑方臺上 層 滯 水 位 顯
著升高 ，成為誘發(fā)滑坡的主要因素 。 甘肅永靖黑方臺黃土滑坡群 ： 位于甘肅永靖鹽 鍋峽鎮(zhèn) ，地處黃河和湟水河交匯處的黃河左岸 ， 東西 長約 10.7km ， 南北寬 13km， 臺塬面積約 13.7km2， 為 黃河 Ⅳ級基座階地 ， 臺塬高出周圍地形 100~133m。 塬邊地帶共發(fā)育 35 處滑坡 ， 總體積約 4600 ×104m3， 具體可分為黃土滑坡和黃土 - 基巖滑坡 2 類 ： ① 黃 土層內滑坡以黃土泥流為主 ， 具有高速遠程及頻繁 復發(fā)特征 ， 滑距超過 300m ， 平均滑速大于 5m/s 。 導 致黃土泥流的機制 ：隨著滯水位升高 ，排水條件下首 先誘發(fā)黃土崩解 ， 同時對位于黃土臺塬下部飽和部 分的土體施加了不排水荷載 ； 在上覆干燥黃土的重 力作用下 ，最終形成了不排水的流動破壞 ； 宏觀破壞 方式表現為液化飽和黃土流在先 、 上部干燥黃土在 后的發(fā)育特征[93]；②黃土-基巖滑坡以黃茨滑坡為例 ， 位于黑方臺南緣 ，1995 年發(fā)生上覆厚層黃土的順巖 層滑坡 ， 前緣寬 300m， 后緣寬 500m ， 長 370m ， 體積 約 600 ×104m3； 由 于 成 功 預 報 ， 未 造 成 人 員 傷 亡 ；

穩(wěn) ： 如法國 Malpasset 拱壩失穩(wěn) ， 由 于 左 岸 壩 肩 地 質 條件較差 ，2 組優(yōu)勢結構面切割形成不穩(wěn)定楔形體 ； 蓄水后懸臂梁底部產生拉應力 ， 壩踵開裂 ， 水流入滲 形成巨大揚壓力 ； 壩肩滲流力和拱推力導致楔形體 滑動 ， 左壩肩產生變形 ， 帶動壩體整體破壞 ； ② 泄洪 能力不足 ： 如印度 Machhu 大壩失穩(wěn)是由于前期特 大暴雨漫頂 ，實際流量超過設計泄流能力 2 倍多 ， 加 之未能開閘放水所致； ③滲流控制措施不當：如

1928 年美國洛杉磯 St Francis 重力壩失穩(wěn) ， 內因是
壩址存在地質缺陷 ，外因則是滲流 ， 在蓄水初期就沿 壩體 、 斷層和壩肩開始滲流 ； 由于礫巖中含可溶性礦 物 ， 巖體吸水軟化 ， 受水流沖刷出現缺口 ， 導致右側 壩體失去支撐 。 在水壓力作用下 ， 古滑坡體復活 ， 巖 體沿頁巖層面楔入壩體左側基礎并將壩體抬高 ， 最 終洪水將重達萬噸的混凝土壩體卷走 。 一般水庫蓄

2006 年滑坡復活 ， 體積 320 ×104m3， 毀房 153 間且中
斷道路 [8]。 灌溉誘發(fā)黑方臺滑坡群的一種解釋為 ：隨 著灌溉水流入裂縫 ， 裂縫底部的未擾動黃土孔隙水 壓力急劇增加 ， 進而導致土體局部液化并發(fā)生顯著 位移破壞 [94]。 也應注意到灌溉水流入黃土裂隙可以 導致小型破壞 ， 大型滑坡通常是地下水位升高誘發(fā)

第 32 卷 第 12 期

王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

1891

的結果 [94]。 同時 ， 地下水在冬季前后的凍脹壅高效 應 ， 以及下伏砂泥巖風化殼中可溶鹽淋濾流失導致 剪切強度降低效應對塬邊滑坡形成的影響也不容 忽視[95]。 在黃土高原東部地區(qū) ， 也不乏灌溉誘發(fā)滑坡災 害的案例， 如陜西省華縣大名鎮(zhèn)快速黃土流滑災
[67] [96]

嚴重的滑坡問題也困擾著這些國家的山區(qū)道路建 設 。從形成發(fā)育條件分析 ，道路工程滑坡主要集中在 極端復雜的地質及氣候條件地區(qū) ， 例如亞洲的喜馬 拉雅弧形地帶 、 歐亞交界的高加索山脈地區(qū)等 。 以中 國大陸為例 ， 在道路切坡方面 ，京福高速公路福建段

