楊成程, 李 召, 柳 寅
(1. 四川省地質(zhì)工程勘察院集團有限公司,四川成都 610072; 2. 國家管網(wǎng)集團西南管道公司貴陽輸油氣分公司,貴州貴陽 550009)
2021年7月一輪強降雨后,從8月28日—8月29日區(qū)內(nèi)又普降暴雨及大暴雨,受降雨影響,四川達州市高新區(qū)斌郎街道辦事處火烽山村6組陳家大院子發(fā)生了滑坡地質(zhì)災(zāi)害。造成滑坡體上道路、房屋開裂及位移,滑坡變形特征十分明顯。8月30日—8月31日當?shù)卣跋嚓P(guān)部門及時組織農(nóng)戶安全有序撤離,并在各戶墻上張貼地質(zhì)災(zāi)害防害避險明白卡,拉起安全警示線和條幅,并派專人對滑坡進行監(jiān)測。
本文分析了該滑坡變形演化歷史過程和變形特征,得到滑坡變形的關(guān)鍵誘發(fā)因素,通過不同工況下滑坡的穩(wěn)定性計算表明滑坡目前處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài),對滑坡的變形與穩(wěn)定性作出了評價預(yù)測,為滑坡監(jiān)測預(yù)警與防治提供了參考和依據(jù)。
滑坡區(qū)總體位于丘間凹谷斜坡上,地形上大體呈“圈椅”狀,斜坡總體坡向約為357°,西側(cè)局部為9°~32°。地勢整體呈南東高西北低,向西北傾斜,地形坡度8°~45°,呈下陡、中緩、上陡的地勢特征。在微地貌上表現(xiàn)為陡(坡)坎與平臺相間,東西兩側(cè)斜坡又與平臺相連的特征,地形切割深一般3~8 m,相對高差一般2~6 m(圖1)。
從下往上大致可將斜坡分為四級階梯狀緩平臺,斜坡前緣中部3道相間的基巖陡坎將其分為第一級、第二級平臺,平臺長56~90 m,寬一般3~10 m;第三道基巖陡坎頂部沿線與村道之間為第三級平臺,平臺長170~220 m,寬60~70 m;村道及以上為第四級平臺。斜坡面上裂縫發(fā)育,延伸數(shù)米至百余米不等,裂縫走向主要分為2組,分別為24°~50°、80°~110°,裂縫寬1~54 cm,可見深2~70 cm,地面常沿裂縫沉降,沉降帶一般寬4~50 cm,局部可達1~2 m及以上,裂面一般較平,傾角陡,局部直立,多見泥質(zhì)充填,局部見泥巖碎塊石及角礫充填。
圖1 滑坡區(qū)地形地貌
滑體成份主要以粉質(zhì)黏土、強風(fēng)化泥巖為主,局部上覆為素填土。粉質(zhì)黏土呈可塑~軟塑狀,碎石含量5%~15%,粒徑一般2~8 cm;角礫含量一般5%~14%,粒徑一般小于1.8 cm,粗粒土大小分布不均,結(jié)構(gòu)較凌亂。強風(fēng)化泥巖巖質(zhì)軟,差異風(fēng)化嚴重,取芯多呈碎塊狀,常見泥化夾層,多呈軟塑狀,手搓可成條?;矠榉圪|(zhì)黏土及基覆界面下的強風(fēng)化泥巖和局部中風(fēng)化泥巖。強風(fēng)化泥巖巖體破碎,節(jié)理、層理裂隙發(fā)育,差異風(fēng)化嚴重,取芯多呈碎塊狀、散體結(jié)構(gòu),巖質(zhì)不新鮮,巖性軟。中風(fēng)化泥巖,巖質(zhì)較新鮮,巖性較軟。遇水易軟化崩解,基巖抗風(fēng)化能力較查,存在差異風(fēng)化現(xiàn)象,形成潛在滑移面。
根據(jù)分析,該滑坡變形經(jīng)歷3個階段。
(1)第1階段即臨空面的形成階段:2016年,長田大道中段公路開始建設(shè),將斜坡前緣的坡體切開,形成2~5 m高的陡坎,使斜坡前緣臨空,為H1~H3的形成創(chuàng)造了有利條件;同年擴建村道,向路內(nèi)側(cè)挖方切坡,形成新的1~3 m高的陡坎,增加了村道內(nèi)側(cè)土體的臨空面。
