代貞偉,殷躍平,魏云杰,呂 韜,羅建華,姚 望
(1.長安大學(xué)地質(zhì)工程與測繪學(xué)院,陜西西安 710054;2.中國地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,北京 100081;3.重慶市地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局南江水文地質(zhì)工程地質(zhì)隊,重慶 401121)
受三峽工程175 m試驗性蓄水的影響,三峽庫區(qū)藕塘滑坡近年來開始出現(xiàn)大量的地表裂縫、房屋開裂等變形跡象,同時監(jiān)測數(shù)據(jù)也表明該滑坡存在由淺層土質(zhì)滑坡逐漸演化成為整體深層基巖滑坡且變形范圍擴展至后緣山體的可能性,滑坡一旦失穩(wěn)復(fù)活,將會威脅整個安坪鎮(zhèn)的居民生命財產(chǎn)安全(約3900余人),同時對長江航道形成潛在堵塞隱患,是三峽庫區(qū)新近發(fā)生的規(guī)模巨大的滑坡災(zāi)害之一。
對于重大新發(fā)(或復(fù)活)滑坡的現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、滑坡體的地形地貌與地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征、形成機制、成因分析等方面詳盡闡述是開展后續(xù)滑坡理論研究的重要基礎(chǔ),有利于相關(guān)滑坡的預(yù)警預(yù)報與防災(zāi)減災(zāi)[1~2]。殷躍平[3]基于西藏波密易貢高速巨型滑坡特征的分析,提出了相應(yīng)的減災(zāi)方案措施;汪發(fā)武等[4]以千將坪滑坡地質(zhì)背景、結(jié)構(gòu)特征以及滑動變形跡象等調(diào)查資料為依據(jù),對該滑坡的影響因素及變形失穩(wěn)機制進行分析;黃潤秋等[5]以地質(zhì)力學(xué)分析為基礎(chǔ),對天臺鄉(xiāng)特大型滑坡特征、形成過程及機制進行研究;馬飛等[6]基于三峽庫區(qū)萬州和平廣場滑坡體結(jié)構(gòu)特征、地質(zhì)背景的調(diào)查,對其形成機制、變形破壞產(chǎn)生的主要原因進行了研究;殷志強等[7]以第一手的現(xiàn)場野外調(diào)查資料對都江堰三溪村滑坡的基本特征、滑坡啟動運動機制等方面進行分析,認為地震、特殊的地形地貌為滑坡發(fā)育提供了基礎(chǔ)條件,而極端暴雨為其直接誘發(fā)因素。
鑒于以往對該區(qū)域的滑坡災(zāi)害研究中,涉及到藕塘滑坡的幾乎沒有,信息的缺乏使得對該巨型古滑坡形成及復(fù)活成因的認識有一定難度。此外,對于坡長幾百米甚至上千米的巨型順層滑坡的形成機制及失穩(wěn)演化過程,相關(guān)的文獻資料較少。因此,本文立足于大量的現(xiàn)場野外地質(zhì)調(diào)查和試驗的基礎(chǔ)上,對滑坡特征、成因及形成機制進行分析,可為后續(xù)治理工程起到一定指導(dǎo)作用,具有重要的研究價值。
藕塘滑坡位于重慶市奉節(jié)安坪鎮(zhèn)的長江南岸,距奉節(jié)縣城12 km,上距萬州98 km、重慶425 km,下距三峽大壩177 km、宜昌223 km(圖1)。
