杨克林
(湖南省地质矿产勘查开发局402队,湖南 长沙 410000)
2017年6月25日上午8点,某地保障性安置点发生突发性山体滑坡地质灾害,严重威胁坡前4栋安置房、23栋民宅的100户432人的生命财产安全。潜在经济损失约4000万元。
按《滑坡防治工程勘查规范》(GBT32864-2016)滑坡防治工程分级表,该滑坡地灾防治工程等级均为Ⅱ级。
滑坡区属亚热带季风气候区,四季分明。年平均气温在12.9℃~17.4℃,最热为23.6℃~28.7℃;最冷为1.5℃~5.5℃。区域内雨量充沛,多年平均降水量1322.4mm,年最大降水量2116.1mm(2014年),月最大降雨量550.5mm(2014年6),日最大降雨量238.6mm(2014年6月19),10年一遇小时降雨强度为33.8mm/h,20年一遇小时降雨强度为54.6mm/h。
区内未见大的地表水体,一条水渠沿145m标高自北东向南西方向径流。
区内地貌类型属于侵蚀剥蚀红层丘陵地貌,地形平面呈长圆状和条带状,表面起伏形态似梁茆状或浑圆状,滑坡位于低山斜坡上,坡向150°,坡度25°~30°,滑坡体上部分陡坎台阶坡度达40°~60°。区内地面高程210m~282m,相对高差72m。
区内地层主要为第四系残坡积土层,厚2.4m~6.2m。下伏白垩系上统第二岩组(K22)。岩性为紫红色钙质泥质粉砂岩、粉砂岩,偶见细砂岩。岩层倾向为150°,倾角20°~25°
区内岩层为单斜构造,产状150°∠20°~25°。
滑坡位于安置房北侧山坡,前缘高程130m,后缘高程189m,相对高差59m,剖面上呈阶梯状,后缘较陡,中部、前缘较缓,平均坡度25°。滑坡平面上呈弧形型,前缘宽180m,后缘宽115m,滑坡纵长180m,面积约26550㎡,厚度5m~12m不等,平均厚度约8.0m,体积约21.24×104m³。滑坡主滑方向150°,为中型顺层岩质滑坡。
2017年6月25日大雨过后,滑坡中后缘出现6组拉裂缝,2017年6月25日后不断加剧变形,中部后缘发生两处局部滑移分别为B1和B2,B1滑移区域宽10m,长55m,滑体厚度约2m,滑移方量约1100m³;B2滑移区域宽30m,长20m,滑体厚度约1m,滑移方量约600m³。
滑坡体物质结构大致可分为三个带
3.3.1 滑体
滑坡体的岩土层分为二层:上部为粉质粘土,可塑状,厚度一般2.4m~6.2m。下部为强风化泥质粉砂岩,岩质软,遇水极易软化,厚度一般2.7m~10.6m。
3.3.2 滑带
滑带为强风化泥质粉砂岩与中风化泥质粉砂岩二者的交界面的软弱夹层。其岩性表现为可塑的粉质粘土,褐黄色,土体韧性较高,土体湿润,含水量丰富,用手捻有滑腻感,易粘手,无摇震反应。
3.4.1 滑坡变形形成机制分析
该滑坡是自然状态下,多种因素综合作用形成。
(1)滑坡物质的形成:山体构成的岩性为红层,在山顶易风化剥蚀,风化物堆积在坡面平缓地带,构成了滑坡物质。
(2)滑带的形成:在长期大气降水的渗透与地下水浸润作用下,岩石软化,加速风化,土体饱水、松软,受下伏基岩粉砂岩的阻水作用,地下水在强风化泥质粉砂岩与中风化泥质粉砂岩交界面处富集,致使地下水位抬升,而泥质粉砂岩遇水极易发生软化、泥化,故在二者交界面处形成软弱层,即滑带,为滑坡提供了润滑作用。
3.4.2 滑坡近期发育阶段
2017年6月,滑坡发生局部滑移,滑体中后缘发育多条裂缝,目前该滑坡处于蠕动变形~加速变形阶段。
滑坡斜坡走向与岩层走向基本一致,岩层倾角较缓为10°~20°左右,且一般小于斜坡坡度。变形机制一般为滑移——拉裂,在这种变形机制下其可能的破坏模式为沿岩层的顺层滑移。滑坡体沿下伏软弱面向前缘剪出口方向滑移,并使滑坡体拉裂、解体。
计算剖面的选取:选取1-1’~ 3-3’剖面作为稳定性计算剖面(详见图1,2)。
图1 滑坡1-1’计算剖面
图2 滑坡3-3’计算剖面
3.7.1 计算荷载
(1)自重:滑体自重,作用在条块上的最重要作用力。
(2)水压力:水压力包括后缘裂缝静水压力和沿滑面扬压力。
(3)地面荷载:地面荷载主要为滑坡体前缘房屋荷载,房屋主要为砖混结构村民自建住宅,综合取值单层按15KN/m2,2层按30 KN/m2,以此类推。
3.7.2 计算工况
本次稳定性计算考虑2种工况,详见表1。
表1 稳定性计算工况、荷载组合
3.7.3 计算模型的选取
计算模型见图3。
图3 岩质滑坡计算模型:极限平衡法
计算公式如下。
其中,后缘后缘裂隙静水压力:V=ΥwH2;沿滑面扬压力分别为U=Υw L H。
W—滑体的重度(kN/m);
L—滑面长度(m);
C—滑带的粘聚力(kPa);
Φ—滑带的内摩擦角(°);
α—滑带的倾角(°);
A—地震加速度,本次计算不考虑;
Υw—水的容重(KN/m3)。
3.7.4 计算结果
本次计算方法利用上述公式采用表格法,计算过程详见计算书,计算结果见表2.
表2 滑坡稳定性计算结果统计表
(1)工况:滑坡在天然工况下除3-3’剖面在剪出口1处于基本稳定,其余均为稳定状态,在暴雨工况下,基本处于欠稳定~不稳定状态。
(2)局部和整体滑移:滑坡计算了整体滑移(剪出口2)和局部滑移(剪出口1)的稳定性。在暴雨工况下,滑坡局部均处于不稳定状态,整体处于稳定状态。
勘查结果显示,强风化和中风化泥质粉砂岩之间已存在一软弱层,这一软弱层将可能成为坡体滑动破坏的潜在滑面。在暴雨的不利条件下仍可能发生明显滑动,造成危害。
由于抗滑桩施工难度大,且可能开挖石方困难,工艺相对复杂,更难达到设计标准。且滑坡区坡体后缘较陡,容易发生从桩顶剪出的可能性,治理成本较高且效果不明显。综上考虑,本次勘查方案推荐方案。