(2)第2階段即初期蠕滑變形階段:2017在長田大道中段公路建成后,斜坡前緣的土體蠕滑,居住在第三級平臺前緣的農(nóng)戶院壩出現(xiàn)了拉裂,局部房屋墻體及地面也出現(xiàn)了開裂,并將邊坡中段(斜坡前緣中段)的上覆土體進行了機械挖除,此后其變形特征不明顯。
(3)第3階段即滑移階段:2021年7月區(qū)內(nèi)普降暴雨,8月28日—8月29日區(qū)內(nèi)又降暴雨及大暴雨,受強降雨影響,斜坡地面及部分房屋墻體上出現(xiàn)了拉張裂縫,坡體滑移。
根據(jù)滑坡地形地貌特征、裂縫發(fā)育特征、不良地質(zhì)現(xiàn)象發(fā)育特征,結(jié)合滑坡邊界特征等,將滑坡分為西側(cè)及東側(cè)2個變形大區(qū),再分別將其分為3個變形亞區(qū),其分區(qū)見圖2。
圖2 陳家大院子滑坡變形分區(qū)
滑坡變形破壞特征按滑坡分區(qū)作如下詳細描述。
2.3.1 斜坡西側(cè)堆積層滑動及拉裂變形區(qū)(Ⅰ)
2.3.1.1 前緣堆積層滑坡區(qū)(Ⅰ1)
位于斜坡西側(cè)前緣,縱長12~16 m,寬約81 m,上覆粉質(zhì)黏土,根據(jù)調(diào)查及ZK2號勘探孔揭露,該層厚2.0~8.0 m;下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,區(qū)內(nèi)主要發(fā)育1條裂縫L16。該區(qū)主要由滑坡變形體H1組成, 滑體厚1~3 m,為淺表土體滑坡,滑坡堆積體對路邊窨井造成了破壞,同時把涵洞頂蓋向外側(cè)推移了1.6 m。
2.3.1.2 后部弱變形區(qū)(Ⅰ2)
位于H1西側(cè)、向南至村道下方一帶、向東延伸至勘探孔ZK13與ZK14間的范圍內(nèi),縱長27~75 m,橫寬約240 m,區(qū)內(nèi)斜坡地帶有蠕滑現(xiàn)象,并在地面和墻體上產(chǎn)生了裂縫變形,裂縫L12破壞了西側(cè)的暗渠,在村道下方西側(cè)邊界處可見0.5~2.6 m高的錯落坎;裂縫L13在局部形成了寬60~200 cm的沉降帶。該變形區(qū)內(nèi)主要發(fā)育7條(組)裂縫。鉆孔揭露上覆土層厚2.7~9.0 m,所以區(qū)內(nèi)探槽均未揭穿,但在邊界附近的探槽TC4揭露到了粉質(zhì)黏土滑帶,厚約0.1 m。下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,偶夾薄層軟塑狀(含角礫)泥化夾層。該區(qū)部分在后緣堆積層滑坡(H4)的推移下可發(fā)生蠕滑變形,而斜坡地帶被下部H1滑動有逐級牽引加速下滑的可能。
2.3.1.3 斜坡后緣堆積層滑坡區(qū)(Ⅰ3)
位于斜坡后緣,縱長17~40 m,橫寬約170 m,主要由1處小型滑塌變形體H4組成,坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散~稍密,鉆孔揭露上覆土層厚3.6~14.4 m,滑體厚3.6~8.2 m。 H4在平面上呈條帶狀,其后緣邊界開裂下錯,形成20~100 cm高的錯落坎。村道上拉張裂縫發(fā)育,變形明顯。該變形區(qū)內(nèi)主要發(fā)育6條(組)裂縫,其總體特征是拉張裂縫長而寬,剪切裂縫短而窄。位于村道上的拉張裂縫L3長約155 m,裂縫寬1~50 cm,使局部路段下錯10~20 cm,西南側(cè)邊界由于受到擠壓使路面隆起約40 cm。道路內(nèi)側(cè)的房屋后側(cè)部分已倒塌,房屋后檐溝中發(fā)現(xiàn)滑床,滑距約40 cm,并在房前ZK17號勘探孔2.0 m處的粉質(zhì)黏土層中揭露到了滑面。同時通過區(qū)內(nèi)勘探孔揭露,下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,偶夾薄層軟塑狀泥化夾層。