圖1 藕塘滑坡位置示意圖Fig.1 Location of the Outang landslide
藕塘滑坡位于長江南岸岸坡,屬構(gòu)造-淺切割河谷單斜順向岸坡地貌,地形南高北低,呈三角形板狀累疊;地形呈上陡下緩特點,坡角12°~38°,局部較陡斜坡地帶達40°~62°;集鎮(zhèn)建設(shè)區(qū)域主要分布在斜坡中下部的寬緩平臺,奉節(jié)縣城至安坪鎮(zhèn)鄉(xiāng)級公路從斜坡前部穿過,公路修建形成高5~10 m的人工邊坡。
滑坡區(qū)地處揚子準地臺之次級構(gòu)造單元——四川臺坳與上揚子臺褶帶(亦稱八面山臺褶帶)的交匯處,構(gòu)造上位于故陵向斜揚起端附近東南翼,無區(qū)域性大斷裂通過,亦無小斷層通過[8](圖2)。
滑坡區(qū)地層巖性主要為上覆第四系全新統(tǒng)殘坡積層(Qdl+el4)、沖洪積層(Qal+pl)、滑坡堆積層(Qdel4)及下伏侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組(J1z)基巖組成,巖土體物理力學(xué)性質(zhì)差異性大,巖層產(chǎn)狀 320°~350°∠20°~28°。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有2組構(gòu)造裂隙:L1裂隙走向與巖層走向較一致,產(chǎn)狀 120°~150°∠55°~75°,間距 1.1~2.0 m;L2裂隙走向與巖層走向近于正交,產(chǎn)狀為40°~70°∠60°~85°,間距1.2 ~3.3 m。
圖2 研究區(qū)域構(gòu)造綱要示意圖Fig.2 Tectonic plan of the study area
滑坡區(qū)地下水主要為賦存于珍珠沖組砂巖之中的基巖裂隙水,沒有統(tǒng)一的地下水位,地下水的運移受地形坡度控制,地形轉(zhuǎn)折處多以泉水形式排泄,動態(tài)特征受大氣降水補給影響較明顯,以潛流的形式向長江運移排泄,地下水埋深大,一般位于滑帶之上或附近區(qū)域;此外賦存于第四系土層和碎裂巖體中松散巖類孔隙水,主要受大氣降水補給,短途徑流,在陡坎處以散流形式排泄,賦存條件較差。
滑坡區(qū)域沖溝比較發(fā)育,切割深度3~6 m,大部分地表水順沖溝排泄;此外,由于基巖構(gòu)造裂隙較發(fā)育,部分地表水順裂隙滲入基巖內(nèi)部,轉(zhuǎn)化為基巖裂隙水。
藕塘滑坡平面形態(tài)總體呈斜歪倒立“古鐘”狀,前寬后窄,滑坡前部沿長江河道處最寬,達1100 m,滑坡后緣則僅寬580 m左右,滑體最大縱長約1800 m,面積約1.78 km2;后緣高程約705 m,前緣高程約95 m,相對高差約610 m,地表平均坡度為25°,陡緩相間,總體呈折線型斜坡地形;滑體平均厚度約50.8 m,體積約9000×104m3,主滑方向340°~350°,坡向近于正北(圖3~4)。安坪鎮(zhèn)建于高程180~220 m之間寬緩平臺,村莊分布于后緣山體。
依據(jù)前期多次勘察資料判定,藕塘滑坡為古滑坡,具有多級多期次滑動特點,主要分為三級滑動形式。一級、二級滑坡主要沿R3軟弱層滑動,三級滑坡主要沿R1軟弱層滑動(圖4)。
圖3 藕塘滑坡工程地質(zhì)平面圖Fig.3 Scheme atic map of engineering geology of the Outang landslide
