万 然
(广东核力工程勘察院,广东 广州 510800)
滑坡是一种常见的地质灾害, 也是严重威胁人类安全生存的自然灾害。广东省怀集县内白垩系南雄群砂岩分布广泛,分析研究发育在该地层中的地质灾害,对深入分析研究怀集县内地质灾害的特征和成灾机理有着重要的意义。
滑坡点位于丘陵斜坡地貌,山势矮小、呈浑圆状,地形坡度较平缓、海拔低、高差小、植被较发育,坡体以森林、果园、及旱地为主,坡体中部为村庄,前缘为早地、耕地。屋后局部人工削坡较高过陡。此处共聚集村民14户,人口101人,房屋35间,面积约700 m2,预计威胁财产442万元。
此处出露为白垩系南雄群地层,基岩岩性为泥质粉砂岩,只在周边人工边坡坡脚断续出露,夹泥岩,地层产状大致为325∠25,风化强烈,呈半岩半土状,岩质软,遇水易软化;上部坡残积土层厚薄不均,黏性强,滑感好,大致在3~8 m之间,局部更厚,未见构造迹象。滑坡后缘高程148 m,前缘高程约110 m,滑坡最宽处约140 m,纵向长约185 m,高差约38 m。滑坡面积约25 900 m2,平均厚度14.0 m左右,体积为362 600 m3,该滑坡属特大型滑坡。险情属大型,危险性大。
根据地质调查,结合钻孔揭露资料,勘查区岩性分述如下:
分布于坡体上部盖层,地层厚度2.0~5.5 m,平均厚度3.4 m。
1-1坡残积粉质黏土:红褐色,黄褐色。主要由粉粒和黏粒组成,可塑。土芯土质较均匀,手搓可成条,湿土刀切面光滑。土芯呈柱状,干后坚硬。顶部约0.4~0.7 m为耕植土,含植物根茎及强风化碎石等。
2-1全风化泥质粉砂岩:红褐色,原岩完全风化呈土状,保留原岩结构清晰可辨,岩芯断面可见白云母及石英粒等矿物,偶夹泥砾,手可捏碎,浸水易软化,岩芯呈柱状。
2-2强风化泥质粉砂岩:红褐色,原岩风化强烈,呈半岩半土状、碎石状、块石状。节理裂隙极发育,岩芯采取率较低,部分岩块手可以掰开。岩质较软,浸水易软化。
2-3强风化泥岩:红褐色、泥质结构,原岩风化强烈呈半岩半土状,局部全部风化呈黏土状,另有短柱状、碎石状,构成“软硬互层”的软弱层。短柱状岩芯岩质较软,浸水易软化,局部岩芯呈碎石状、块石状,采取率较低。
2-4中风化泥质粉砂岩:红褐色,泥质粉砂质结构,层状构造。节理裂隙较发育,裂隙面见铁锰质浸染及钙质物质充填。偶见石英粒散布于岩芯,粒径不均。局部见大小不一水蚀孔,岩质软,敲击易碎。岩芯呈柱状,少量碎石状和铁饼状。
2016年滑坡发生后,坡体中上部出现多裂缝,此次调查走访村民得知:裂缝有逐渐变宽和扩大的趋势,即整个边坡处于蠕动变形状态,滑坡处于蠕动发展期。
滑动带:根据此次钻探揭露滑动带为白垩系南雄群中风化泥质粉砂岩上部的强风化泥岩,部分地段推测为强风化泥质粉砂岩与中风化泥质粉砂岩接触带。结合2016年发生滑坡情况及物探成果推测该滑坡体存在两个滑动面,一是覆盖层内部滑动,滑面为全风化泥质粉砂岩与强风化泥质粉砂岩接触带,平均厚度约3.5 m;二是白垩系南雄群强风化泥岩与中风化泥质粉砂岩接触带,滑床为基岩,平均厚度约14 m。
滑床:根据工程地质剖面图,滑床的形状与岩性、产状有关,滑坡发生的方向主要由滑动面控制,岩层产状为325°∠25°,坡向为300°,顺向边坡。该滑坡的滑床为白垩系南雄群中风化泥质粉砂岩。从地层延展情况分析,滑坡的剪切口标高大于坡脚标高,危险性大。根据现场钻进速度和岩石原地测试分析,胶结情况较好,岩体较完整,岩质较软。则上部汇集的雨水不易下渗,在滑床表面汇集,导致上部破碎岩土体在浸水饱和,在势能作用下极易沿着顺向岩层层面发生下滑,滑床面为中风化砂岩与强风化泥岩接触面。因此,滑坡模型呈折线型展布。