同時斜坡發(fā)生蠕滑拉裂變形后,當?shù)卣蓪H藦?月2日對滑坡進行監(jiān)測,監(jiān)測點設(shè)置于村道上及其旁邊農(nóng)戶的墻體上,均位于本變形區(qū)內(nèi),至10月3 日野外勘查結(jié)束,根據(jù)監(jiān)測人員資料統(tǒng)計,1#監(jiān)測點的監(jiān)測變形量最大,達32.4 cm,2#監(jiān)測點變形量最小,為2.3 cm。經(jīng)監(jiān)測結(jié)果分析,在9月16日—9月18日勘查區(qū)內(nèi)下暴雨,16日—19日斜坡位移變形較明顯。
2.3.2 斜坡東側(cè)基巖滑坡及拉裂變形區(qū)(Ⅱ)
2.3.2.1 基巖強變形區(qū)(Ⅱ1)
位于斜坡東側(cè)前緣,縱長34~47 m,寬約107 m,上覆粉質(zhì)黏土,根據(jù)ZK9及ZK10號勘探孔揭露,該層厚3.8~5.8 m;下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,局部含泥化夾層,其中強風(fēng)化泥巖層厚1.5~3.2 m,在ZK9號勘探孔的7.15 m孔深處見滑面。該區(qū)包括滑坡變形體H2、H3,為基巖滑坡,局部形成0.5~2.0 m的裂縫沉降帶,后緣裂縫L28形成1~2 m高的錯落坎。該變形區(qū)前緣大部分已發(fā)生滑塌,對公路人行道造成了輕微破壞,對行人、車輛安全構(gòu)成了威脅。區(qū)內(nèi)主要發(fā)育11條(組)裂縫L18~L28。
2.3.2.2 基巖弱變形區(qū)(Ⅱ2)
位于整個斜坡前緣中段,由3道基巖坎構(gòu)成的一、二級平臺??v長20~33 m,寬約75 m,上覆10~30 cm厚的風(fēng)化殘積耕植土,下伏泥巖,根據(jù)ZK7及ZK8號勘探孔揭露,巖體差異風(fēng)化嚴重,局部含泥化夾層。區(qū)內(nèi)發(fā)育3處小型巖質(zhì)崩塌,對下方平臺上的耕地造成了一定程度的損毀,同時發(fā)育1條裂縫L17。
2.3.2.3 后部弱變形區(qū)(Ⅱ3)
主要位于第三級平臺上,縱長約86 m,橫寬50~90 m,區(qū)內(nèi)在地面和墻體上產(chǎn)生了裂縫變形,裂縫L30在地面上形成了50~100 cm寬的沉降帶,下沉約12 cm。該變形區(qū)內(nèi)主要發(fā)育有5條(組)裂縫??碧娇捉衣渡细餐翆雍?.4~16.8 m。下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,偶夾薄層軟塑狀(含角礫)泥化夾層,其中勘探孔揭露強風(fēng)化層厚1.0~3.1 m。該區(qū)主要在基巖強變形區(qū)的滑移牽引下發(fā)生蠕滑變形。
3.1.1 降雨的影響