害 ，以及陜西涇陽南塬塬邊的崩滑災害等 。 國外 也有一些灌溉渠道滲漏誘發(fā)的滑坡災害 ， 例如澳大 是 由 于 輸 水 管 道 滲 漏 導 致 Alpine 公 路 填 筑 路 堤 飽 與原始邊坡頂部的輸水管道滲漏誘發(fā)作用的關系 密切 。
[27]

利亞歷史上最為嚴重的自然災害 Thredbo 滑坡 ， 正 和 及 坡 體 最 終 失 穩(wěn) 所 致 [68]； 新 西 蘭 Abbotsford 滑 坡

3

線性基礎設施工程滑坡

線性基礎設施工程滑坡以公路 、 鐵路等道路工 程和油氣管道工程 2 類為主 。 出于經濟及國防建設

的目的 ， 這些長距離線性穿越工程 ， 經常無法避開強 活動構造區(qū)及極端氣候地區(qū) ， 因此也造成了人類工 程擾動 、 不良地質及異常氣候因素等對沿線切坡穩(wěn)

定性的綜合影響效應 。 在各類工程滑坡中 ， 線性工 程擾動區(qū)滑坡是分布最為廣泛 、 涉及地質環(huán)境條件 狀集中分布特征 （表 3）。 和形成機制最為復雜的工程類型 ， 且通常沿線呈帶

3.1

公路及鐵路工程

在全球范圍內 ，從經濟發(fā)達程度分析 ， 發(fā)展中國 家的經濟社會發(fā)展 、 國防 、 交通 、 日益增加的旅游業(yè) 等導致其公路及鐵路交通系統(tǒng)快速膨脹 ， 隨之而來
表3

1 2 3

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4

Attabad

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積大于 104m2 的滑坡多達 552 處[11]。 然而一旦發(fā)生 ， 則災害慘重 。 誘發(fā)型 。 以下將分別進行闡述 。
國內外典型線性基礎設施工程災難性滑坡事件

200km 內高度大于 40m 的邊坡達 180 余處 ； 云南省 元江至磨黑高速公路 147km 內高度大于 50m 的邊 坡 160 余處 ；寶成鐵路寶雞至綿陽段內 ， 邊坡開挖至 少 293 處 ，接近或超過臨界安全坡度的 123 處 ， 占開 挖長度 53%[60]。 在切坡失穩(wěn)致災方面 ，寶成鐵路建成
后 35 年間 ， 沿線滑坡密度達 2 處/km[10]；青藏公路和 鐵路線路總長約 1268km ， 沿線 50km 寬條帶內 ， 面 公路及鐵路工程滑坡的形成機制與發(fā)育特征主

要具有以下共性 ：① 坡體下部切削導致坡體失去支 撐 ；②超載堆積及切削過陡的填筑邊坡 ；③邊坡自然 定斜坡部分匯聚 ；④除了工程擾動以外 ，滑坡與地震 水文地質條件改變 ， 導致地表徑流或地下水向不穩(wěn) 和極端異常降雨等內外動力因素的綜合誘發(fā)作用密 切相關 [98]；⑤ 在道路建設過程中 ， 大多采取了滑坡治 理或避繞措施 ， 運營過程中的滑坡主要為極端因素 誘發(fā)的群發(fā)小型崩滑災害 ； 大型滑坡災害并不易發(fā) ， 國內外公路及鐵路工程滑坡的形成與分布類

型 ，根據主要誘發(fā)因素可分為 3 類 ：①內動力地質因 素— —— 地 震 與 活 動 構 造 誘 發(fā) 型 ； ② 外 動 力 氣 象 因 素— —— 極端異常降雨誘發(fā)型 ；③ 內外動力耦合作用

Table 3 Catastrophic landslides of linear infrastructure engineering both in China and abroad


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地 質 通 報

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2013 年

（1） 以活動構造 、新構造運動及地震為主的誘發(fā) 機制

公路滑坡 ，長期地表變形 、 坡腳侵蝕及地下水變動為 滑坡創(chuàng)造了條件 ； 前期異常強降雨和輸水管道滲漏 ， 誘發(fā)形成旋轉 — 平移式滑坡 [111]； ④ 在印度洋沿岸地 區(qū) ， 印度南部 Nilgir 山 區(qū) 道 路 工 程 滑 坡 ， 具 有 降 雨 型滑坡 集 中 群 發(fā) 的 特 征 ， 2006 年 11 月 14 日 ， 持續(xù)

①委內瑞拉加拉加斯-拉 瓜 伊 拉 高 速 公 路 滑
坡 ，古滑坡緊鄰斷裂發(fā)育 ， 區(qū)域水平構造應力與地震 誘發(fā)滑坡復活 ， 并毀壞了公路高架橋 ；② 阿塞拜疆
[99]

