石门县磨市镇高家峪滑坡发育特征及成因分析

湖南省地质矿产勘查开发局四O三队 湖南 常德 415000

0 前言

石门县磨市镇高家峪滑坡自2005年发生变形以来,每逢暴雨或持续降雨,滑坡均存在不同程度的变形。特别是2019年7月进入汛期以来,滑坡体后缘新增多处拉张裂缝,裂缝逐步加宽,表明滑坡变形有加剧的趋势。

1 地质环境条件

该区属亚热带季风气候。据石门县气象站观测资料统计:该区极端最高气温40．9℃(1972年8月27日),极端最低气温－13℃(1977年1月30日),平均气温16．7℃;雨量充沛,四季分明,年降水量最多天数170天(1953年),年最小降水天数118天(1979年),每年平均降水量1356．3mm,年最大降雨量2215．8mm(1980年),年最小降水量962．4mm(1987年),日最大降水量214．1mm(1991年7月9日),时最大暴雨强度达68．0mm(2016年8月8日11时至12时),雨量集中在4～8月份,11月份至来年2月份降水量最小,约占全年降水量18%;年最小蒸发量736．2mm,年最大蒸发量1166．7mm,日最大蒸发量13．2mm(1980年5月30日)。

滑坡区属中～低山剥蚀地貌,地形切割强烈,当地海拔标高最低为渫水河约135m,最高512m(土墙寨)。调查区附近海拔标高最低为北部的商溪河约145m,附近最高236．0m(金银罐)。地形高差大于100m左右,地形坡角一般15～30°,局部大于40°。

滑坡区出露地层岩性主要为第四系人工堆积层(Qml)素填土、第四系残坡积层(Qel＋dl)粉质粘土、志留系中统(S2)页岩等。

本区位于新华夏系构造第Ⅲ隆起带的南部,未有断裂构造从滑坡地段通过,勘探也未发现断裂痕迹,主要为单斜构造,岩层产状50°∠15°。区内地质构造条件简单。

区内地下水类型主要有松散岩类孔隙水和碎屑岩裂隙水两大类型。松散岩类孔隙水主要赋存于第四系残坡积层,含水量随大气降水量变化而变化,且分布不均匀,属弱－中等孔隙水含水层。碎屑岩裂隙水赋存于志留系中统页岩层,裂隙不发育,透水性较弱,为相对隔水岩带,水量贫乏。

2 滑坡发育特征

2．1 滑坡空间形态特征 滑坡主滑方向为150°。滑坡平面形态呈半圆状,纵向剖面形态为前缘陡、中部稍缓、后缘陡。滑坡体前缘剪出口高程160～163m,后缘高程为182～186m,相对高差22～26m,剪出口至后缘滑体水平长度约为70m,斜坡长度约85m,滑坡坡度15°～30°,局部达45°以上。前缘宽度约170m,后缘宽度约100m,滑坡面积约10200m2,滑体厚4～8m,平均厚度6m,滑坡体积6．12×104m3,属小型薄层推移式土质滑坡。根据区域地质资料,岩层产状150°∠15°与滑坡主滑方向150°呈顺向关系。

2．2 滑坡物质结构特征

(1)滑体土

①第四系人工堆积层(Qml)。素填土:灰褐色,松散,主要为新近人工堆积的粉质黏土,土体未完成自身固结,遇水易软化。勘查区内广泛分布,揭露厚度2．5～3．5m。

②第四系残坡积层(Qel＋dl)。粉质黏土:黄褐色,可塑～硬塑,无摇震反应,刀切面稍光滑,韧性及干强度中等,空隙中充填少量砾石,成分主要为页岩,呈棱角状。勘查区内广泛分布,揭露厚度3．1～5．1m。

(2)滑带土。主要由粉质黏土组成。粉质黏土:(Qel＋dl):根据勘查,滑动面位于粉质黏土与强风化页岩接触面上。灰褐色,可塑状,无摇震反应,刀切面稍光滑,韧性及干强度中等,夹少量砾石。该层含水量明显比上部的粉质黏土大,局部可见擦痕。揭露厚度0．2－0．4m。

(3)滑床。滑床由志留系中统(S2)页岩组成,按风化程度,分为强风化和中风化。

①强风化泥页岩:灰～黄褐色,泥质结构,页理状构造,原岩结构构造已完全破坏,原岩残余结构仍清晰可辨,岩芯呈碎块状,遇水易软化、崩解。

②中风化页岩:灰色,泥质结构,页理状构造,部分矿物成分已风化变质,节理裂隙较发育,岩芯多呈碎块状、短柱状,锤击声闷,易碎,遇水易软化、崩解,属软岩,岩体较破碎,岩体基本质量等级V级,RQD较低,一般介于30～58。

