罗延婷，徐 峰，白振岭
（黄河勘测规划设计研究院有限公司，河南 郑州 450003）
黄土覆盖着约10%的地球陆地表面，主要集中在北半球的温带和沙漠前缘的半干旱地带［1-7］。
中国黄土主要分布于陕西、宁夏、甘肃、青海和山西等省（区）［8-13］，在这些地方，每年发生大量的黄土滑坡，其中李家峡水电站右岸黄土滑坡就是黄土高原滑坡地质灾害的缩影［13-21］。
李家峡水电站右岸的滑坡距离大坝约1.2 km，在电站的勘察期和建设期间（1988—1996年），该滑坡并未产生。
2002年在右岸边坡上修建李坎公路，开挖了坡脚，前缘黄土边坡开始出现不稳定现象，有关部门在李坎公路桩号K7＋980—K8＋360 段修建了抗滑设施，有效阻止了滑坡的变形，2004—2013年期间在黄土边坡上并没有产生明显的变形。
但在2014年之后，滑坡体上产生的变形裂缝越来越多、缝宽越来越大，右侧前部还产生了小规模（约5 万m3）的次级滑坡。
为此，有必要对李家峡水电站右岸黄土滑坡的特征、成因及变形机制进行研究，为李家峡水电站开展下一步滑坡防治提供技术支撑，为黄河两岸高位黄土滑坡的研究提供重要参考。
为研究李家峡水电站右岸黄土滑坡的特征、成因和变形机制，采用地质测绘、钻探、竖井、试验等手段进行勘察，使用无人机高清摄影揭露变形裂缝和落水洞，利用三维地质建模揭示滑坡体的空间特征，对滑坡的地质特征、形成历史、成因及变形机制进行分析研究。
滑坡体高程2 485 ～2 716 m，黄土自然边坡坡向30°～40°，坡度5°～18°；
滑坡下部基岩边坡的坡度一般为35°～45°。
东向和北向临空，东侧为一深切大沟，常年有细流，北向为黄河（李家峡水库），西侧边界的下部发育一小型切沟。
滑坡周界基本清晰，黄土滑坡地质平面及典型断面见图1、图2，后缘陡坎的高差为3 ～6 m。
右侧受抗滑桩的阻挡，之上的地表裂缝不发育，但抗滑桩之间的挡墙发生断裂（见图3）。
左边界纵向的变形裂缝发育，左侧前缘已发生次级黄土滑坡，滑动面为上覆黄土与下伏泥岩的分界面，擦痕清晰。
图1 黄土滑坡地质平面
图2 黄土滑坡典型断面1—1′
图3 右侧前缘的抗滑桩与挡墙
在黄土与泥岩的接触部位，地表水沿黄土孔隙下渗至相对隔水的泥岩层顶面时富集，接触带土的含水率一般较高，可达饱和状态，易形成软弱的潜在滑动面，上覆黄土最可能沿着潜在滑动面变形失稳。
地表调查也证明了这一点：滑坡的左侧前缘已产生上覆黄土沿下伏泥岩面的次级滑坡，滑体物质为黄土，泥岩保持稳定，滑动面为黄土与泥岩的分界面，存在擦痕。
勘探揭露的最软弱界面为上覆黄土与下伏泥岩界面，由于仅在滑坡前缘出现了塌滑，并没有出现整体滑动的迹象，滑动面并未贯通，因此泥岩顶面即黄土与泥岩界面为潜在滑动面。
通过三维地质建模分析，潜在滑动面产状总体为 30°～40°∠10°～20°。
潜在滑动面和上部黄土自然边坡的产状组合为顺向坡，属不利于边坡稳定的组合。
通过计算和分析得出，滑坡体长495 ～795 m，宽230～710 m，面积约 23 万 m2，滑坡体厚度 0 ～32 m，平均厚度约26 m，滑坡体总方量601 万m3，为岩土混合边坡上的黄土滑坡，滑床为泥岩，潜在滑动面为黄土与泥岩接触面，主滑方向为NE35°。
在滑坡体上共发现地表裂缝265 条，分析各变形裂缝的形态、延伸方向、长度、变形方向、力学特性及形成原因，对关联紧密、有共同成因的地表裂缝进行分区。
根据地表裂缝的特征、成因及其相关性，共划分14 个裂缝发育区。
研究结果表明，滑坡上的裂缝以牵引性张拉裂缝为主，分布在前缘已发生的塌滑和次级滑坡的顶部以上区域。
变形裂缝自下向上逐级发展，下部发生变形破坏的规模大，向上牵引产生的裂缝多。右侧前部受两排抗滑桩的支护，黄土体未见变形裂缝，当上排抗滑桩之间的挡土墙断裂后，则在其上部出现了一条牵引性张拉裂缝。
发现黄土落水洞41 个，落水洞为椭圆形或圆形，洞壁直立，直径 0.5 ～8.0 m，深度 1 ～6 m，大小不一。受排水渠集中排泄地表水及人工浇灌树木的影响，大量落水洞沿排水渠各排泄口之下的排泄路径发育，少量沿着滑坡的左右边界（地形上的分水岭）发育，个别落水洞由植树的树坑发展形成。
根据前期勘察资料，李家峡水电站建设前，该边坡未见异常；
李家峡水电站建设期间以及运行期未对该边坡进行工程活动，对边坡没有扰动，2002年李坎公路的建设对边坡扰动较大，黄土边坡的变形也是从2002年开始的。
2002年修建李坎公路，开挖坡脚导致出现局部滑坡，有关部门修建了抗滑桩，阻止了滑坡的进一步发展，在修建后一段时期内滑坡稳定。
2014年之后，滑坡的不稳定现象主要受上林场植树及浇灌、公路排水渠的集中排水、降雨等影响，地表水沿坡面排泄不畅，向下入渗，降低了土体强度。