從首都巴庫至俄羅斯的高速公路穿越高加索山麓地 震構造活躍區(qū) ，在一些高陡斜坡的切腳部位 ， 不良地 形條件和地震活動誘發(fā)滑坡 地震誘發(fā)巖崩毀壞鐵軌
[101] [100]

3h 降雨 150mm，在Burliyar 地區(qū)誘發(fā) 166 處滑坡 ， 絕
大部分為淺層平移式滑坡和碎屑流滑類型 ， 盡管規(guī) 模 不 大 ， 但 是 造 成 了 大 量 傷 亡 和 財 產 損 失 [112] 。 從

； ③ 以色列耶路撒冷

Soreq-Refaim 峽谷鐵路沿線 ，1927 年死海 ML6.2 級
。 （2） 以異常強降雨和地下水為主的誘發(fā)機制

1987 —2007 年歷時 21a 調查揭示 901 處 工 程 滑 坡 ， 主要是每年 10~12 月份季風撤退期降雨誘發(fā)的小型
滑坡 ； 在某些鐵路 段 的 滑 坡 密 度 可 達 50 處 /km ， 而 公路段的滑坡密度可 達 10 處 /km ， 每 年 降 雨 誘 發(fā) 群 發(fā) 滑 坡 事 件 最 多 可 達 11 次 ， 每 次 誘 發(fā) 滑 坡 數 量 最多可達 148 處 [113] 。 印度 39 號國道沿線滑坡類型 主要以楔形體滑動為主， 監(jiān)測數據顯示地下水位 緊 隨 每 年 6~7 月 份 的 強 降 雨 上 漲 ， 導 致 土 體 飽 和 ， 從而引起群發(fā)滑坡 [114] 。 （3） 強活動構造或地震與強降雨綜合誘發(fā)的道 路工程滑坡 典型分布區(qū)之一是青藏高原腹地及周邊地區(qū) 。

① 在環(huán)太平洋地區(qū) ：A. 南昆鐵路八渡古滑 坡 ，
在不良巖體結構和物質組成條件下 ， 由強降雨及河 岸侵蝕作用誘發(fā)形成 ；B. 臺灣穿島公路的里山鄉(xiāng)滑
[9]

坡 ， 為大型古滑坡復活形成 ， 滑帶位于風化殼的下界 面部位 ， 強降雨及排水不暢是主要誘因
[102]

；C.臺灣南

部莫拉克臺風誘發(fā)公路滑坡 ， 雨強可達 100mm/h ， 累積降雨量達 2000mm ， 阿里山 T18 公路是受災最 嚴重的 公 路 之 一 ， 斷 層 影 響 區(qū) 的 軟 弱 破 碎 巖 體 及 不透水層控制坡體穩(wěn)定性
[103]

； D. 此 外 還 包 括 日 本
[104]

奈 良 168 號 國 道 Ohto 蠕 動 滑 坡

，以 及 馬 來 西 亞

檳 榔 嶼 Tun-Sardon 公 路 淺 層 花 崗 巖 殘 坡 積 物 滑 坡 [ 105] 等 ； ② 在 環(huán) 地 中 海 地 區(qū) ： A. 約 旦 Amman -

① 青藏高原腹地 ： 川藏公路然烏 — 魯朗 290km 路段 分布 34 處滑坡 ， 其中包括 12 處體積大于 5 ×105m3
的滑坡 ； 滑體物質一般由巨厚層冰積物 、 沖洪積物 、 湖相沉積及碎裂巖組成 。 滑坡成因機制可表述為 ： 地 震導致坡體變形趨于不穩(wěn)定 ， 汛期強降雨使土體飽 和且抗剪強度降低 ， 河流侵蝕擾動坡腳 ，形成累進式 破壞 ， 公路切坡和植被破壞降低了斜坡穩(wěn)定性并誘 發(fā)滑坡 [115]。 目前絕大部分是強降雨誘發(fā)的滑坡 ， 地 震滑坡較少 ； 除了少數不活躍滑坡以外 ， 大部分滑坡 發(fā)生或復活周期小于 50a [115] 。 典型滑坡案例是 102 道班滑坡群 ： 位于西藏通麥附近 ， 冰洪積物從 400m 高處滑下 ，松散滑體又演化成數條泥石流 ， 僅保通工 程即花費 5000 余萬元 [12]； ② 青 藏 高 原 東 緣 ： 岷 江 上 游 G213 國道滑坡 ， 經常堵塞河流或摧毀公路 ， 由地 質結構 、河流下切和人類切坡活動所致 ， 以小宗渠滑 坡為例 ， 其形成機制機理為 ：A. 岷江持續(xù)下切導致 坡腳累進破壞 ， 從現有破裂面不斷溯源擴展 ；B. 位 于強震影響區(qū) ， 茂縣 - 汶川斷裂帶的次級斷裂控制 滑坡區(qū)地質結構 ， 巖體裂隙發(fā)育且在古滑坡之后風 化嚴重 ；C. 2002 年秋天重修公路的切坡活動導致滑 坡 失 穩(wěn) 復 活 [116]； ③ 青 藏 高 原 南 緣 ： 印 度 北 部 喜 馬 拉 雅山區(qū)的工程地質條件及誘發(fā)因素與川藏鐵路相