一級滑坡后緣高程300~370 m,前緣剪出口位于長江145 m水位下,由廟包、藕塘一帶分布的碎裂巖體產(chǎn)狀(圖5)以及鉆孔揭露情況綜合分析判定,前緣呈切層反翹剪出;縱向上由后緣至中部呈近平面狀向北西傾斜,與下伏基巖傾角相近,傾角18°~25°,在安坪鎮(zhèn)臨江外側(cè)漸變?yōu)榻鼒A弧狀,至臨江地帶呈近水平或反翹狀,傾角-15°~5°;前緣廟包一帶的滑體深度超過115 m,而后緣相對較薄,總體形似勺狀;滑體縱長約880 m,橫寬約1100 m,面積約92.2×104m2,主滑方向約 345°。
圖4 藕塘滑坡工程地質(zhì)B-B'剖面圖Fig.4 Engineering geology profile along B-B'of the Outang landslide
圖5 一級滑坡前緣廟包一帶反翹碎裂巖體Fig.5 Warped cataclastic rock mass around the Miaobao area in the front of the first phase landslide
二級滑體位于藕塘滑坡中部,呈不規(guī)則狀,滑體縱向長約440 m,橫向?qū)捈s650 m,面積約31.6×104m2,主滑方向345°;后緣從劉家包平臺起,沿老油坊一帶,高程400~530 m;前緣沖覆在一級滑坡體后緣之上,呈切層剪出后略反翹,剪出口高程250~300 m;縱向上由后緣至中前部呈近平面狀向北西傾斜,與下伏基巖傾角相近,傾角25°~27°。鵝頸項、雙大田一帶呈近水平切層至反翹剪出,傾角-12°~4°(圖 6)。
三級滑體總體平面形態(tài)呈斜歪倒立古鐘狀,后緣以獅子包埡口為界,高程約705 m;前緣剪出口則覆蓋于第二級滑坡體后緣之上,分布高程400~530 m;三級滑體主要沿R1軟弱層滑動??v向上由后緣至中前部呈近平面狀順坡向傾斜,傾角約20°~25°,至前緣剪出平臺處逐漸轉(zhuǎn)至近水平至反翹狀,傾角0°~10°;由于受二級滑體后緣的阻滑,在草屋包北東側(cè)、老祠堂、劉家包一帶平緩剪出形成多級臺地地貌;滑坡體縱長約640 m,橫寬約830 m,面積約54.3×104 m2,主滑方向約345°(圖7)。
圖6 二級滑坡前緣水平緩剪出帶外側(cè)陡坎Fig.6 The lateral scarp of nearly horizontal shear outlet in the front of the second phase landslide
圖7 三級滑坡模型示意圖Fig.7 Sliding mode of the third phase landslide
從三維視角分析藕塘滑坡空間形態(tài),發(fā)現(xiàn)滑坡西側(cè)邊界存在穩(wěn)定山脊阻擋控制作用(圖8)。
圖8 滑坡體西側(cè)阻擋山脊(方位角:62°45')Fig.8 Resistance ridge of the west side of landslide
據(jù)現(xiàn)場調(diào)查揭露:山脊及東側(cè)巖層產(chǎn)狀突變,呈向東偏轉(zhuǎn)的跡象,而山脊西側(cè)巖層產(chǎn)狀則正常。
由此分析可知:一、二級滑坡在滑動過程中推擠西側(cè)山脊,未推擠開,致使滑體一定程度上產(chǎn)生向東扭轉(zhuǎn)變形跡象,與雞尾山滑坡類似,滑坡在滑動方向受阻發(fā)生一定偏轉(zhuǎn)[9~10],具有視向傾斜滑動的特征。
