李 玲,徐曉明
(江西省煤田地質(zhì)勘察研究院,江西 南昌 330001)
滑坡位于江西省橫峰縣姚家鄉(xiāng)境內(nèi),2008年5月汛期發(fā)生滑坡,造成坡腳居民民房墻體破裂受損,房頂被壓塌。2014年5月坡腳的一棟民房房角出現(xiàn)一個塌陷坑,洞口為不規(guī)則圓形,附近房屋、地面均出現(xiàn)裂縫。根據(jù)調(diào)查分析,該滑坡隱患仍然存在,滑坡威脅著附近26 戶128 名居民的生命財產(chǎn)安全。因此,對該滑坡進(jìn)一步查清發(fā)生的根源并進(jìn)行治理十分必要。
該滑坡山體整體呈“凸”型,邊坡整體坡向約為315°,全長約為95 m,自然坡度為15°~30°,最大坡度達(dá)75°。滑坡山體出露的為殘坡積層和強(qiáng)風(fēng)化砂巖,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,多處夾炭質(zhì)泥巖。坡腳由于切坡建房,形成了多段人工切坡,切坡坡度約為65°~80°,且切坡距民房距離較近,最近處僅為0.5 m。坡體見多處沖溝、裂縫、陡坎、臺階。沖溝多發(fā)育在坡腳位置,溝寬5~20 cm,深10~15 cm。坡體見有5 條裂縫。其中主裂縫3 條、次生裂縫2 條,L1 裂縫位于CT1 附近,近似南北走向,距離滑坡壁約2 m,長約為47 m,為拉張裂縫,裂縫兩邊垂直方向錯開,水平寬為約20~30 cm,圈椅式分布,L1 裂縫中間部分發(fā)育兩條次生拉張裂縫L1-1、L1-2。邊坡北側(cè)有兩級陡坎。陡坎高1~1.5 m,長約27 m。L3、L4 裂隙為剪切裂縫,位于滑坡體的坡腳處,平行坡向發(fā)育,裂縫寬20~30 cm。坡體植被較發(fā)育,覆蓋率為55%。邊坡上部主要為杉樹、毛竹。
目前該邊坡仍為一典型滑坡體,滑坡類型為折線型,滑坡體呈長方形分布,長約為95 m,滑坡體平均厚度為2.5 m,體積達(dá)6 300 m3,小型滑坡,主滑方向為298°,滑體主要為邊坡上部覆蓋第四系殘坡積土; 滑動面為第四系和強(qiáng)中風(fēng)化交界面;滑床為下伏的三疊系安源組中風(fēng)化砂巖、礫巖。
根據(jù)調(diào)查顯示,邊坡上西部房屋中有一棟房屋出現(xiàn)裂縫,并延伸至地面。其中調(diào)查發(fā)現(xiàn)2014年5月坡腳的一棟民房房角出現(xiàn)一個塌陷坑,洞口為不規(guī)則圓形,坑直徑為50 cm,但村民介紹塌陷坑深度較大約有8 m?;履蟼?cè)房屋屋內(nèi)近幾年出現(xiàn)小的塌陷坑洞,洞口為不規(guī)則圓形,直徑一般為20 cm左右,空洞深度1.0~2.0 m不等。邊坡東部有一廢棄井口,邊坡南側(cè)100 m處有一廢棄選煤廠。
1)地形因素
項目區(qū)原屬丘陵地形,地勢東南高西北低,山體呈北東走向,最高標(biāo)高為+130.4 m,最低處為+79.01 m,坡體坡度約為25°~30°,坡腳人工切坡坡度約為50°~75°。上緩下陡的地形為滑坡的形成提供了有利條件。
2)地質(zhì)因素
滑坡所處地層為第四系殘坡積土(Q4el)和三疊系安源組(T3a)全、強(qiáng)風(fēng)化砂巖、砂礫巖,灰黑色、亮黑色,全風(fēng)化,風(fēng)化劇烈,結(jié)構(gòu)、構(gòu)造均已破壞,炭質(zhì)含量較高。僅保留原巖痕跡,取芯土柱狀,手摸有滑膩感,遇水易軟化,粘聚力弱,為本次滑坡發(fā)生的因素之一。
3)降雨因素
汛期突發(fā)的強(qiáng)降雨、連續(xù)降雨是滑坡形成的直接誘發(fā)因素。強(qiáng)降雨或連續(xù)降雨,雨水浸入坡體,增加了坡體內(nèi)的孔隙水壓力,提高了坡體的下滑力;雨水浸入坡體,增加地下水浮力,降低了滑體有效自重力,進(jìn)而降低了滑體有效自重所產(chǎn)生的抗滑摩擦阻力; 浸入坡體的雨水使巖土體發(fā)生軟化和水解,從而使滑動面巖土的抗剪強(qiáng)度降低,有利于坡體的滑動。
4)人類工程活動
該區(qū)內(nèi)人類活動較多,首先,人類建房形成人工切坡,其次,礦山開采,形成采空區(qū)。這是本次滑坡發(fā)生的主要因素。
5)主控因素探討