Jerash-Irbid 國際高速公路在過去 40 多年中 ， 發(fā)生
許多災難性滑坡 ， 坡體中發(fā)育極軟弱的夾層及強降 雨是關鍵影響因素
[106]

；B. 約旦重要的公路滑坡之一

NA'UR-4 號大型平移式滑坡 ， 降雨及地表水入滲
至 泥 灰 質 夾 層 ，使 其 孔 壓 增 加 、物 性 改 變 和 強 度 降 低 ； 坡腳切削及上覆灰?guī)r自重驅動了滑坡 [107]；C. 土 耳其安 卡 拉 - 伊 斯 坦 布 爾 - 錫 諾 普 的 Karandu 公 路 滑坡 ， 體積超過 100×106m3， 滑體位于強風化不透水 的復理石層中 ， 滑帶與丘狀地形組合形成了大于 2 個大氣壓的高承壓水頭 ； 滑體密集的裂隙面順坡向 產出 ， 便于地下水運移 ；滑體中含有大量抗剪強度較 低的粘土質風化物 ， 不利于坡體穩(wěn)定
[108]

；D. 克羅地

亞的亞德里亞海公路滑坡 ， 陡坡上部為石灰?guī)r 、 下部 為復理石層 ； 工程切坡 導 致 坡 度 變 陡 ， 地 下 水 的 水 力 梯 度 增 加 ， 降 雨 誘 發(fā) 大量滑坡
[109]

；③ 在 大 西 洋 東

岸 地 區(qū) ：A. 尼 日 利 亞 Umuahia-Bende 聯(lián) 邦 公 路 滑 坡 ，盡管滑坡已評定為穩(wěn)定 ， 但在汛期持續(xù)降雨作用 下 ， 尤其滑前一天強降雨導致地下水位突然上漲 ， 增 加了滑體自重使滑坡復活 [110]；B. 威爾士北部 Trevor

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王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

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似 ，公 路 滑 坡 問 題 非 常 突 出 ，集 中 分 布 區(qū) 包 括 加 瓦 爾 — 喜馬拉雅地區(qū)
[117]

Makarov 山區(qū)的油氣管道 ， 區(qū)內構造活動強烈 ， 地震
活動及強降雨會誘發(fā)表層風化巖和殘坡積層滑坡 ， 滑體厚度以數米為主 [100]； ③ 土耳其至希臘的天然氣 管道 ， 在布爾薩附近被滑坡?lián)p壞 ， 滑坡長約 96m ， 寬

， 以及 Almora 和 Nainital 公路

沿 線 [118]； ④ 青 藏 高 原 北 側 ： 天 山 山 脈 強 震 活 動 區(qū) 的 亞歐大陸橋 55~70km 路段是整 個 鐵 路 沿 線 最 大 水 平地表變形量和平均速率分布區(qū) ， 同時是滑坡分布 最為集中的路段 ， 主要發(fā)育在白堊系 — 古近系的粘 土巖中 ， 降雨及融雪是主要誘發(fā)因素 [119]。 除了青藏高原地區(qū)以外 ， 地中海及環(huán)太平洋地 區(qū)的道路工程滑坡分布也較為集中 ， 典型案例包括 ：

48m， 滑帶深度在地下 1.9~12.4m 處 ， 欠固結粘土沿
著與下伏粘土巖接觸帶發(fā)生滑移破壞 [122]。 油氣管道一般以平行或者垂直于滑動方向 2 種 方式穿越滑坡區(qū) ：①當平行穿越時 ， 如果沿管道修筑 護堤 ，二者共同組成縱向防護結構 ， 可以一定程度避 免滑坡 ； 否則 ， 當滑坡發(fā)生時 ， 尖銳石塊可能會劃破 管道保護層 ；②當垂直或近垂直穿越時 ， 由于管道由 鋼制材料構成 ，自身可以橫向抵抗下滑力 ， 尤其對小 型滑坡可以起到支護作用 ， 管道抗力的能力主要取 決于管道接頭的固定墩數量和間距 [123]。

