井书文
1.中国地质大学环境学院,湖北武汉 430074
2.河南省地质环境监测院,河南郑州 450016
灵宝市阳店镇庙头村滑坡勘察方法
井书文1,2
1.中国地质大学环境学院,湖北武汉 430074
2.河南省地质环境监测院,河南郑州 450016
河南省灵宝市阳店镇庙头村滑坡位于秦岭北坡低山区山麓地带黄土分布地段,为黄土滑坡。本文结合当地的地形地貌特征、水文及工程地质条件、滑坡的规模、华东特征等,详细论述了该滑坡的勘察方法、采用的手段及滑坡的特征。
滑坡;勘探;特征
河南省灵宝市阳店镇庙头村位于灵宝市东南约50km处的低山区黄土山坡山麓地带。2003年8月由于降雨量增加,地表雨水排导不利导致庙头村所处山坡东侧黄土蠕动,造成居民部分房屋出现开裂下沉,严重地影响当地居民生活。为了避免该山麓地带黄土滑坡地质灾害继续发生,最大限度的减轻居民的经济损失,对其进行勘察并治理具有重大的意义。
灵宝市位于河南省西部边陲,地处豫、陕、晋三省交界处,隶属于三门峡市。地处豫西丘陵山区,总地势为南高北低,区内山岭起伏,沟壑纵横,地貌分为流水地貌、黄土地貌两大类。
灵宝市内分布的地层,从老到新有晚太古界结晶基底;元古界观音堂组、焕池峪组(下元古界结晶基底)、熊耳群,官道口群,震旦系罗圈组;中生界寒武系,中生界侏罗系、白垩系;新生界第三系、第四系。
灵宝市境内地质构造极为复杂,总体表现为多构造类型,多期次构造的相互叠加,形成大规模的褶皱和韧性断裂带、脆性断裂带。主要构造有小秦岭复背斜、杜关向斜、小秦岭北缘断裂、松树地-周家山断裂、小河断裂、芋园村-五亩断裂、开方口-川口断裂、席家村-银家沟断裂、如意沟口-福地断裂、崤山北东向断裂。
灵宝市新构造运动以断裂活动和差异性升降为主,如燕山晚期形成的灵宝-三门峡断裂,在新第三系以来继续加大了断距,沿断裂带断层三角面、地热温泉、断层两侧地貌差异,均为晚近期断裂活动的佐证,断裂南侧以上生为主,冲沟发育,在上第三系和第四系中,有许多“X”型节理和一些小断层发育;断裂北侧以下降为主,落积了数百米厚的河湖相地层。
第四系以来,本区地壳升降交替并具有差异性。黄河多级嵌入式堆积阶地的形成及其支流阶地的发育;表明地壳运动的升降交替特征。断凹内各部分的升降不尽一致,表明其具有差异性特征。
在勘查工作布设前,对滑坡区及周边地质环境进行了详细的地面调查及工程地质调绘工作,查明了滑坡体及周边外围的地层岩性特征、结构特征、形成滑坡的地形地貌条件、滑坡体的形态要素和演化过程、区域及滑坡区地下水的分布特征、滑坡的诱发因素,确定了滑体的基本滑动范围、主滑方向、滑体可能的最大滑动厚度以及滑体的基本岩性组成等。
根据滑坡现场踏勘及收集相关资料,该滑坡区地貌单元为秦岭北坡低山区山麓地带黄土分布地段,为黄土滑坡,地面坡度为6.6°~22.3°,滑坡区东西宽约500m,南北长约400m,滑坡体厚度为5.0~17.0m;滑坡区主要地层为黄土和古土壤,仅在沟谷地带有粉砂质粘土岩分布,岩性岩相变化不大,地形起伏较小,地貌类型单一,第四系沉积相单一,重力地质作用弱。
根据滑坡区的地形地貌特征及滑坡体的特性,在古滑坡区沿滑动方向共布置3条勘探线,勘探线间距为85.0~98.9m,每条勘探线上布5~6个勘探点,各勘探线上勘探点间距40.14~101.44m;在蠕动变形区沿蠕动方向共布置2条勘探线,每条勘探线上布5~6个勘探点,各勘探线上勘探点间距34.73~91.63m。
本次勘探采用工程地质测绘、钻探、井探及室内土工试验等多种勘察手段相结合的勘察方法。
钻探:在坡体内共布置钻孔勘探点14个,孔深11.0~33.0m。开孔孔径Φ150mm,终孔孔径Φ110mm,地下水位以上采用锤击法钻进,Φ120mm薄壁取土器静压或锤击法采取不扰动土样;地下水位以下采用双管单动岩芯管钻进,Φ110mm水下薄壁取土器,静压和锤击法采取不扰动土样。
井探:布置探井14个,其中9个探井勘探点均布置于坡体前缘和后缘地带,勘探深度2.0~9.17m。采用人工挖掘,井壁刻划取土,取土质量等级Ⅰ级。
槽探:布置探槽4个,均布置于地表形态呈现突变的边界地带、沟槽地段及地表异常地段,勘探总长度144.80m。采用人工挖掘的方法进行。
室内试验:
根据滑坡区域存在的岩土工程问题,有针对性地进行室内试验,主要进行坡体土物性、湿陷性、抗剪强度的试验。
1)土的物性性质试验:测定坡体土的天然含水量、比重、天然重度、液限、塑限;
