胡惠霞 劉 瑾 黃 健
(1.山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)中心,山西 太原 030024; 2.成都理工大學(xué),四川 成都 610000)
2013年年底交口縣堡只村北部山體滑動(dòng)造成坡體前緣窯洞、房屋坍塌破壞,未造成人員傷亡。目前該滑坡仍威脅堡只村21戶村民生命財(cái)產(chǎn)安全。2014年開始,每年汛期堡只村成立地質(zhì)災(zāi)害臨時(shí)指揮部,鄉(xiāng)、村兩級(jí)干部值守,以便遇到險(xiǎn)情時(shí)及時(shí)疏散村民,避免人員傷亡。
該滑坡體主要由第四系上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土及中更新統(tǒng)粉質(zhì)粘土組成,下伏地層為石炭系上統(tǒng)太原組砂巖、泥巖?;w土(Q3)呈褐黃色,稍濕~濕,稍密,成分以粉質(zhì)粘土、粉土為主,受邊坡變形影響,土體遭擠壓,壓縮系數(shù)較小,成分不均。厚度5 m~15 m;粉質(zhì)粘土(Q2)呈棕黃色,硬塑~可塑,土質(zhì)不純,局部夾有薄層粉土,含零星姜石、礫石,干強(qiáng)度中,韌性中,屬中壓縮性粉質(zhì)粘土。厚度10 m~25 m;下伏砂泥巖(C3t)呈灰黑色、灰色,為泥頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖夾砂巖、灰?guī)r、煤互層。厚度63.8 m~82.3 m。
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,可將該滑坡區(qū)域分為推擠區(qū)(Ⅰ區(qū))與堆載區(qū)(Ⅱ區(qū))(如圖1,圖2所示),其變形特征與形成機(jī)理各不相同。
1)推擠區(qū)(Ⅰ區(qū))。Ⅰ區(qū)為土質(zhì)階狀斜坡,坡度15°,坡頂高程915 m,坡腳高程875 m,坡高40 m。坡體東西長(zhǎng)約100 m,南北寬約150 m,滑坡體平均厚約10 m,總方量約15萬m3。地下水類型為上層滯水,坡體南側(cè)滑坡范圍外居民房屋旁可見基巖,為灰白色中層狀砂巖夾薄層狀泥巖。產(chǎn)狀270°∠4°,主滑方向與坡向一致。
滑坡后緣可見因坡體滑動(dòng)形成的錯(cuò)臺(tái),沿錯(cuò)臺(tái)形成的小路上可見拉張裂縫(見圖3);滑坡南緣以坍塌的窯洞為界,窯洞蓋板坍塌,洞體變形,可見電線桿向南西方向傾倒(見圖4)。滑坡前緣亦可見多處電線桿傾倒現(xiàn)象,地面鼓脹變形,基本為耕植土與灰黃色砂質(zhì)粘土所覆蓋,基巖未出露,未見剪出口?;卤本壟c堆載體接觸,且堆載體發(fā)生了次生滑塌,滑坡體中部耕地可見明顯橫向裂縫,裂縫寬約10 cm,延伸方向約為183°。
2)堆載區(qū)(Ⅱ區(qū))。Ⅱ區(qū)為滑坡北側(cè)露天采煤礦場(chǎng)的廢棄石渣堆放地,2018年和2014年衛(wèi)星影像對(duì)比顯示,該堆放地于2008年之后開始啟用,堆渣量約4萬m3。堆載區(qū)南北長(zhǎng)約120 m,東西寬約60 m,最大厚度約35 m。主要堆積物質(zhì)為碎塊石與黃土,南緣可見較多灰?guī)r塊石,塊石直徑約30 cm。Ⅱ-1區(qū)呈現(xiàn)臺(tái)階狀地形,后緣發(fā)育多級(jí)拉裂縫,有主斷壁出現(xiàn),滑體厚度約10 m,主滑方向223°;Ⅱ-2區(qū)后緣及側(cè)緣形成寬大的拉裂縫,后緣拉裂縫與Ⅱ-1區(qū)基本貫通,未滑塌,呈現(xiàn)旋轉(zhuǎn)拉裂趨勢(shì),Ⅱ-2區(qū)前緣Ⅰ區(qū)阻擋其滑塌運(yùn)動(dòng),呈現(xiàn)隆起鼓丘,可見電線桿傾倒,傾倒方向與滑塌方向一致。
堡只村滑坡的形成和發(fā)展主要分為以下三個(gè)階段:堆載區(qū)累積堆載→推擠區(qū)受到堆載區(qū)推擠,上覆松散土體沿基覆界面產(chǎn)生錯(cuò)動(dòng)→堆載區(qū)(Ⅱ區(qū))南西部分坡腳前緣因推擠區(qū)(Ⅰ區(qū))滑動(dòng)形成牽引式破壞,形成拉裂縫及局部滑塌,見圖5。
1)堆載區(qū)堆載階段:在該階段,原本斜坡凹陷地帶因廢渣堆放逐步變?yōu)榕_(tái)塬,為Ⅰ區(qū)坡體錯(cuò)動(dòng)提供了后緣加載與擠壓力。
2)推擠區(qū)變形破壞階段:Ⅰ區(qū)斜坡坡度平均15°,基巖產(chǎn)狀雖近似水平(270°∠4°),但其中夾有多層薄層灰?guī)r,可與硬巖的縱向裂隙共同形成貫通的滑動(dòng)面,因后緣加載逐漸變重,并受南西向推擠壓力作用,突破巖層的峰值強(qiáng)度,使得滑面貫通形成錯(cuò)動(dòng)?,F(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,前緣有隆起但未見剪出口,推斷是因?yàn)槠麦w前緣坡度較后緣緩(小于10°),滑體整體滑移僅造成上覆土層的推擠變形,出現(xiàn)前緣地表的鼓脹、裂隙及電線桿傾倒現(xiàn)象。