①意大利威尼斯 Fadalto 滑坡 ， 是由古老巖質滑坡從
末次冰期演化而來 ，最初由內外動力因素綜合誘發(fā) ， 外因是冰川融化和新構造活動 ， 內因是下伏冰水沉 積物滑帶抗剪強度降低 ， 基巖裂隙發(fā)育 ， 巖層傾向溝 谷的順向坡結構 ； 現代公路和鐵路開挖又使滑坡再 度復活 [120]；② 北美不列顛哥倫比亞中西部的公路及 鐵路滑坡類型多樣 ， 其影響因素包括巖土體強度軟 弱 、峽谷深切 、冰川活動 、公路建設與開挖 ； 誘發(fā)因素 包括降雨 、 融雪 、 超載及地震活動 ； 強降雨一般誘發(fā) 淺層滑坡 （ 如殘坡積層滑坡和泥石流 ）， 經歷較長的 水文地質響應時期和累積變形則會誘發(fā)深層滑坡 （ 如巖質滑坡 、土流及流滑災害 ）
[121]

4

城市建設復合型工程滑坡
目前全球大部分地區(qū)人口壓力在不斷增長 ， 這

種趨勢在未來仍會繼續(xù)加速 。迫于人口膨脹的壓力 ， 城市發(fā)展日趨被動地向山區(qū)推進 ；同時 ， 山區(qū)自然美 景及渴望融入其中的主動意愿 ， 也使人們不斷向山 區(qū)開發(fā)定居 ， 這種發(fā)展趨勢進一步加劇了城市化過 程中山區(qū)滑坡的風險 ， 并且已經形成了許多災難性 滑坡事件 （表 4）。 城市建設過程中涉及的工程種類繁多 ， 概括起 來工程滑坡主要包括 5 種誘因 ： ① 工程切削形成高 陡坡體或者掏空坡腳 ；② 在不穩(wěn)定斜坡或者處于臨 界穩(wěn)定狀態(tài)的坡體上部加載 ；③ 人為干擾地表徑流 導致坡體排水條件劣化 ；④景觀灌溉或蓄水等原因 ， 導致坡體含水量增加 ；⑤ 對森林和灌木等植被的砍 伐活動等 [29]。 盡管城市建設工程滑坡的誘因多樣 ，但 是其發(fā)育及分布特征一般具有以下共性 ： ① 區(qū)別于 其它工程滑坡 ， 主要表現在其誘發(fā)機理難以歸咎于 某種單一的工程類型 ，往往具有以某種工程為主 、 多 種工程為輔的復合誘發(fā)特征 ， 如新西蘭 Abbotsford 滑坡 [27]；② 人類世以來 ， 工程活動由最初的外在誘發(fā) 因素 ， 逐漸演變成基礎背景要素 ， 尤其在城市化中心 或者經濟社會發(fā)達地區(qū)表現尤為明顯 [30]； ③ 工程滑 坡災害幾乎與城市化如影隨形發(fā)展而來 ， 無論經濟 發(fā)達或者欠發(fā)達地區(qū) ， 均無例外 。 例如在意大利 ，近 年來不合理的土地利用誘發(fā)了許多災難性滑坡 [70]； 意大利南部 Basilicata 地區(qū) 土 地 利 用 的 改 變 導 致 20 世紀以來的城市滑坡持續(xù)增加 ， 而這些滑坡均為人

。

3.2

油氣管道工程 油氣管道工程主要采用埋設方式穿越 ， 因此相

對公路及鐵路等工程滑坡而言 ， 切坡誘發(fā)的滑坡災 害較少 ， 但滑坡對管道工程的負面影響不容忽視 。 油氣管道工程在全球分布廣泛 ， 此類工程滑坡實例 主要包括 ：① 中國西氣東輸管道穿越西北黃土高原 區(qū)， 沿線地質災害十分發(fā)育， 尤其在皋蘭至鳳翔

350km 段更為集中 ，且以滑坡及黃土濕陷災害為主 ， 遙感影像解譯顯示沿管線兩側 200m 范圍內至少發(fā) 育 43 處滑坡 ， 根據地層組合關系可以分為 3 類 ：Q3 （晚更新世 ） 黃土滑坡 、Q3+Q2（ 中 、 晚更新世 ） 黃土滑 坡 、Q3 黃 土 +N2 （ 上 新 世 ） 紅 色 粘 土 滑 坡 ， 其 中 Q3+ Q2 黃土滑坡分布數量最多 ， 一般沿下伏新近系紅色
粘土風化殼發(fā)生滑動 ，且具有遠程滑移和群發(fā)特征 。 盡管沿線滑坡具有局地集中的發(fā)育態(tài)勢 ， 但是在同 一溝谷兩側的發(fā)育頻次不同 ， 多期活動的滑坡相互 交切組合形成滑坡群 ， 滑坡空間分布與氣候 、 地形 、 地震地質及新構造運動因素密切相關 。 沿線自西向 東的氣候由干旱經歷半干旱轉為半濕潤氣候 ， 降雨 量逐漸 增 加 ， 滑 坡 災 害 也 越 來 越 密 集 ， 且 重 要 集 中 在 每 年 7 ~8 月 份 雨 季
[13 -14]