2)土的压缩-固结试验:测定各层土的压缩模量、压缩系数等变形参数,判定土的压缩性,为地基变形验算提供参数;
3)土的抗剪强度试验:室内进行快剪试验,测定土体天然和饱和状态下的凝聚力和内摩擦角,为坡体稳定性验算提供计算参数;
4)湿陷性试验:测定土体的湿陷系数、自重湿陷系数、湿陷起始压力,为土体湿陷性类型评价及坡体沉陷变形评价提供依据。
据勘探揭露勘察区坡体岩土体自上而下主要为第四系上更新统黄土、古土壤、第四系中更新统黄土、古土壤、白垩系粉砂质粘土岩。
1)滑坡堆积物(Q4del):黄褐色、黄色、红褐色和灰黄色,上部和中部主要由第四系黄土构成,下部由全风化粉砂质粘土岩构成;该层在场地中部和后缘厚度较大,在10勘探孔最大厚度为16.67m。该层分布于勘察场地古滑坡地段;
2)黄土(Q32eol):黄褐色-黄色,含钙质结核,具大孔结构及虫孔,土质较松散,稍湿-湿;层厚1.50~5.10m;
3)古土壤(Q31el):褐色-红褐色,可见白色条纹及黑色斑点,土质较松散,稍湿-湿,硬塑。一般层厚0.50~1.70m。在3-3剖面17#探井勘探点最大厚度为3.30m;
4)黄土(Q2eol):黄褐色-黄色,稍湿-湿,富含钙核及蜗牛化石,土质较致密,局部浸水饱和,可塑~硬塑。一般层厚0.90-3.80m,在21#钻孔勘探点最大厚度为5.14m;
5)古土壤(Q2el):红褐色,可见白色条纹及黑色斑点,含钙核及蜗牛化石,土质较致密,稍湿-湿,硬塑。层厚0.50-1.50m;
6)黄土(Q2eol):黄褐色-黄色,含钙核及蜗牛化石,土质较致密,稍湿-湿,局部浸水饱和;可塑-硬塑。一般厚度为2.90~3.60m,在24#探井勘探点最大厚度4.55m;
7)全风化粉砂质粘土岩(K):褐黄色-灰黄色,由粉砂质粘土岩风化而成,原岩结构已完全破坏,呈土状,湿,可塑~硬塑,含铁质条纹。层厚3.2~6.8m;
8)强风化粉砂质粘土岩(K):黄色-灰白色,上部岩石因受风化影响,原岩结构破坏较严重,岩芯多呈碎块状,岩芯采取率70%以上;该层在钻孔14中有揭露,最大厚度2.0m。
在滑坡勘察区南侧坡脚下有一条自东向西延伸的小河分布,现场工程地质测绘调查,该小河对古滑坡区和蠕动变形区的稳定基本上不产生影响。
勘查区地下水主要为赋存于黄土孔隙中的孔隙水和粘土岩裂隙中的裂隙水两种,均属潜水。
勘察期间在各钻孔勘探孔中均见地下水,总体上坡体上部、中部地下水埋深较大,深度一般为9.40~21.90m;蠕动变形区坡体水位埋深较浅,深度一般为7.10~8.60m,坡体前缘地下水较浅,一般为2.00~3.00m;本次勘察是在丰水期与枯水期的过渡期进行的,地下水年变化幅度为1.50m。
该滑坡位于低山山麓地带,滑坡体主要由第四系上、中更新统黄土和古土壤构成,为黄土滑坡,根据勘察场地滑坡的发展趋势、特征、稳定程度、破坏影响程度,将该滑坡场地划分为古滑坡区(Ⅰ区)和蠕动变形区(Ⅱ区)两个区,Ⅰ区、Ⅱ区滑坡性质和规模见表1
表1 滑坡性质、规模一览表
根据钻探所获取的资料,Ⅰ区老滑坡区滑坡体、Ⅱ区蠕动变形区坡体均主要由第四系上更新统、中更新统浅黄色~褐黄色黄土和褐红色古土壤构成,除滑动面和蠕动面附近的土体外其黄土的基本特征仍很明显。总体上Ⅰ区老滑坡区滑坡体和Ⅱ区蠕动变形区坡体土后缘、中部较厚,前缘较薄,后缘滑床由下伏黄土构成,中部和前缘滑床由白垩系(K)全风化的粉砂质粘土岩构成;Ⅰ区老滑坡区滑动面角度后缘为12.6°~22.3°,中部起伏变化较大为6.6°~14.8°,前缘为2.8°~11.4°,滑动面呈折线状;Ⅱ区蠕动变形区蠕动面后缘为17.3°~21.3°,中部7.9°~12.8°,后缘为6.7°,蠕动面呈折线状。
根据勘查结果,庙头村滑坡规模影响大,Ⅰ区老滑坡为中层大型滑坡,经验算天然状态和饱水状态均处于稳定状态,可不进行工程治理;Ⅱ区蠕动变形区为浅层中型滑坡,经验算蠕动面处处于不稳定状态,为保证滑坡区居民的生命和财产安全,建议对蠕动变形区滑坡体进行工程治理。
[1]滑坡防治工程勘查规范 DZ/T0218-2006[S].
[2]吴东民.灵宝市地质灾害调查与区划报告[R].郑州地质工 程勘察院,2001.
[3]李国龙.滑坡地质灾害形成的地质条件和影响因素[J].黑 龙江国土资源,2009.
P642.22
A
1674-6708(2010)24-0095-02
井书文,工程师,从事水文地质、工程地质和环境地质研究工作