3)堆載區(qū)坡體滑塌階段:堆載坡體在堆積過程中產(chǎn)生了平行于臨空面的多條拉裂縫,受滑塌體前緣物質(zhì)滑移影響,前緣形成坡腳擾動(dòng),使得既有拉裂縫延伸并向下擴(kuò)展,拉裂縫拉裂距離逐漸增大,形成局部滑塌。未來若裂縫向下貫通,形成滑動(dòng)面,堆載坡體在自重應(yīng)力影響下沿滑動(dòng)面產(chǎn)生滑動(dòng)(見圖5d))。將發(fā)展為牽引式滑坡。同時(shí)推擠Ⅰ區(qū)巖土體,造成推擠區(qū)再次變形破壞。
4.2.1滑坡穩(wěn)定性影響因素
1)滑坡穩(wěn)定性有利因素:滑坡的推擠區(qū)坡度緩;滑坡區(qū)為傳統(tǒng)旱作農(nóng)業(yè)區(qū),無人工灌溉入滲的影響。
2)滑坡穩(wěn)定性不利因素:a.人類活動(dòng)影響:若堆載區(qū)發(fā)生坡體結(jié)構(gòu)變形破壞,會(huì)產(chǎn)生由自重應(yīng)力轉(zhuǎn)變而來的動(dòng)荷載,對(duì)推擠區(qū)后緣進(jìn)行加載,擠壓力劇增。b.地層巖性:推擠區(qū)覆蓋層結(jié)構(gòu)較松散,易滲水,其物質(zhì)組成主要為含碎石粉土、粉質(zhì)粘土,其強(qiáng)度較低,含水量增大時(shí)抗剪強(qiáng)度將進(jìn)一步降低;下伏基巖主要為砂泥巖,隔水性好,坡體易沿基覆界面之間存在的力學(xué)性質(zhì)差異面產(chǎn)生滑移;堆載區(qū)物質(zhì)組成主要為塊石土和黃土,降水入滲會(huì)降低抗剪強(qiáng)度,已有的拉裂縫逐步擴(kuò)大直至貫通,坡體在自重應(yīng)力下失穩(wěn)。c.大氣降水:交口縣降水分布時(shí)間較集中,強(qiáng)降水為坡體滑動(dòng)創(chuàng)造了外部環(huán)境。
4.2.2滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
滑坡按力學(xué)條件可分為牽引式滑坡和推移式滑坡。堡只村滑坡的推擠區(qū)為推移式滑坡、堆載區(qū)為牽引式滑塌。前述滑坡穩(wěn)定性不利因素分析,推擠區(qū)滑坡體物質(zhì)組成有利于沿基覆界面產(chǎn)生滑移,這是影響滑坡穩(wěn)定性的重要內(nèi)因,降水、人工加載是影響滑坡體穩(wěn)定性的外在因素;堆載區(qū)坡體目前處于蠕滑變形階段,未來在降水影響下可能會(huì)發(fā)生蠕滑拉裂式破壞,而大量堆載滑移沖擊推擠推擠區(qū)的后緣,加之松散覆蓋層軟化,推擠區(qū)將會(huì)沿基覆界面乃至基巖軟弱層面再次滑動(dòng),發(fā)生滑移彎曲式破壞。
該滑坡體暫無工程防治措施。堡只村群測(cè)群防員定期觀察坡體宏觀變形狀況,監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)及照片通過手持終端上傳至省地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警數(shù)據(jù)中心,并對(duì)地表裂縫進(jìn)行填埋整平以防雨水灌入,確保自然排水通暢。
2016年,山西省國(guó)土資源廳將該滑坡列入山西省地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警示范區(qū)建設(shè)范圍,2017年5月中旬開始監(jiān)測(cè)。堡只村滑坡共施工了9套專業(yè)監(jiān)測(cè)預(yù)警設(shè)備,分別為:GNSS表面位移監(jiān)測(cè)站5臺(tái),土壤含水率監(jiān)測(cè)站、一體化視頻監(jiān)測(cè)站、一體化雨量監(jiān)測(cè)站及遠(yuǎn)程預(yù)警廣播站各一套。當(dāng)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)異常,達(dá)到預(yù)警級(jí)別時(shí),預(yù)警信息通過廣播站、短信、網(wǎng)站同時(shí)發(fā)布,確保相關(guān)技術(shù)人員、管理人員及堡只村居民及時(shí)采取應(yīng)急措施。目前,專業(yè)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)未見異常。開展群專結(jié)合的監(jiān)測(cè)預(yù)警,是現(xiàn)階段保護(hù)堡只村居民生命財(cái)產(chǎn)安全的重要措施。