； ②俄羅斯遠東穿越

1894

1

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2

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5

Aldercrest-Banyon

6

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7

Abbotsford

類工程活動誘發(fā) [127]。 在非洲肯尼亞 ， 公路建設 、 池塘 開挖及建筑場地整理等工程活動是斜坡失穩(wěn)的直接 誘 因 [128]； 烏 干 達 Bushika 地 區(qū) 建 房 切 坡 直 接 誘 發(fā) 許 多滑坡災害 [129]。 國內外城市建設復合型工程誘發(fā)的 典型滑坡災害如下 。 （1）新西蘭近 50 多年以來最著名的滑坡 Abbots-

ford 滑坡 ，屬于快速深層平移式滑坡 ， 坡體在經歷了 幾周變形之后 ， 迅速發(fā)生整體破壞 ， 堆覆面積 18× 104m2。 影響滑坡發(fā)生的自身因素是滑體下伏為傾角
約 7° 的軟粘土層 ，構成順向坡結構 ， 老滑坡坡腳的河 流侵蝕進一步降低了坡體穩(wěn)定性 ； 人為控制因素包 括坡腳處采砂和滑源區(qū)的輸水渠道滲漏 ， 由于采場 已于滑前 10a 關閉 ， 此間降雨量增加使地下水位長 期上漲 ，而渠道滲漏最終控制了滑坡的發(fā)生時間 。
[27]

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GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA

2013 年

表4

國內外城市化復合型工程災難性滑坡事件

Table 4 Catastrophic landslides of urban construction compound engineering both in China and abroad

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2001

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9 月 ， 體積 400×104m3， 導致 1 人死亡 ， 毀房 40 余棟 ， 300 多人無家可歸 ， 破壞了附近高速公路 、 小型公路
及鐵路軌道 ， 渡輪停運一段時期 [26]。 （2 ） 國內城市建設活動誘發(fā)的典型滑坡災害包

括 ：①四川丹巴縣城滑坡 ，在古滑坡的基礎上發(fā)育形

成 ， 斜坡前緣位于大金河凹岸 ， 侵蝕形成高陡臨空 淺層滑動而后處于相對穩(wěn)定狀態(tài) ；此后 ， 丹巴縣城大

面 ； 在 20 世紀 50 年代到 1998 年期間 ， 經歷了 2 次 量建房切坡工程破壞了坡體自穩(wěn)狀態(tài) 。 2004 年 3~10

月 ，城建切坡使坡體前緣臨空面進一步增高 ，造成坡 腳支撐力減弱 ， 坡體變形加劇 ，整體向前緣臨空方向 擠壓變形 。 坡體后部土體被拉裂 ， 形成明顯的拉裂 縫 ，并逐漸向深部發(fā)展 。坡體兩側的剪切裂縫也逐漸 形成 �；潞缶壓蛢蓚鹊募羟辛芽p逐漸貫通閉合 ， 導 致丹巴滑坡整體復活 [7]； ② 重慶武隆縣城 5 · 1 滑坡 ： 坡體由碎裂狀的砂巖夾泥巖互層巖體組成 ， 坡體屬 緩傾切向坡結構 。 自 1989 年以來 ， 坡腳遭受 2 次開 挖 ， 分 別 是 1989 年 興 建 G319 國 道 ， 沿 烏 江 河 谷 開 挖斜坡 ， 形成高約 20m ， 傾角達 60~80° 的陡傾邊坡 ， 未 加 支 護 ；1997 年 被 規(guī) 劃 為 建 設 用 地 ， 形 成 了 寬

此外 ， 盡管誘發(fā)因素與城鎮(zhèn)建設并無直接關系 ， 但自然因素誘發(fā)滑坡導致城鎮(zhèn)災難性后果的事件還 包括： ①波多黎各歷史上迄今最具災難性的滑 坡— —— Mameyes 滑 坡 ，1985 年 10 月 ，Isabel 熱 帶 風 暴導致每小時降雨量可達 70mm ， 誘發(fā)巖質滑坡 ， 體 積約 30×10 m ， 導致至少 129 人死亡 ，120 多座房屋
4 3

被毀 ； ② 瑞典 Surte 敏感粘土滑坡 ， 發(fā)生于 1950 年
[19]

