李汝紅
貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì),貴州 黔南 558000
貴州甕安縣草塘鎮(zhèn)燈沖灣滑坡區(qū)位于黔南州甕安縣草塘鎮(zhèn)北西方向5km處,空間上位于甕安縣環(huán)西路工程K2+080~K0+320路段,滑坡始發(fā)于2017年3月,以蠕變滑動(dòng)逐漸發(fā)展為大規(guī)模變形。為了保障附近公路及居民的安全,文章對(duì)燈沖灣滑坡的特征以及影響因素進(jìn)行研究,為進(jìn)一步編制治理方案提供參考。
燈沖灣滑坡的滑體物質(zhì)成分為第四系殘坡積層紅黏土夾碎石及上二疊統(tǒng)吳家坪組(P3w)硅質(zhì)灰?guī)r、灰?guī)r,滑體厚約26m,在降水及滑坡前緣較陡坡體后緣采空等各方面綜合影響下,滑坡易發(fā)生。
根據(jù)目前鉆探揭露結(jié)果及滑坡特征,滑坡體沿炭質(zhì)頁巖與煤層滑動(dòng),滑面總體近乎直線,滑坡滑面傾角為7°,目前鉆探揭露深層連續(xù)分布頁巖,該層在雨水及上部巖土體重力作用下極易滑動(dòng),其成分與滑體相同。
現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查及鉆探工程顯示,滑床為上二疊統(tǒng)吳家坪組(P3w)中厚層至塊狀中風(fēng)化燧石結(jié)核灰?guī)r,呈深灰色-灰白色,巖芯呈柱狀、短柱狀,巖層綜合產(chǎn)狀傾向?yàn)?18°,傾角為11°,巖體較破碎。
滑坡主體由北向南向蠕動(dòng)變形,滑坡寬200m,滑體最大厚度為26m,滑距約150m,總體規(guī)模約780000m3,滑坡主滑方向?yàn)?20°,滑坡規(guī)模為中型。
2017年4月28日,甕安縣草塘鎮(zhèn)發(fā)生燈沖灣邊坡滑坡大規(guī)模變形,為甕安縣環(huán)西線公路開挖后誘發(fā)斜坡采空區(qū)坡體推擠路塹邊坡形成滑坡。2017年3月公路開挖后其不斷蠕滑變形,變形破壞特征明顯,邊界條件清晰?;潞缶壱孕逼律喜孔冃瘟芽p為界,整體呈圓弧形,前緣位于斜坡坡腳,東側(cè)以斜坡東側(cè)地表裂縫為界,西側(cè)以斜坡西側(cè)地表裂縫為界,滑坡平面形態(tài)為圓弧形。文章選取較典型邊界點(diǎn),對(duì)其基本特征進(jìn)行了統(tǒng)計(jì),如表1所示。
表1 滑坡典型邊界點(diǎn)基本特征統(tǒng)計(jì)表
根據(jù)滑坡變形方式、破壞強(qiáng)度、滑坡結(jié)構(gòu)的差異以及目前變形發(fā)展趨勢(shì),將滑坡區(qū)劃分為滑坡上部(Ⅰ區(qū))、滑坡中部(Ⅱ區(qū))和滑坡下部(Ⅲ區(qū))3個(gè)區(qū)。
滑坡上部(Ⅰ區(qū))為滑坡后緣沿滑坡方向至斜坡下錯(cuò)北側(cè)界限,其變形破壞特征較為明顯,發(fā)育主要3條拉張裂縫,多條羽狀裂縫,下部局部下錯(cuò)并形成三級(jí)平臺(tái)。Ⅰ區(qū)縱向長(zhǎng)度約65m,橫向?qū)挾葹?5~250m,坡面坡度15°~20°,有多級(jí)臺(tái)坎分布,高度為2~3m。Ⅰ區(qū)發(fā)育3條主要地裂縫:L1裂縫長(zhǎng)度為139m,走向225°,傾角80°,可見深度1.5m,最大寬度為35cm,下錯(cuò)高度約30cm,主要充填物為松散黏土及植物根系等;L2裂縫長(zhǎng)度為41m,走向222°,傾角80°,可見深度1.0m,最大寬度為15cm,下錯(cuò)高度約20cm,主要充填物為松散黏土及植物根系等;L3裂縫長(zhǎng)度為83m,走向78°,可見深度2.5m,最大寬度為1.5m,下錯(cuò)高度約1.5m,主要充填物為松散黏土及植物根系等。
滑坡中部(Ⅱ區(qū))為滑坡體中部出現(xiàn)塌陷區(qū)域,其變形破壞特征最為明顯,地表整體往垂直方向發(fā)生陷落,地表發(fā)育拉張裂縫,多條羽狀裂縫。Ⅱ區(qū)縱向長(zhǎng)度約35m,橫向?qū)挾葹?50~350m,坡面較為平緩,呈階梯狀,多層臺(tái)坎分布,高度為0.3~1.5m,發(fā)育3條主要地裂縫L4、L5、L6。其中,L4裂縫長(zhǎng)度為301m,走向220°,傾角為80°,可見深度為0.5~2.0m,最大寬度為60cm,下錯(cuò)高度為150~250cm,主要充填物為松散黏土及植物根系等;L5裂縫長(zhǎng)度為178m,走向222°,傾角為80°,可見深度為0.3~1.5m,最大寬度為30cm,下錯(cuò)高度約30cm,主要充填物為松散黏土及植物根系等;L6裂縫長(zhǎng)度為137m,走向221°,可見深度為0.5~2.0m,最大寬度為20cm,下錯(cuò)高度約3m,主要充填物為松散黏土及植物根系等。