2．3 滑坡变形特征 据居民介绍,灾情始发于2005年以前,当时房屋以砖瓦结构为主,大部分房屋、禾坪均出现不同程度的裂缝,当地居民以为是因为自己房屋的结构问题,大部分于2005年对房屋进行了重建;房屋均重新采用圈梁、现浇基础的砖混结构,禾坪采用钢筋水泥浇筑。但近几年来又重新出现裂缝,并呈加剧趋势。

滑坡区居民高贤军等9户居民房屋及禾坪已产生不同程度的裂缝,房屋不同程度受损。其中的5户房屋调查情况如下:

①高贤军家,2005年重新建房,目前房屋主裂缝走向方向大致与房屋走向一致,263～73°,房屋地面、二楼面的裂缝呈直线状,且多间房屋的裂缝相连通,裂缝宽度0．2～0．5cm不等;跺墙裂缝呈35～55°倾角,向屋前倾斜,裂缝宽度一般0．2～0．5cm,个别达1．0cm。

②高汉宣家,1997年建房,房屋裂缝与高贤军家大致差不多;水泥禾坪裂缝走向260～80°,裂缝宽一般3．0～10．0cm,个别达18．0cm(见照片1);其房屋西北角有三股上升泉,每股泉水冒出地面高度0．3～0．8cm,水柱直径Φ0．5～1．0cm(见照片2)。

③高汉勇家,2005年建房,房屋及地面多处裂缝,裂缝走向275～95°,裂缝宽度0．2～0．5cm不等,西部的屋顶裂缝漏水,已无法居住。另据介绍屋后的水井在挖井时大约2．5m左右见水。

④高汉初家,2005年建房,房屋及地面多处有裂缝,裂缝走向260～80°,裂缝宽度0．2～0．5cm不等;水泥禾坪裂缝走向260～80°,裂缝宽一般2．0～5．0cm,个别地段达8．0cm。

⑤高林友家,2005年建房,房屋墙体多处0．2～0．5cm宽的裂缝,其中堂屋后墙体有一横向裂缝,跺墙多处倾斜裂缝及与后墙体贯通性裂缝,裂缝宽0．2～1．0cm不等。

⑥国道G241(原S303北线),路面开裂,公路路基外坎上的大树兜已悬空欲倒。

3 滑坡成因分析

经现场勘测及结合所收集资料综合分析,滑坡形成的影响因素主要分为以下几个部分:

(1)地形地貌:滑坡所处为低山丘陵凹地地形,斜坡长、坡面宽,坡脚至山顶,高差近20m,坡度15°～25°,经过长期缓慢抬升,坡面凹凸不平,平台地形成为残坡积堆积物等良好的堆积场地,形成的斜坡临空面为滑坡提供了势能条件,在前缘临空时,松散堆积体易发生滑动变形,是滑坡形成的重要条件之一;

(2)地层岩性:滑坡区地层岩性主要为页岩。页岩泥质含量高、胶结不紧密、岩质软软,抗风化能力弱,裂隙发育,水浸易软化成泥,暴露地表易崩解、脱落成碎石,堆积在斜坡地带,为滑坡提供了丰富的物质来源,是滑坡形成的有利条件;

(3)大气降水:大气降水是滑坡形成的直接诱发因素。滑坡区降水较丰富,年平均降水量1356．3mm,因无完善的地表水排泄系统,使得地表土体长期蓄水饱和,大气降水与地表水长期沿残坡积体下渗,由于下伏灰岩较硬相间,透水性不均匀,且相对上覆松散堆积层隔水,使上部粉质黏土孔隙水压力不断增大,基岩浅部软化或泥化、岩面上部土层饱和,在岩土界面附近形成软弱层,降低岩土力学性能,从而导致岩土体失稳,产生滑坡;

(4)地下水:本区地下水较丰富,松散堆积层中赋存有孔隙水,基岩浅部含裂隙水,地下水埋藏浅,位于基岩面上部,且流量较稳定,顺岩层面、岩土界面渗透,浸润软化岩土层,形成滑动带,使坡积体沿滑动带蠕动。

(5)人类工程活动:修建房屋和道路对山体进行切坡,形成临空面,为滑坡滑动提供了势能条件,有利于斜坡向下滑动。