區(qū)內(nèi)年平均降雨量介于1 150~1 200 mm之間,降雨量較豐富,且降雨多集中在5~9月,約占全年降雨量的75%,期間普降暴雨及大暴雨,據(jù)《四川省中小流域暴雨洪水計算手冊》中資料顯示,區(qū)內(nèi)24 h雨強可達231.0~283.8 mm。區(qū)內(nèi)排水溝道多被堵塞或被破壞,雨水漫流,在地表徑流過程中同時在重力作用下入滲至坡體內(nèi),增加了坡體自重,軟化了軟弱結(jié)構(gòu)面,使其抗剪強度降低,影響坡體的穩(wěn)定性。
3.1.2 地下水對滑坡的影響
場地內(nèi)泉水出露較多,勘探孔中揭露地下水位埋深多為2.1~9.9 m,埋藏較淺,區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水入滲補給,沿基巖裂隙總體向斜坡下部運移,在陡坎及地勢低洼處以下降泉的形式排泄。但區(qū)內(nèi)地下水對斜坡的穩(wěn)定性影響相對降雨來說較小,但暴雨或持續(xù)降雨期,當?shù)叵滤鐾杆圆畹姆圪|(zhì)黏土層時,將使土層軟化,同時也會軟化基巖中的軟弱層,對整個斜坡的穩(wěn)定性將產(chǎn)生較大影響。
近期斜坡區(qū)內(nèi)人類工程活動主要為修路、建房,形成高陡邊坡,挖方切坡改變了原有地形地貌,破壞了坡體原有應(yīng)力平衡,工程建設(shè)不合理開挖,構(gòu)成了斜坡的重要不穩(wěn)定因素。
斜坡上覆粉質(zhì)黏土,層厚較大,遇水易軟化;下伏泥巖差異風(fēng)化嚴重,特別是強風(fēng)化泥巖節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,地表水入滲軟化軟弱夾層(泥化夾層)和巖體,降低其物理力學(xué)性質(zhì),形成不利的層面,對斜坡的穩(wěn)定性構(gòu)成了一定影響。
通過各剖面穩(wěn)定性計算成果可以得出:目前,斜坡區(qū)在天然工況條件下處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài),暴雨工況下處于不穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài),與實際基本相符。
但根據(jù)現(xiàn)場測繪,斜坡區(qū)局部淺表層土體已發(fā)生了滑塌,尤其是斜坡體東側(cè)前緣地帶已經(jīng)發(fā)生滑塌;前緣基巖弱變形區(qū)基巖出露,巖體表層受卸荷裂隙的影響局部也出現(xiàn)了崩塌現(xiàn)象;以及后緣和西側(cè)前緣發(fā)生的淺表滑塌等,充分說明了斜坡區(qū)有大量的淺表層松散土體存在滑塌可能。另外,斜坡區(qū)陡坎、陡坡發(fā)育,為淺表層松散土體滑動提供了良好的臨空面,特別在降雨后易形成滑坡、崩塌等。
綜上所訴:斜坡區(qū)在天然工況條件下整體處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài),暴雨工況下整體處于不穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。但在一定條件下,局部地帶可能發(fā)生滑坡、崩塌等。
滑坡目前變形較為明顯,整體處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài),綜合分析陳家大院子滑坡形成的各種影響因素,其中地層巖性、地形地貌和地質(zhì)構(gòu)造組成是其內(nèi)在影響因素,而強降雨和人類工活動是造成該坡體破壞的關(guān)鍵因素。通過勘查資料和地表宏觀變形調(diào)查可知,滑坡整體處于基本穩(wěn)定-穩(wěn)定狀態(tài)。但這種變形不得到遏制,會有進一步加劇的趨勢。