滑坡下部(Ⅲ區(qū))為滑坡體中部下邊界至滑坡前緣區(qū)域,其變形破壞特征明顯,地表發(fā)育拉張裂縫,多條羽狀裂縫。該范圍縱向長(zhǎng)度約80m,橫向?qū)挾葹?00~400m,坡面坡度30°~50°,有多級(jí)開平臺(tái)分布,高度為2~3m?;贫逊e區(qū)堆積物結(jié)構(gòu)松散,部分區(qū)域已解體變形,根據(jù)規(guī)模及分布位置,分為Ⅲ-1和Ⅲ-2兩區(qū)。其中,Ⅲ-1位于主滑體前緣左側(cè),為滑坡堆積體覆蓋區(qū)域,已完全脫離主滑體。該區(qū)縱向長(zhǎng)度為73~85m,橫向平均寬度為75~85m,滑體覆區(qū)表現(xiàn)為較大規(guī)模舌形堆積體滑坡滑移時(shí),滑體無阻擋,開挖邊坡較緩,其加速過程和運(yùn)動(dòng)距離相對(duì)較短,運(yùn)動(dòng)拋灑堆積距離最大約20m,堆積體主要為塊碎石土體,該區(qū)域穩(wěn)定性較差,治理過程中見新的變形跡象。Ⅲ-2區(qū)位于滑體右側(cè),縱向長(zhǎng)度約85~120m,橫向平均寬度為280~350m,變形范圍主要為東北部,地貌為人工旱地堤坎,分布有多級(jí)臺(tái)階,地表發(fā)育有多條裂縫,呈羽狀展布。
由老煤窯調(diào)查和鉆孔資料可知,研究區(qū)坡體開挖煤層埋深淺,平均開挖深度為30m,厚度為2.1m,煤層開采深厚比已經(jīng)超過三峽規(guī)程所定義的淺埋煤層定義范圍。結(jié)合現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,斜坡體在公路開挖前地表未見有裂縫及可見變形痕跡,可以推測(cè)燈沖灣斜坡在停止采煤開挖后,采空區(qū)已經(jīng)以頂板“冒落”破壞形式發(fā)生了坍塌[1]。此外,由于環(huán)西路邊坡開挖導(dǎo)致坡體又發(fā)生最后一次大規(guī)模變形,為此次滑坡提供了有利條件。
燈沖灣滑坡是由于甕安環(huán)西公路對(duì)燈沖灣斜坡進(jìn)行坡腳路面開挖后引起坡體發(fā)生變形,經(jīng)歷一時(shí)期蠕變最終形成滑坡地質(zhì)災(zāi)害。因此,道路開挖也是影響該滑坡的重要因素之一。
滑坡區(qū)地貌單元屬低山山地工程地質(zhì)區(qū),為土-巖質(zhì)二元結(jié)構(gòu)邊坡,地形中總體呈北高南低的態(tài)勢(shì),地形起伏較大。同時(shí),該區(qū)域基巖產(chǎn)狀約118°∠5°~10°,節(jié)理裂隙較為發(fā)育,其中主要有兩組垂直節(jié)理:160°∠82°,線密度約5條∕m;225°∠84°,線密度3~4條/m。同時(shí),從巖性硬度方面進(jìn)行對(duì)比,具有典型“煤層”軟件夾層結(jié)構(gòu),地下淺埋層已經(jīng)經(jīng)歷采空區(qū)冒頂形成破碎帶[2]。坡體上覆層較厚,局部最大厚度達(dá)12m,淺埋層地下水直接接受降水補(bǔ)給長(zhǎng)期浸泡巖土體軟化,為滑坡的形變創(chuàng)造了條件。
對(duì)于燈沖灣礦區(qū)而言,上覆松散層地裂縫為孔隙水提供了管道,經(jīng)歷長(zhǎng)時(shí)間采空坍塌,淺表層已經(jīng)形成大量裂隙存在坡體,炭質(zhì)頁巖作為隔水層使地下水長(zhǎng)時(shí)間富集[3]。季節(jié)周期往替,使地下巖土體從“相對(duì)干燥”至“浸潤狀態(tài)”交替變化,導(dǎo)致巖土體的強(qiáng)度顯著弱化,隨著公路開挖產(chǎn)生更深、更寬的裂縫,地下水的潤滑作用更加強(qiáng)烈,加速了滑坡的形成。
燈沖灣滑坡區(qū)形變強(qiáng)烈,影響范圍較大,滑坡規(guī)模較大,同時(shí)由于邊坡屬于土-巖質(zhì)二元結(jié)構(gòu)邊坡,區(qū)域地形陡峭,為滑坡的形成提供了有利條件。通過研究可知,影響燈沖灣滑坡形成的主要影響因素為原始坡體采空、道路開挖、燈沖灣斜坡坡體結(jié)構(gòu)及淺埋礦區(qū)水文地質(zhì)條件。因此,在后期的治理中應(yīng)加強(qiáng)采空區(qū)和人工開挖陡邊坡的治理。