藕塘滑坡滑床主要由侏羅系中下統(tǒng)珍珠沖組下段(J1z)的灰-深灰色、中-厚層狀、細粒-中粒砂巖、局部夾炭質(zhì)頁巖或深灰色黏土巖組成,滑床面的前部埋深約130 m,中部埋深約50 m,出露于滑坡后部,且滑床面有地下水滲出跡象。
滑床面形態(tài)從橫向上看,平坦少起伏,并與上覆滑面基本保持一致,總體以4°~7°傾角向西緩傾,僅在西側(cè)邊界(阻滑巖脊)地帶以陡傾角呈梯狀抬升至地面;縱向上從后緣至剪出口處滑床面較陡直,產(chǎn)狀325°~345°∠24°~29°,巖體較完整,節(jié)理裂隙不發(fā)育;而在一級、二級和三級滑坡前緣剪出口處滑床面多呈近水平狀或略向上彎曲弧狀,傾角從0°漸變到-15°,滑面之下滑床附近巖體受上部碎裂巖體滑移拖帶影響,向上彎折破壞,巖體極破碎。
位于侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組(J1z)下部所夾黏土巖或頁巖至少有10層之多,其中,從老至新的黏土巖和頁巖層中對應(yīng)于藕塘滑坡滑帶影響范圍內(nèi)的軟層主要包括 R1、R2、R3 層(圖9)。
圖9 藕塘滑坡典型軟弱層Fig.9 Typical weak interlayer of the Outang landslide
R1層灰-灰褐色黏土巖夾頁巖,層厚3.2 m,其中頁巖層厚0.3~0.5 m,層面可見擠壓揉皺現(xiàn)象;R2層為灰黑色黏土巖夾頁巖,層厚0.8 m,其中,頁巖層厚0.3 m;R3層為灰黑色黏土巖夾頁巖,層厚0.5 m,其中頁巖層厚0.2 m。
通過滑帶土電子自旋共振(ESR)測年實驗測定可知:滑帶土的形成年代大致為三級滑坡滑帶土4.7~4.9萬年,二級滑坡滑帶土4.9~6.8萬年,一級滑坡滑帶土約13.0萬年。
據(jù)地面調(diào)查、鉆孔和平硐揭露,滑帶主要分為深層滑帶(R1層)和淺層滑帶(R3層)。由平硐PD1揭露深部滑面為厚40~60 cm的黑色炭質(zhì)黏性土層,呈軟塑-可塑狀,可見清晰的滑面和擦痕。依據(jù)滑帶土物理力學(xué)實驗分析可知,該滑帶土粉粒和黏粒含量占59.7% ~79.8%,天然密度平均值為2.07 g/cm3,天然快剪 c值為22.5~42.3 kPa,φ 值為10.0°~13.8°。
據(jù)平硐PD1揭露淺層滑面(R3層)為灰白色黏性土層,厚度5~8 cm,多呈軟-可塑狀,黏性強,黏性土面上可見滑動擦痕。依據(jù)滑帶土的物理力學(xué)實驗分析可知,該滑帶土粉粒和黏粒含量占93.5%,天然密度平均值為2.04 g/cm3,天然快剪 c值為20.6~30.4 kPa,φ 值為 8.9°~12.3°。
根據(jù)巖性及其結(jié)構(gòu)特點,從物質(zhì)上滑坡體自上而下可分4層,結(jié)構(gòu)特征如下:
(1)素填土(Qml4)
黃褐色,主要由粉質(zhì)黏土夾砂巖、泥巖碎塊石組成,集中分布于安坪集鎮(zhèn)。
(2)粉質(zhì)黏土夾碎塊石(Qdel4)
灰褐色、黃褐色,主要由粉質(zhì)黏土夾砂巖、粉砂巖及黏土巖碎塊石組成,厚3~20 m,主要分布于各級滑體表層的前緣及中部。
(3)塊碎石土(Qdel4)