根据该地段的地质环境条件和滑坡体情况,其滑坡影响因素初步分析如下:
(1)地形地貌。勘查点所属区内为丘陵地貌。山体坡面坡度25°~30°,自然坡面延展性较好,地势相对高差较大,此种地貌特征,加上诱发因素(地表水的浸润,冲刷作用),有利于形成山体滑坡现象。从局部地形看,本次边坡属于下陡上缓山坡,且山坡上部主要呈圈椅式环状地形,在短时间集中降雨情况下极易发生滑坡。
末次随访时,按照改良MaCnab疗效评定标准评价:优48例,良0例,可0例,差0例,优良率为100%。
(2)地层。勘查区内特殊岩体为白垩系南雄群(K2N红层)泥质粉砂岩、泥岩。红层是外观以红色为主色调的沉积岩层,以陆相沉积为主,岩性以砂岩、泥岩,沉积历史较短,成岩程度差,岩体强度低,属软质岩类。岩性组合以互层为特征。红层岩体多为软硬互层岩体,以软岩为主且软弱结构面发育。红层岩体中软弱结构面的发育特征及空间形态对红层岩体的稳定性有重要的控制作用。
由于红层软岩富含高岭石、伊利石和蒙脱石等矿物成分,属水敏感性岩层,且具有一定膨胀性导致红层软岩抗风化能力差,水敏感性强,在较高的含水条件或饱水状态下,岩体的力学强度大幅度降低,特别是岩层层面、构造裂隙与各种软弱结构面等进一步软化,在各种地质营力的作用下,岩体完整性不断破坏,岩层层面结构强度不断软化,逐渐演化为滑动面,形成大量红层软岩顺层滑坡。
(3)降雨因素。汛期突发的强降雨或连续降雨是滑坡形成的直接诱发因素。降雨对滑坡发育形成的激发作用主要表现为三个方面:① 是雨水漫流,浸入坡体后在某一局部形成较高的水头,从而在坡体内造成较高的孔隙水压力,增强了坡体的下滑能力;② 是雨水浸入坡体所造成的地下水浮力,降低了滑体自重所产生的岩土抗滑摩擦阻力;③ 是浸入坡体的雨水通过滑动面上岩土的软化性能和水解性能,降低了滑动面岩土的抗剪强度,有利于坡体的滑动。
(4)人工切坡。由于受地形地貌的限制,岗背民房大部切都是在开挖山体的基础上兴建起来的。坡体中部两个削坡平台用于建房,坡体前缘削坡修建鱼塘。开挖山体形成了高约3~12 m的切坡临空面,破坏山体内部原有的应力平衡。边坡整体稳定性变差,一旦有短时间的集中降雨,边坡将会整体失稳。
选择平行滑坡主滑方向工程地质纵剖面进行计算,计算模型见图1。
图1 滑坡稳定性计算模型图
根据岩边坡坡向和岩层产状分析,该边坡为顺向坡,节理发育,节理裂隙将岩体分割成岩块,岩体破碎,岩层面和节理面经雨水侵蚀,抗剪强度降低,岩块沿着岩层及节理面发生小崩落,坡脚无支挡,因此,威胁坡脚活动居民的安全。
勘查边坡高度较大且坡度较陡,坡体主要由坡残积土及全风化、强风化泥质粉砂岩、泥岩组成,边坡岩土体破碎,岩体风化程度较高。边坡岩土体破碎,在暴雨等工况条件下,边坡有继续发生滑坡地质灾害的可能,根据现有数据估测:该斜坡处于不稳定状态。
(1)场地边坡有发生崩塌、滑坡等地质灾害的可能性,因此需及时进行地质灾害综合治理,以消除灾害隐患,保证人员和财产安全。
(2)加强对坡体变形的监测,尤其在雨季应加强巡查力度,若出现新的变形迹象或破坏,应及时上报,以采取进一步的工程处理措施。
(3)做好截、排水工程(地表和地下)。主要是在滑坡体后缘修筑截水沟,防止地表水进入滑体;同时在滑体内修筑竖向排水沟,以疏排降雨及滑体内地表、地下水。
(4)建立群测群防体系,做好应急预案。
(5)建议对边坡实施加固与做好排水措施,可采取的治理方案为:封堵裂缝、浆砌片石挡土墙、抗滑桩等方式加固。