160m、深 15.5m、高 46.6m 的槽形場地 。 盡管局部采

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王濤等 ： 國內外典型工程滑坡災害比較

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取漿砌塊石擋墻支擋措施， 但未設置合理防水反 濾層和排水孔 ，導致防護效果甚微 ， 最終發(fā)生滑坡 ；
[8]

而是表現為以特定工程因素為主 ， 各類內外動力因 素為輔的綜合誘發(fā)特征 ， 尤其是城市建設復合類型 的工程滑坡災害更為明顯 。 因此需要開展深入細致 的現場調查評估 、 針對性的物理力學測試及理論分 析 ，避免對各種影響和誘發(fā)因素顧此失彼 ，才能準確 地揭示滑坡賦存條件 、形成機制 、 演化歷史及發(fā)展趨 勢 ，并提出相應的風險處置措施 。 （3）著重進行工程滑坡區(qū)的地質背景調查 ： 在大 部分工程滑坡災害的形成機制中 ， 基礎地質條件通 常起決定性作用 ， 而人類工程活動則起到雪上加霜 的誘發(fā)作用 ， 例如莫拉克臺風誘發(fā)臺灣阿里山公路 滑坡 。 然而 ，多數工程誘發(fā)因素具有多變性 ， 對坡體 穩(wěn)定性的影響不易把握 ， 所幸地質背景條件相對恒 定 ，并且可以通過系統(tǒng)的調查分析揭示 。 因此 ， 在工 程開發(fā)項目的規(guī)劃 、 選址及建設各階段 ， 做好地質背 景調查評估工作 ， 是杜絕滑坡后患的重要前提 。 遺憾 的是 ，在許多前期的滑坡危險性評估中 ， 諸如斷層結 構面的產狀信息等地質要素通常會被忽視或簡化 ， 得不到真實的反映 。 （4 ）注重古老滑坡的演化歷史分析 ：許多災難性 滑坡是古老滑坡復活所致 ， 活動歷史有時長達數千 甚至萬年 ，例如南威爾士煤礦采區(qū)滑坡 ；應注重從更 長歷史時期的尺度 ，系統(tǒng)地審視滑坡演化的過程 。不 宜輕視已經評判為穩(wěn)定的滑坡 ， 需要深入了解巖土 體的力學特性 ， 尤其隨著位移和時間因素變化的特 性 ；在此基礎上合理預計潛在誘發(fā)因素 ， 評估其復活 風險 ，避免因為僅注意到暫時穩(wěn)定 ，未顧忌潛在失穩(wěn) 趨勢的災難發(fā)生 ， 例如尼日利亞 Umuahia-Bende 聯(lián) 邦公路滑坡 。 （5）強調坡體變形監(jiān)測及早期預警分析 ：由于工 程擾動區(qū)人員及設施等較為集中 ， 顧及這些承災體 的安全 ，通常會布設監(jiān)測設備或安排目視監(jiān)測 ， 滑坡 早期變形跡象及臨滑征兆也易于察覺或觀測 。 由于 許多災難性滑坡通常具有較長的變形歷史 ， 留有時 間進行調查評估和采取風險減緩措施 ， 如果及時采 取合理的措施 ，完全可以避免成災 ， 還在保證安全的 前提下 ，產出經濟效益并指導未來工程活動 ， 成功案 例 包 括 中 國 潘 洛 鐵 礦 邊 坡 及 日 本 琦 玉 縣 Kagemori 采石場邊坡等 。 相反如果疏于監(jiān)測或者忽視預警信 息 ， 則會釀成災難 ， 例如意大利 Stava 尾礦泥流 、Va-

③ 天水鍛壓機床廠滑坡 ： 暴雨誘發(fā)廠區(qū)后山發(fā)生黃
土崩塌性滑坡 ，不合理工程主要包括 ：A. 修路建廠削 坡挖腳 ，形成險陡臨空面 ；B. 灌渠洪水的浸泡和沖蝕 導致坡體洞穴發(fā)育 ；C. 前期連陰雨及暴雨誘發(fā)了滑 坡
[12,124]

；④ 香 港 歷 史 上 的 殘 坡 積 層 滑 坡 災 害 發(fā) 生 頻

繁 ， 例 如 1906 年 9 月 18 日 的 颶 風 誘 發(fā) 滑 坡 ， 造 成

3000 艘 漁 船 和 670 艘 遠 洋 輪 船 損 壞 或 失 蹤 ，15000 人死亡 ， 占當時人口的 5% ， 成為香港史上最慘重的
災害
[130]