黃褐色,主要為砂巖、粉砂巖及黏土巖碎塊石夾少量粉質(zhì)黏土。塊石含量一般為45% ~90%,該層廣泛分布于一級滑體表層,厚約3~25 m。
(4)碎裂巖體(Qdel4)
灰色,主要由砂巖、粉砂巖、黏土巖塊石組成,厚度為10~85 m,碎裂巖體由上至下,由破碎至較完整,局部巖體極破碎,各級滑坡體中的碎裂巖體具有較為一致的特征,即各級滑坡后緣至前緣碎裂巖體的巖層產(chǎn)狀變化比較明顯,巖層傾角由陡變緩直至近似水平,甚至反翹。此外,各級滑坡剪出口的滑帶以上附近碎裂巖體多見揉搓扭曲變形現(xiàn)象,剪出口的滑帶以下附近巖層受滑體切層剪出的拖帶影響,導(dǎo)致巖層傾角變陡。
據(jù)相關(guān)研究資料表明,滑坡形成及復(fù)活成因可分為地質(zhì)因素和環(huán)境因素兩方面[11~14],地質(zhì)因素包括地形地貌、地層巖性、地質(zhì)結(jié)構(gòu)等;環(huán)境因素包括降雨、庫水位變動、人類工程活動等。
(1)地層巖性
藕塘滑坡區(qū)巖性為侏羅系下統(tǒng)珍珠沖組(J1z)下段砂巖、粉砂巖,夾有灰黑色炭質(zhì)頁巖及薄煤層,炭質(zhì)頁巖及薄煤層為易滑軟弱夾層,而其上覆巖層和下伏巖層均以砂巖、粉砂巖等硬巖為主,形成了上硬下軟和硬巖夾軟巖的組合特征。一旦形成不利臨空面,在巖體自重作用下,易滑軟弱夾層就容易發(fā)生蠕動變形。
(2)地質(zhì)構(gòu)造
在云陽—奉節(jié)地段,長江縱切故陵向斜盆地,藕塘滑坡位于故陵向斜南東翼,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,軟弱層面和節(jié)理切割面破壞了原巖整體性和完整性,促進巖體風(fēng)化,為地表水滲入岸坡提供了通道,也為岸坡變形破壞創(chuàng)造有利條件。
(3)地貌及岸坡結(jié)構(gòu)
藕塘滑坡區(qū)域?qū)匍L江橫截單面山系,呈縱橫向疊壓不對稱三角形岸坡,原始岸坡坡形陡直,切割深度較大,巖層走向與長江近于平行,傾向長江呈順向坡,是易形成順層滑坡的地貌及岸坡結(jié)構(gòu)。
(4)長江侵蝕
據(jù)相關(guān)研究資料表明[15],近幾十萬年以來,長江三峽河段由于新構(gòu)造運動上升作用表現(xiàn)十分強烈,存在相對快速深切。長江對岸坡的侵蝕深切,改變了岸坡形態(tài),形成了不對稱“V”字形的河谷地貌,長江快速深切也使岸坡巖體快速地卸荷和強烈風(fēng)化,使深埋的易滑軟弱夾層逐漸地裸露于坡面,進而加速了岸坡變形破壞的進程。
(1)集中降雨
奉節(jié)位于以萬州為中心的川東暴雨帶邊緣,年均降水量1147.9 mm,年降水量約70%集中在5—9月,年最大降水量1636.3 mm,日最大降水量158.6 mm,最大連續(xù)降水量488.7 mm。藕塘滑坡滑帶以上的滑體物質(zhì)透水性較好,集中降雨使大量降水經(jīng)地表滲透轉(zhuǎn)入滑坡體中,滑體部分飽水,從而增加了滑坡體的自重和下滑力;此外,以炭質(zhì)黏性土層為易滑軟層相對隔水將導(dǎo)致水在該層面上的富集,使泥化物含水量大大增加,軟化滑帶土,而使抗滑強度降低,坡體穩(wěn)定性變差。因此,集中降雨對該滑坡形成及(局部)復(fù)活起著重要的作用。
(2)三峽水庫蓄水
