梁春苗+王创
摘要:广东省茂名市某矿区附近发生滑坡地质灾害,造成路面塌陷,地面裂缝,输水管道变形断裂,所幸没有造成人员伤亡。现对该滑坡进行勘查,查明该滑坡所处的地质环境、空间分布范围及形态特征、规模大小及滑带发育情况,研究滑坡的形成机制及影响因素,预测滑坡的稳定性,对滑坡的防治措施提出合理的建议。
关键词:滑坡;地质灾害;成因分析;影响因素;防治措施
1.自然条件
滑坡区属亚热带季风气候,日照时间长,气候特征表现为热量丰富,光照充足,雨量充沛,雨热同季,夏长冬短,四季如春。
2.水文地质条件
滑坡区北侧为矿湖,南侧为三个鱼塘。矿区境界范围原属于丘陵地貌,经开采后,露天矿已形成一个平均宽约0.9km、长约5.2km,深20m~70m的采坑。采坑内由于地下水恢复以及降雨径流长期汇集形成矿湖。矿湖现水位标高一般8m左右。鱼塘自西向东,水位标高一般分别为18.0m~ 16.8m。其补给来源是降雨和泉水,排泄途径主要是蒸发。
地下水主要是孔隙潜水和半承压水。孔隙潜水主要赋存于浅层的素填土中,滑坡体内有分布,水位埋深0.5m~ 3.7m,受地形控制明显,径流自南向北,其补给来源主要是降雨和鱼塘、水田补给;排泄途径主要是蒸发或以地表径流、渗入等方式流入到矿湖;承压水主要赋存于粉砂岩中,为孔隙、裂隙水,与矿湖水力连通。其补给来源主要有大气降水、露天矿矿坑积水、相邻含水层侧向补给。地下水位变化主要与区内降雨密切相关,具有季节性和时段性变化,变化幅度较大,水位变化幅度0.2m~4m。地下水位埋深较浅,对滑坡影响大。
3.工程地质条件
滑坡区内的岩土体主要由人工填土及第三系始新统上垌组(E2s)组成,根据地质成因、土層的结构、工程性质及埋藏分布条件等因素划分为人工填土层、第三系始新统上垌组(E2s)黏土层、全风化粉砂岩、强风化粉砂岩、中风化粉砂岩等共5个层组。
①素填土:灰黑色、浅灰色等,松散,主要由黏土、中粗砂及碎石块组成,遇水易软化崩解。该层全区分布,厚度变化较大,钻孔揭露层厚0.8m~4.5m。
②黏土:浅灰色,可塑,由黏粉粒组成,岩芯刀切面光滑,黏性好。钻孔揭露层厚0.50m~3.20m。
③全风化粉砂岩:浅灰色、灰黄色,硬塑-坚硬,主要由粉黏粒组成,局部含较多粉砂。该层全区分布,钻孔揭露层厚5.50m~9.30m。
④强风化粉砂岩:浅灰色、清灰色,原石已风化成土状,坚硬,主要由黏粉粒组成,局部含较多量中粗砂。该层全区分布,钻孔揭露层厚7.30m~10.80m。
⑤中风化粉砂岩:青灰色,粉砂结构,层状构造,岩芯少量呈碎块状,多呈短柱-长柱状,节长5cm~20cm,RQD=40%~50%,岩石较破碎,岩石基本质量等级Ⅴ。该层仅局部孔段揭露。揭露层厚1.70m~3.80m。
4.滑坡基本特征及类型
4.1滑坡地形地貌
滑坡体内形成多级平台和阶坎,自南向北分别为平台、边坡Ⅰ、乡道101、边坡Ⅱ、边坡Ⅲ。平台标高一般17.04m~ 19.53m,宽7.0m~11.3m,西高东低,本草植被较茂盛。边坡Ⅰ高2m~2.6m,坡度一般50°;乡道101呈东西走向,正好从勘查区中间穿过。路基是由填土压实形成。该段乡道高程17.4m~19.7m,宽13m~14.5m;边坡Ⅱ高差2.5m~7.5m,坡长约140m,坡度约16°~25°;边坡Ⅲ较平缓,边坡长约122m,坡度约10°~15°。
4.2滑坡空间形态特征
滑坡东西侧缘,长约110m,以原水渠断裂点为界,西面可看到明显裂缝;滑坡后缘,以鱼塘边缘与平台交接处为界,鱼塘以南的平台上,发现2条平行于鱼塘边缘的裂缝,说明该平台已发生滑动变形;滑坡前缘,以剪切出口为界。剪切出口标高约为9m处,前、后缘宽约70m。