據(jù)野外調(diào)查并查閱相關(guān)資料,該邊坡西部區(qū)域有7 條煤層露頭線。走訪調(diào)查得知邊坡范圍內(nèi)煤層開采歷史悠久,開采深度為地表以下十幾至幾十米不等,棄采現(xiàn)象嚴(yán)重,且歷史開采資料現(xiàn)在已全部滅失,無處可查,產(chǎn)生的老窯采空區(qū)分布不清楚。為查清是否為該老窯采空區(qū)對該滑坡的影響,分別進(jìn)行了鉆探和物探工作。
圖1 測線及鉆孔布設(shè)平面
(1)物探情況
根據(jù)本次物探資料,布設(shè)物探測線7 條,其中CX1、CX5 和CX7 穿過邊坡,CX2、CX3 和CX4 位于坡腳下的居民區(qū)附近,CX2 穿過已發(fā)生的塌陷坑附近。7 條測線中CX1 和CX2 兩條測線發(fā)現(xiàn)異常,CX1 測站位于邊坡中部,周邊地面裂隙發(fā)育,在斷面230 m、290 m左右各自呈現(xiàn)了低阻異常閉合圈,相對視電阻率范圍大約在50~200 歐姆米,推斷為含水的采空區(qū)異常。異常1 埋深約50~55 m,寬約8 m;異常2 埋深約30~35 m,寬約7 m。CX2 測站位于陡坎下方兩個民房中間,周邊地面裂隙發(fā)育,CX2 線上發(fā)現(xiàn)了三處低阻異常閉合圈,其中一處異常,兩處破碎裂隙發(fā)育區(qū),分別在6 m、30 m、55 m左右的深度位置。CX5 線上發(fā)現(xiàn)了一處低阻異常閉合圈,在20 m以下的深度位置,延伸至50 m,范圍較大。
圖2 CX2 線高密度彩色反演斷面
(2)鉆探情況
為驗證物探異常情況,根據(jù)CX2 在異常位置處布設(shè)了ZK6 進(jìn)行驗證,鉆探結(jié)果顯示在3.9~6.0 m出現(xiàn)鉆進(jìn)快速區(qū)域,在無須加壓的情況下就能鉆進(jìn),且鉆進(jìn)速度較快,無巖芯取上來,推測該處為空洞區(qū)域,與物探的異常1 相吻合。因此該測線的準(zhǔn)確度相對較高,推測在深度50 m左右破碎裂隙發(fā)育區(qū)也可能是由采煤引起的采空和裂隙發(fā)育。
在坡腳沿著CX5 布設(shè)3 個鉆孔,分別為ZK3、ZK4 及ZK5 對CX5 進(jìn)行驗證。鉆探結(jié)果顯示,3 個鉆孔均見到了裂縫,鉆進(jìn)過程中無須加壓鉆桿快速掉下,深度在0.2~1.2 m不等,其中ZK3 的裂縫在19.1~19.3 m處無充填,ZK4 的裂縫在10.8~12.0 m處無充填,ZK5 在18.0~19.0 m處無充填,本次以鉆探結(jié)果為主,即在坡腳處地面以下位置有不同程度的空洞。
在坡體上沿主剖面線布設(shè)ZK1、ZK2。鉆探結(jié)果顯示,2 個鉆孔均見到了裂縫,鉆進(jìn)過程中稍許加壓快速鉆進(jìn),其中ZK1 的裂縫在5.1~6.0 m處充填粉質(zhì)粘土,ZK2 的裂縫在3.2~3.8 m處充填粉質(zhì)粘土,根據(jù)本次鉆探結(jié)果,推斷在坡體上地面以下位置仍有不同程度的裂縫。
(3)采空塌陷和滑坡的成因分析
對比收集的地質(zhì)資料和附近煤礦相關(guān)資料,CX2 附近的異常位置均位于A15 煤層露頭線附近,且深度均在25~50 m深的位置。CX5 沿線布設(shè)的3個鉆孔的空洞位于A16 煤層露頭線附近,深度在10.0~20.0 m深度范圍內(nèi)不等的位置。坡體上的ZK1 和ZK2 位于A16 煤層露頭線附近。最終推斷為采空區(qū)及空洞為民采煤層露頭線時遺留采空區(qū)和巷道。另外滑坡后緣前的4 條裂縫圍著一個中心成發(fā)射樹枝狀分布,而一般滑坡體上部的拉張裂縫多呈弧形,且與滑坡壁方向大致平行。綜上分析,本次滑坡的主要原因是地下老窯采空區(qū)引起的。
根據(jù)本次勘查現(xiàn)象及物探資料分析,老窯采空區(qū)內(nèi)有積水,一旦外界原因引起老窯采空區(qū)水位等其他條件的變化,采空區(qū)內(nèi)的應(yīng)力條件被破壞,引起地面的變形甚至塌陷。地面變形將會引起該滑坡坡體上松散土體及巖層發(fā)生移動變形,從而形成裂縫。一旦遇到強(qiáng)降雨或者連續(xù)降雨,雨水沿裂縫進(jìn)入巖土體,巖土體浸水飽和,抗剪強(qiáng)度降低,達(dá)到臨界狀態(tài),邊坡將會失穩(wěn),在坡腳的臨空剪出口剪出,即發(fā)生滑坡。因此,強(qiáng)降雨和老窯采空是本次滑坡發(fā)生的主要因素。