長江三峽水庫蓄水以后,一方面,因庫水位上升,滑坡前緣部分巖土體被淹沒,由于庫水浸泡作用而導(dǎo)致其力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化,出現(xiàn)軟化、泥化現(xiàn)象,抗剪強度降低,從而惡化了坡體的穩(wěn)定性。另一方面,由于庫水位上升,坡體中前緣部分(主要為阻滑段)受水的浮托力影響,阻滑力減少,穩(wěn)定性相應(yīng)降低;庫水位的快速回落導(dǎo)致坡體內(nèi)外地下水落差而形成一定的滲透壓力,也不利于坡體的穩(wěn)定性。與此同時,庫水位的升降消落造成庫岸消落帶范圍地下水位頻繁變動,致使庫岸消落帶影響范圍的松散土體陷落壓密,出現(xiàn)變形。此外,庫水的流動對庫岸起沖刷侵蝕作用,使庫岸后移,破壞前緣的阻滑體,從而影響坡體的穩(wěn)定性。
(3)人類工程活動
安坪鎮(zhèn)建設(shè)在藕塘滑體中、前部一帶(下滑段與阻滑段過渡地帶),在移民新址建設(shè)過程中存在著修建房屋、邊坡開挖與基礎(chǔ)回填、公路溝渠修建、農(nóng)田整治等人類活動,但工程建設(shè)活動對原坡體的改造作用相對于該巨型滑坡整體規(guī)模而言比較小,對滑坡整體性穩(wěn)定性影響較小,故可不予考慮。
基于上述大量野外地質(zhì)調(diào)查及相關(guān)試驗分析,查明了滑坡多級多期次滑動特征,以地貌學(xué)和工程地質(zhì)力學(xué)的理論方法為基礎(chǔ),輔以滑帶土電子自旋共振(ESR)測年試驗結(jié)果,進而推斷藕塘滑坡的形成機制和演化過程如下(圖10)。
(1)長江河谷不斷深切,形成早期的高陡斜坡,且不斷削弱順層坡腳層間軟弱層夾層(R3)之上的阻滑體(圖10 a);受裂隙切割及坡面匯水的侵蝕,在斜坡中下部的西側(cè)形成深切沖溝。
(2)原斜坡具有硬巖夾軟巖(珍珠沖組下段J1z)的組合特征,巖體受與岸坡大角度相交的裂隙切割,在巖體自重作用下,巖體內(nèi)部應(yīng)力逐步調(diào)整,斜坡中部(主動傳力區(qū))沿著易滑軟層(R3)產(chǎn)生順層蠕動滑移變形,且沿切層裂隙與斜坡上部巖體逐漸拉裂分開,下部坡腳一帶(被動擠壓區(qū))順層巖體產(chǎn)生彎曲–隆起(圖10 b)。
圖10 藕塘滑坡形成機制過程示意圖Fig.10 Process of formation mechanism of the Outang landslide
(3)隨著原斜坡巖體中應(yīng)力不斷調(diào)整,斜坡中上部(主動傳力區(qū))將繼續(xù)蠕變,下部坡腳一帶(被動擠壓區(qū))彎曲–隆起加劇,沿順向坡易滑軟層及坡腳彎曲-隆起處存在剪切破壞的趨勢(圖10 c)。
(4)距今約13萬年,長江河谷繼續(xù)向下深切,坡腳一帶(被動擠壓區(qū))巖體被剪斷從而導(dǎo)致一級滑坡的發(fā)生,前緣形成現(xiàn)今廟包—藕塘一帶反翹破碎巖體(圖10 d)。與一級滑坡大致同一時期失穩(wěn)形成的類似順層滑坡包括舊縣坪滑坡(7.5~12.8萬年)、故陵滑坡(10~12萬年)等。
一級滑坡中后部滑體在順層滑動的過程中受到西側(cè)陡壁或巖脊阻擋約束,在下滑過程中推擠西側(cè)巖脊,但未推擠開,滑體遇阻發(fā)生向東扭轉(zhuǎn)變形。
