魯志雄,劉 平,張麗榮
(湖北省地質(zhì)局 武漢水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊(duì),湖北 武漢 430051)
鶴峰縣位于恩施州東南,地處武陵山區(qū),為湖北省地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)、多發(fā)區(qū)。滑坡是一個(gè)復(fù)雜的地質(zhì)體,影響滑坡穩(wěn)定的因素除其內(nèi)在因素外,還包括氣象水文、人類活動(dòng)等外在因素[1-4]??祹X滑坡位于鶴峰縣城西南,距縣政府所在地約1.0 km,處于規(guī)劃中的發(fā)展新區(qū)范圍內(nèi),開展該滑坡變形失穩(wěn)機(jī)制分析研究,對(duì)滑坡防治工程設(shè)計(jì)和類似環(huán)境地質(zhì)條件下地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)制及其防治研究具有重要的參考價(jià)值和指導(dǎo)意義。
滑坡平面形態(tài)呈不規(guī)則舌形,主滑方向約56°(圖1),與坡向基本一致[5]?;缕拭嫘螒B(tài)呈階梯型,整體坡度約20°,中上部高程535.0~560.0 m,坡度15°~20°,前緣剪出口由于人工取土開挖和坡體塌滑,地形稍陡,坡度20°~35°,局部可達(dá)45°以上。
圖1 康嶺滑坡工程地質(zhì)平面圖Fig.1 Engineering geological plan of Kangling landslide1.滑坡邊界及主滑方向;2.滑塌體及編號(hào);3.剖面及編號(hào);4.地質(zhì)界線;5.巖層產(chǎn)狀;6.裂縫及編號(hào);7.第四系殘坡積層;8.第四系滑坡堆積層;9.第四系人工填土;10.第四系沖洪積物;11.三疊系中統(tǒng)巴東組二段;12.勘查鉆孔。
滑坡后緣高程557.1~573.6 m,前緣高程492.1~492.5 m,相對(duì)高差約65.0~81.1 m?;驴v長(zhǎng)約240.0 m,前緣寬約313.0 m,后緣寬約182.0 m,平均寬245.0 m,面積5.88×104m2,平均厚度9.50 m,規(guī)模55.86×104m3,屬淺層中型巖土混合滑坡?;w為紅褐色、黃褐色碎塊石土,稍密、濕,碎塊石含量60%~80%,塊石成分為強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖?;矠槿B系中統(tǒng)巴東組泥質(zhì)粉砂巖。滑坡主要沿土巖接觸面和強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化巖層分界面滑動(dòng),滑面呈近直線(圖2)。
圖2 康嶺滑坡Ⅰ-Ⅰ′工程地質(zhì)縱剖面圖Fig.2 Ⅰ-Ⅰ′ engineering geology profile of Kangling landslide1.第四系人工填土;2.第四系滑坡堆積物;3.第四系殘坡積物;4.第四系沖洪積物;5.三疊系中統(tǒng)巴東組二段;6.填土;7.粉質(zhì)粘土夾碎石;8.碎塊石土;9.粉質(zhì)粘土;10.卵石土;11.泥質(zhì)粉砂巖;12.強(qiáng)風(fēng)化;13.中風(fēng)化;14.巖層產(chǎn)狀;15.滑面及滑動(dòng)方向;16.地層界線;17.勘查鉆孔號(hào)、高程、孔深;18.探槽及編號(hào)。
鶴峰縣屬亞熱帶大陸季風(fēng)氣候,縣境是湖北省的暴雨中心,具有夏季雨量集中、多暴雨、年降雨變化大等特點(diǎn)。最大年降雨量2 660.3 mm,最小年降雨量1 521.2 mm,年均降雨量1 689.1 mm,雨量分布的時(shí)空差異較大。持續(xù)的強(qiáng)降雨極易誘發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。
滑坡發(fā)育于溇水河右岸斜坡中下部,山脊走向?yàn)榻媳毕颍巾敻叱?17.7 m,坡底高程468.2 m??傮w地勢(shì)南高北低,地形坡度15°~30°,坡體微呈凸形,斜坡結(jié)構(gòu)類型屬順向斜坡。
滑坡區(qū)出露地層為第四系(Q)及三疊系(T)基巖。第四系殘坡積層(Qel+dl)廣泛分布于斜坡表層,為紅褐色、黃褐色粉質(zhì)粘土夾碎石,碎塊石含量25%~40%,成分主要為泥質(zhì)粉砂巖;第四系滑坡堆積層(Qdel)分布于滑坡體;基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組(T2b2)泥質(zhì)粉砂巖,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),薄—中層狀構(gòu)造,巖層產(chǎn)狀45°~55°∠26°~35°,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,表層風(fēng)化強(qiáng)烈,為易滑地層?;虑熬壖舫隹谝韵聻闇舅右?、二級(jí)地,巖性為沖洪積(Qal+pl)粉質(zhì)粘土、卵石土和泥質(zhì)粉砂巖等。
滑坡位于鶴峰—來(lái)鳳向斜中部近核部,巖體比較破碎,裂隙較發(fā)育,坡體易發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。
滑坡區(qū)地下水較豐富,主要賦存形式是第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。滑坡體物質(zhì)成分主要為松散碎塊石土及塊石,為地下水補(bǔ)給提供良好通道。