目前，不稳定状态的主要诱导因素是地表水的集中冲刷与入渗，即水是产生滑坡不稳定的主导因素。
滑坡从自然稳定边坡发展为不稳定边坡，演化过程可分为3 个阶段：①历史上该区可能产生过变形或滑动，但规模不大，为浅层黄土滑坡或表层塌滑。
至少在李家峡水电站修建期内，黄土边坡处于自然稳定状态。
②2002年李坎公路修建，开挖导致黄土滑坡自然稳定状态遭到破坏，其右侧前缘出现不稳定，相关部门于2003年及时修建了两排抗滑桩阻止了边坡的进一步变形，之后10 a 没有出现大的变形。
③2014年以后随着长期地表降雨沿排水渠集中排泄到黄土体上，由此产生的冲刷、渗透作用破坏了黄土体的结构，降低了潜在滑动面的抗剪强度，导致抗滑桩西侧滑坡的前缘产生了塌滑和次级滑坡，并牵引上部黄土体产生大量变形裂缝，滑坡的前缘再次出现不稳定。
早更新世黄土层形成之前，新近纪泥岩、泥质砂砾岩地层面在风化卸荷等作用下略有起伏，在此期间强烈的构造作用造成泥岩、泥质砂岩的岩层向北东向（黄河方向）缓倾斜（产状变为 35°～40°∠15°～16°）。在较长的一段地质历史时期，地壳抬升、黄河形成过程中发生侵蚀切割，在风化卸荷等作用下形成了目前的黄河河道。
后期黄土覆盖在新近纪泥岩之上，前缘的黄土层在前缘崩塌及小型滑坡的作用下形成了现今的地貌状态。
滑坡是在现有特定地形地貌及地质环境中形成与发展的。
李坎公路开挖及排水渠排水在不同时期、不同部位造成滑坡前缘失稳，产生了塌滑和次级滑坡，牵引上部黄土体出现变形裂缝，黄土结构被破坏。
每次降雨后，排水渠的集中排水会再次产生冲刷和渗透，降水沿坡面裂缝直接进入黄土体中，本已变形的黄土体会加速扩大变形，进而牵引上部黄土体产生数量更多、范围更广的变形裂缝。
当变形区黄土体的下滑力大于潜在滑动面的摩擦阻力时，就会产生滑动破坏。
以上变形和滑动破坏是逐级向上发展的。
滑坡前缘的变形比较明显，变形裂缝较多，变形部位基本沿着上覆黄土与下部泥岩的分界线处分布，且均表现为黄土体的变形，下部出露的泥岩保持稳定状态，周围出露的新近系泥岩及泥质砂岩、前震旦系片麻岩边坡整体均保持稳定状态。
由此可见，滑坡具有黄土-泥岩的二元岩土体结构特征，其变形破坏主要为上部黄土的变形破坏。
滑坡上的裂缝主要为牵引性拉张裂缝，分布在前缘已发生的塌滑和次级滑坡的顶部以上区域，前缘发生变形破坏的规模越大，牵引产生的裂缝则越多。
因此，上部黄土的变形破坏主要为牵引式变形破坏。
李家峡水电站右岸黄土滑坡为岩土混合边坡上的黄土滑坡，滑坡体为黄土，滑床为泥岩，潜在滑动面为黄土与泥岩接触带，其失稳破坏模式为黄土体沿潜在滑动面滑动，变形破坏类型属牵引式滑坡，滑坡破坏模式为后退式分级滑动。
（1）滑坡的变形以牵引性张拉裂缝为主，变形裂缝自下向上逐级发展，下部发生变形破坏的规模大，牵引产生的裂缝较多。
如任这种变形自由发展，将造成滑坡上的李坎公路路面被拉裂、路基损坏，对李坎公路的通行安全造成影响。
（2）滑坡破坏模式属于后退式分级滑动，在不利因素影响下，滑动后黄土滑坡体先堆积于斜坡上，并不是整体直接滑入水库，另外受下部基岩斜坡面的阻挡，松散状的黄土滑坡体下滑至水库所需的时间历程较长，整体产生高速滑动的可能性小。
滑坡体属高位、黄土松散体，分级滑体失稳滑动后会先伏在下部基岩岸坡上，在降雨的作用下，部分散体将以泥流的形式沿下部基岩岸坡滑入水库，会造成一定的淤积，但不会产生大的涌浪灾害。
（3）集中排水对黄土边坡稳定的影响非常大，排水渠集中排水对排水口处前缘的黄土造成冲刷，产生了类似工程开挖的挖脚作用，使前缘黄土边坡产生小规模滑坡。
黄土边坡上的排水渠设计需要特别重视排水渠出口的位置及黄土湿陷性导致的排水渠断裂与排水失效问题。
（4）前缘小规模滑坡（塌滑）会向上牵引产生更多的变形裂缝，进而向上产生新的不同规模的次级滑坡；
变形裂缝逐级向上发展，不同规模的滑坡也会逐级向上产生、逐级向上塌滑。
因此，及时采用抗滑工程措施，阻止变形向上发展是非常必要的。
（5）在没有采取抗滑工程措施的情况下，在黄土滑坡上植树造林后高频率人工浇灌树木，会使得灌溉水向下入渗，在黄土与泥岩交界面富集，从而产生软弱面，进而易贯通形成滑动面。
这需要国土部门和林业部门在滑坡防治问题上达成共识、相互协作，以避免无良好造林效果的资源浪费。
（6）2020年 2月，时隔 3 a 对该滑坡进行现场检查，继续验证了之前的结论：从坡体前缘逐级向上发展产出不同规模的次级滑坡，在降雨的作用下，黄土滑坡体沿着坡面和切沟缓慢进入水库。
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