(5)一級滑坡滑移后,在其后緣即斜坡上部(二級滑坡體)前緣形成新的臨空面,在地下水逐漸侵蝕軟化作用下,坡體層間軟弱夾層(R3)力學(xué)強度不斷降低,距今約5~7萬年,在巖體自重作用下,斜坡巖體沿易滑軟層(R3)向前緣臨空面產(chǎn)生順層平面滑移,導(dǎo)致二級滑坡的發(fā)生(圖10 e);二級滑坡體順層滑移覆蓋于一級滑坡后緣之上,由于受到一級滑坡后緣滑體的阻擋,從而形成現(xiàn)今鵝頸項、雙大田一帶的近水平至反翹狀碎裂巖體。與一級滑坡類似,二級滑坡體在順層滑動過程中同樣受到西側(cè)穩(wěn)定巖脊的阻擋,滑體遇阻發(fā)生向東扭轉(zhuǎn)變形。
(6)二級滑坡的發(fā)生導(dǎo)致原后緣斜坡的層間軟弱夾層(R1)之上的阻滑體大多消失,在巖體自重作用下,巖體內(nèi)部應(yīng)力逐步調(diào)整,原后緣斜坡坡腳一帶產(chǎn)生應(yīng)力集中,促使坡腳裂隙發(fā)育地段(相對薄弱帶)的裂隙進一步發(fā)育(圖10 f)。
(7)隨著原后緣斜坡巖體中應(yīng)力不斷調(diào)整,地下水進一步侵蝕軟化易滑軟層(R1),斜坡繼續(xù)產(chǎn)生蠕變,坡腳裂隙發(fā)育帶在水的侵蝕軟化下形成軟弱帶,距今約4.7~4.9萬年,坡腳軟弱帶已無法阻擋后緣斜坡巖體,向前緣臨空面剪斷阻滑巖體繼而發(fā)生三級滑坡(圖10 g)。
藕塘滑坡自形成后,經(jīng)歷了地質(zhì)年代的長期改造,由于一級滑體在前緣長江沿岸的反翹帶形成自然抗力體未遭受大的破壞,三峽庫區(qū)蓄水前,中后部滑體尚不足以推動前緣反翹段滑體而出現(xiàn)整體性滑移;三峽庫區(qū)蓄水運行后,庫水位大幅抬升,引起地下水位也大幅抬升,受浸泡的土體(包括滑帶土)及滑體前緣一帶散裂狀碎裂巖體軟化、泥化,力學(xué)強度降低,一級滑體前緣反翹阻滑段被庫水浸泡,抗滑力降低,造成一級滑體整體穩(wěn)定性有所降低。加之庫岸消落帶的抬高,庫水沖刷侵蝕及升降消落造成的坍岸,庫水位迅速下降時在消落帶范圍形成地下水滲透壓力,將進一步降低一級滑體整體穩(wěn)定性。
據(jù)現(xiàn)場平硐、探井揭露,一級滑體中部深層滑帶之上的滑體未見明顯淺層滑動跡象,雖然地下水在深層滑帶相對富集,致使深層滑帶表層飽水呈可塑-軟塑狀,但滑帶土整體結(jié)構(gòu)致密,滑帶表層飽水軟弱層未見明顯新近滑移跡象;二級滑體深層滑帶土結(jié)構(gòu)致密,開挖揭露時呈可塑-硬塑狀,雨后局部存在滲水,也未見明顯的新近滑移跡象。
一、二級滑坡近期地表變形主要集中于東側(cè)前緣和西側(cè)前緣一帶,即東、西側(cè)變形區(qū),公路一線也有較多變形,中部集鎮(zhèn)區(qū)及后緣斜坡零星分布。
西側(cè)前緣變形區(qū)因集鎮(zhèn)建設(shè)回填大量的松散填土,蓄水初期,庫水升降消落致使松散土體陷落壓密,故變形量大,變形持續(xù),隨著庫區(qū)多次蓄水過程,松散土體逐漸密實,變形量逐漸減少,變形逐漸減弱。據(jù)調(diào)查訪問,地面變形跡象從2011年后至今未見明顯發(fā)展。西部前緣淺層變形體目前處于基本穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。在庫區(qū)蓄水的持續(xù)影響下,在遭遇長時間高強度大暴雨、庫水位快速下降的不利工況時,西側(cè)前緣淺層變形體存在失穩(wěn)的可能。若西側(cè)前緣淺層變形體失穩(wěn),臨江陡坡坍岸繼續(xù)發(fā)展,將對前緣反翹抗力體造成較大的破壞,一級滑體的整體穩(wěn)定性將進一步降低。