。

針對城市建設誘發(fā)的復合型工程滑坡 ， 目前主 要通過 4 種途徑來控制及減緩風險 ： ①盡量限制或 禁止在滑坡易發(fā)區(qū)開發(fā)建設 ； ②實施和執(zhí)行相關規(guī) 范標準指導工程切坡及建筑工程 ； ③利用工程減災 措施保護現有的建設項目及人員安全 ； ④開發(fā)和安 裝多場指標參數的監(jiān)測及預警系統(tǒng) 。 此外 ， 滑坡保險 不失為風險減緩措施的選擇之一 ， 以此來減少滑坡 災害對個體業(yè)主造成的損失 ， 但是目前尚處在探索 和嘗試應用階段 。

5

討論與結論
通過對國內外的采礦工程滑坡 、 水利水電工程

滑坡 、 線性基礎設施工程滑坡及城市建設復合型工 程滑坡等 4 種基本類型及若干亞類的工程滑坡案例 的回顧 ， 比較分析了各類典型工程滑坡的發(fā)育特征 、 形成機理及部分防控措施 ， 初步獲得以下 7 點警示 與認識 。 （1） 建議加強工程滑坡災害編錄 、 建庫及跨行業(yè) 共享交流 。與國際工程滑坡研究相比 ， 例如國際大壩 委員會及歐盟尾礦壩安全管理及事故分析 、 印度公 路與鐵路工程滑坡編錄 、 西班牙及土耳其露天采場 邊坡管理等方法和經驗 ，中國在工程滑坡編錄 、 斜坡 安全管理及廢棄工程邊坡復墾利用方面的工作較 為欠缺 ， 這在很大程度上阻礙了工程滑坡的研究進 展 ， 亟需進行各類工程滑坡編錄建庫及動態(tài)更新工 作 。 借此不僅可以提升行業(yè)內部研究的系統(tǒng)性 ， 也 便于不同行業(yè)間的跨界交流和相互借鑒 ， 從而進一 步提升國家層面上工程滑坡研究及支撐減災的整 體水平 。 （2） 重視工程滑坡的綜合誘發(fā)機制研究 ： 大部分 工程滑坡災害經常并非由單一工程活動誘發(fā)形成 ，

jont 滑坡及中國雞冠嶺崩塌 — 碎屑流等 。 同時 ，對監(jiān)
測結果的評判分析十分關鍵 ， 尤其對暫時休眠的滑

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地 質 通 報

GEOLOGICAL BULLETIN OF CHINA
2007: 497.

2013 年

坡不應疏于防范 ， 經常會由于地震等突發(fā)因素導致 加速變形致災 ， 例如委內瑞拉加拉加斯 — 拉瓜伊拉 高速公路滑坡 。 （6） 關注小型工程滑坡的重大潛在風險 ： 許多造 成災難性后果的工程滑坡體積規(guī)模并不大 ， 例如貴 州 凱 里 魚 洞 村 崩 塌 及 意 大 利 特 蘭 托 Stava 泥 流 等 。 究其原因 ，盡管滑坡規(guī)模較小 ， 但是危及人員及財產 甚眾 ， 因此建議對人員及設施等承災體密集分布的 工程項目區(qū) ， 著重提高滑坡調查編錄精度 ， 防微杜 漸 ，準確地分析評估滑坡失穩(wěn)造成的潛在風險 ， 盡量 避免 “ 小滑坡 、大災難 ”的悲劇發(fā)生 。 （7） 未來工程滑坡災害發(fā)展的趨勢 ： 隨著城市規(guī) 模的擴張 ， 曾經位于郊區(qū)的工程場地逐步變成了城 市中心區(qū) ，對滑坡有影響的多種工程類型密集交織 ， 工程滑坡誘發(fā)因素逐漸向復合誘發(fā)類型轉變 。 與此 同時 ， 已有靜態(tài)緩變的地質環(huán)境條件 ， 在日益加速的 工業(yè)化與城市化進程中 ， 被人類活動改造后的環(huán)境 所替代 ，形成了 “人類世 ”特有的背景環(huán)境條件 ， 轉變 成滑坡災害的基礎誘發(fā)因素 ， 在降雨或地震等關鍵 誘發(fā)因素條件下易于成災 。 未來滑坡防災減災工作 ， 需要在深入研究單一誘發(fā)類型的機理和防治措施之 后 ， 關注復合工程擾動區(qū)的滑坡綜合減災措施及其 優(yōu)化組合問題 。 致謝 ： 在成文過程中 ， 文獻的搜集和資料整理工 作得到中國地質大學 （ 北京 ） 研究生李碩 、 王玢佳和 何曉磊的幫助 ，在此謹表謝意 。 參考文獻
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第 32 卷 第 12 期

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  本文關鍵詞：國內外典型工程滑坡災害比較，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。