人類活動(dòng)主要表現(xiàn)為建房切坡、修路切坡、坡體耕種,其對(duì)滑坡區(qū)地質(zhì)環(huán)境的影響較大。
該滑坡加速變形始于2013年3月持續(xù)降雨后,變形集中在滑坡中前部,滑坡變形主要表現(xiàn)為坡面開裂(照片1)與局部垮塌(照片2),導(dǎo)致房屋開裂、歪斜,甚至倒塌(照片3、照片4)等,根據(jù)變形跡象綜合分析,滑坡中前部整體向下滑動(dòng)約10.0 m。
照片1 變形特征——中部地表開裂Photo 1 Deformation features—central surface cracks
照片2 變形特征——坡體前緣垮塌Photo 2 Deformation characteristics—slope front edge collapse
照片3 中前部房屋開裂、歪斜Photo 3 The middle and front building is cracked and skewed
照片4 中前部房屋開裂、倒塌Photo 4 The front and middle houses cracked and collapsed
滑坡地質(zhì)災(zāi)害是內(nèi)外地質(zhì)營(yíng)力及人為活動(dòng)影響的共同結(jié)果,因而控制滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的因素不僅是地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等,還與氣象、水文地質(zhì)、人類活動(dòng)密切相關(guān)?;聟^(qū)地形坡度較陡,為滑坡滑動(dòng)提供了空間條件;由三疊系中統(tǒng)巴東組泥質(zhì)粉砂巖易滑地層構(gòu)成的順向斜坡,有利于坡體順基巖層面滑動(dòng);巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,表層風(fēng)化強(qiáng)烈,并且遇水容易軟化泥化,強(qiáng)度降低,為斜坡變形提供了物質(zhì)基礎(chǔ)。人類活動(dòng)破壞斜坡體結(jié)構(gòu),降低其穩(wěn)定性,促進(jìn)變形發(fā)展,強(qiáng)降雨滲入坡體導(dǎo)致的地下水變化是引發(fā)斜坡變形的主要外動(dòng)力因素。
滑坡區(qū)位于暴雨中心,持續(xù)的強(qiáng)降雨滲入坡體,使坡體土體飽和,坡體自重增加,軟化巖土體,致使坡體的穩(wěn)定性降低,從而發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。
地下水對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)為地下水位上升對(duì)坡體產(chǎn)生的動(dòng)水和靜水壓力,使下滑力加大,降低了坡體的穩(wěn)定性。
人類活動(dòng)對(duì)滑坡穩(wěn)定性的影響是切坡建房,大范圍開挖坡腳。因在滑坡前緣坡腳開挖取土,形成高約10 m,坡度30°~45°的陡坡,使坡體前緣臨空面變大,增加了下滑空間,同時(shí)降低了坡體抗滑力,致使坡體失穩(wěn)下滑。此外滑坡體上種植玉米、蔬菜等作物使坡體表層變得比較松散,有利于大氣降雨的入滲,同時(shí)也加劇了巖石的風(fēng)化速度,對(duì)滑坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生了不利影響。
滑坡為牽引式滑坡,主要是前緣滑體下滑牽引中后部滑體下滑。其破壞模式主要是堆積層和強(qiáng)風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖順中風(fēng)化巖層面順層滑動(dòng)。人為的坡體改造使得滑坡前緣形成較陡的臨空面,坡體前緣垮塌使坡體中上部表面形成拉裂縫,后緣拉裂下座,坡體內(nèi)形成多個(gè)大致平行的剪斷面。降水通過(guò)松散滑體的裂縫、孔隙直接入滲、運(yùn)移,增加巖土體自重,對(duì)巖土體產(chǎn)生軟化作用。降雨在巖層層面、裂隙和碎塊石土之間富集,隨著水位上升、水壓力增大,層間裂隙和碎塊石土飽水后巖層層面的抗剪強(qiáng)度降低,當(dāng)多個(gè)剪斷面逐漸貫通,抗滑段被完全剪斷后極限平衡被打破,滑坡將整體失穩(wěn)下滑。
(1) 康嶺滑坡的發(fā)生是在特定地質(zhì)環(huán)境條件下,前期的人為活動(dòng)和后期的強(qiáng)降雨共同誘發(fā)的結(jié)果。
(2) 康嶺滑坡15°~30°的自然坡度為滑坡提供了滑動(dòng)空間,巴東組泥質(zhì)粉砂巖屬易滑地層,巖層產(chǎn)狀與坡體坡向和坡度基本一致增加了下滑的可能性。
(3) 受構(gòu)造的影響,巖體節(jié)理裂隙較發(fā)育,巖體較破碎,且風(fēng)化強(qiáng)烈,對(duì)滑坡的形成起著控制性的作用。
(4) 人工開挖坡腳和大氣降水是康嶺滑坡滑動(dòng)的主要誘因。
康嶺滑坡位于城市規(guī)劃發(fā)展區(qū),對(duì)其進(jìn)行工程治理,徹底消除滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患很有必要。城市建設(shè)中面對(duì)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)遵循“先治理、后開發(fā)”的原則。地方政府在城市建設(shè)中應(yīng)合理規(guī)劃、科學(xué)規(guī)范人類活動(dòng),減少地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。