4.3滑坡物质组成
该滑坡是发育于人工填土及第三系始新统上垌组的土质滑坡,滑坡体由①层素填土及少量②层硬塑或坚硬状第三系始新统上垌组黏土组成,滑坡体厚度变化较大,表现为中间厚,四周薄。滑体厚度1m~4.2m,平均2.8m,滑坡体积约为19784m3,属于中型浅层堆积土滑坡;以第三系始新统上垌组②层可塑状黏土为滑动带,滑动带的鉴别标志主要为黏土的软硬程度;以呈可塑状②层黏土为滑床。
5.滑坡稳定性分析评价
5.1滑坡变形过程
勘查区经历开挖(开采矿)——回填(矿后恢复)——再填压(修路)的过程,属于堆填土滑坡。
1959年~1995年,矿山开采过程中,把剥离物搬运到采空区南面堆积,然后用铲车逐层推开、层层压实压固,并恢复了绿化。原水渠未断裂。鱼塘前的平台原与鱼塘边标高相同。
通过对比2014年1月卫星图及至2015年4月卫星图,发现2014年1月至2015年4月之间发生较大规模的滑动,本次滑动,致使滑坡地段的道路(原101乡道)交通中断。由于没有及时调查,滑坡特征大部分已被破坏。经当地村民了解,最初发现原水渠断裂之后更换了2次输水管。说明滑坡仍在滑动。
2016年10月,在滑坡体后部开挖换填土方或原土压实,路基还没修好,已出现裂缝,并逐渐加剧;后缘裂缝发育加剧;目前的输水管也发生了倾斜约2m,变形表明滑坡现处于不稳定状态。
5.2滑坡影响因素及成因分析
(1)堆积土沿斜坡堆积,坡面没有采取适当防滑措施,堆积土在自重作用下具有沿坡面向临空面滑动的势能。
(2)粉砂岩易风化,其浅表层风化为②层黏土层,顺边坡分布,厚0.5m~3.2m,该层处于堆积层之下,形成易变形软弱层。
(3)本地区雨量丰富,再加上滑坡体后缘鱼塘密布,水塘水易沿斜坡面渗入,水软化堆积土层底部和②层黏土层,致使斜坡面抗滑能力减弱,堆积土易沿斜坡滑动。endprint
(4)滑坡区有一条公路通过,车辆荷载和震动作用,可诱发或加剧滑坡发生。
综上所述,内因主要是存在倾斜软弱的面层,堆积土层自重作用下,具有滑动的势能;外因是地下水作用,致使滑面层软化,抗滑力降低,致使上部土体滑动,另外外加荷载的作用也是滑坡变形诱发因素。
5.3滑坡稳定性判断
通过采用传递系数法对滑坡进行稳定性计算,计算结果表明,滑坡目前处于不稳定状态。特别是在滑坡体后部加载或土体饱水情况下,剩余下滑力增加,滑坡滑动变形加剧。由于滑动面呈直线状,前缘没有支挡,滑坡会直接破坏该段道路,危及过往行人车辆。
6.防治方案建议
滑坡治理应根据地形地质条件、稳定性影響因素来综合考虑,因此对滑坡的防治方案建议如下:
方案一:挖填方案:挖除滑坡体直至滑动面之下,对滑面之下的边坡进行适当设计处理,然后回填修筑路基。由于滑动面深度大,滑坡体积较大,开挖土方量大;开挖施工形成较高边坡,施工时需要进行支护,因此,治理费用可能较大。
方案二:桩桥方案:根据滑坡特征及岩土工程地质条件、气象特征等因素,可采用桩基方案。
①在滑坡中部施工钢筋混凝土桩,桩进入滑坡面一定深度,桩顶施工联系梁,捣筑钢筋混凝土路面。桩需设按承载和抗滑桩作用模型设计。
②建立完善地表排水系统。
建议按方案二进行设计,如可能也可采取改线,避开滑坡地段。
7.结论
(1)本滑坡属于中型浅层堆积土滑坡,滑动面为原斜坡面,呈直线状,倾角约10°,倾向32°最大深度约4.2m。
(2)本滑坡目前处于不稳定状态,由于滑动面为直线状斜坡,自然稳定可能小。滑坡对乡道造成破坏,危及过往行人车辆,应加强监测,及时治理。
(3)建议治理方案选择桩桥方案,也可采用绕避方案。
参考文献:
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