東側(cè)前緣變形區(qū)受大溝切割在北東方向形成高陡臨空面,變形區(qū)范圍內(nèi)巖體呈散裂狀,結(jié)構(gòu)破碎,在庫區(qū)蓄水影響下,東側(cè)前緣松散巖土體向大溝臨空面發(fā)生變形,由于變形嚴重,已于2013年6月對東部變形區(qū)進行了(回填壓腳+側(cè)向護坡)應(yīng)急治理措施,自應(yīng)急治理工程實施后,該區(qū)域變形趨緩。
三級滑體前緣的近水平剪出平臺(劉家包—老祠堂—老油坊)形成自然抗力體阻滑力較大,但獅子包埡口—太山廟一帶的中后緣順層下滑段巖體規(guī)模較大,剪出平臺的阻滑力尚不足以保證三級滑體穩(wěn)定。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,三級滑體后緣獅子包埡口近50年以來向前蠕變近6 m,其近期變形跡象主要表現(xiàn)為雨季中部、后緣向前蠕變,前緣地表隆起。
據(jù)此推斷,現(xiàn)階段藕塘滑坡以局部淺層失穩(wěn)破壞形式為主;一級、二級滑坡整體穩(wěn)定性主要受控于地質(zhì)環(huán)境條件(地貌特征、滑面特征、滑帶相對強度等),至今并未發(fā)生深層復(fù)活變形,整體處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài);三級滑坡體穩(wěn)定性的安全儲備不足,但不具備高速遠程滑動的條件,每向前緣蠕滑一段,其順層下滑段的推力就減少一部分,當順層下滑段不足以推動前緣阻滑抗力體時,三級滑體將趨于穩(wěn)定。
(1)藕塘滑坡為巨型順層巖質(zhì)滑坡,具有多級多期次滑動特征,主要表現(xiàn)為三級滑動模式;受侏羅紀下統(tǒng)珍珠沖組下段基巖內(nèi)易滑軟弱夾層控制,一級、二級滑坡主要沿著淺層軟弱層(R3)滑動,三級滑坡主要沿著深層軟弱層(R1)滑動;從空間形態(tài)而言,一級、二級滑體在滑動過程中受西側(cè)穩(wěn)定山脊阻擋作用,推擠西側(cè)山脊,但未推擠開,致使滑體一定程度上產(chǎn)生向東扭轉(zhuǎn)變形跡象,具有視向傾斜滑動的特征。
(2)運用地貌學(xué)與工程地質(zhì)力學(xué)分析方法,認為特殊的地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、地貌及岸坡結(jié)構(gòu)是藕塘滑坡形成的控制因素,即節(jié)理裂隙發(fā)育軟硬相間的順層單斜結(jié)構(gòu);長江快速的深切侵蝕為滑坡提供動力基礎(chǔ)和運動空間;集中降雨及水庫蓄水是該滑坡復(fù)活的主要誘發(fā)因素。
(3)基于上述分析研究,對滑坡的形成機制和演化過程進行推斷,各級滑坡形成機制各異:一級滑坡體為“拉裂-滑移(彎曲)-剪斷”模式,二級滑坡體為“平面滑移”模式;而三級滑坡體為“滑移 -剪斷”模式。
(4)預(yù)測該滑坡現(xiàn)階段以局部淺層失穩(wěn)破壞形式為主。研究成果一方面可為滑坡的后續(xù)治理工程起到指導(dǎo)作用,另一方面對于坡長為幾百米甚至上千米長大順層滑坡形成機制及演化過程的分析提供了一定參考依據(jù)。
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