馬超 王曉明
浙江省第七地質大隊 浙江麗水 323000
摘要:本文對浙南縉云縣某巖質滑坡進行勘查,分析其類型,形成機制,破壞模式;利用傳遞系數法分析其穩(wěn)定性并提出相應的防治措施與對策。
關鍵詞:滑坡;勘查;穩(wěn)定性分析;防治措施;
1 地形地貌
滑坡點位于浙南縉云縣,地貌類型為剝蝕丘陵,山坡自然坡度20-35°,山坡面海拔高程250-350m,相對高差100m,滑坡前緣場地高程約250.5m。坡面植被較發(fā)育,主要為雜木。
2 地層巖性
①強風化泥質粉砂巖:磚紅~紫紅色,砂狀結構,層狀構造,強-中風化狀,產狀為140~155°∠15~20°,在滑坡前緣頂層分布。
②強風化流紋巖:灰色,紫灰色,強風化,該層局部出現霏細結構,球泡構造,球泡直徑2-8cm,球體中心具空腔,球體密集分布呈蜂窩狀,略顯定向排列,節(jié)理與裂隙發(fā)育,巖石呈碎塊狀,普遍分布于滑坡體及近外圍山體。
③強風化玻屑凝灰?guī)r:灰色、淺綠色、紫紅色,強風化狀,玻屑凝灰結構,塊狀構造,凝灰質膠結,局部高嶺土化,普遍分布于滑坡體及近外圍山體。
④凝灰質泥巖:紫紅色,濕,厚20~50cm,全風化,主要由粘土礦物高嶺石、蒙脫石等組成,其次為碎屑礦物石英、長石、云母等,為滑動帶土,產狀135°~145°∠12~16°。
⑤中風化粉砂巖:磚紅~紫紅色,砂狀結構,層狀構造,中風化狀,產狀為135~145°∠12~16°。
⑥-1強風化英安玢巖:淺灰-灰黃色,強風化狀,斑狀結構,塊狀構造,斑晶主要為黑云母、斜長石、角閃石等,靠近斷層附近出現葉臘石化現象。
⑥-2中風化英安玢巖:淺灰-灰黃色,中風化狀,斑狀結構,斑晶主要為黑云母、斜長石、角閃石等塊狀構造,控制層厚達到25m。
3 地質構造
滑坡后緣有一斷層,斷面產狀117°∠80°,斷面寬約10m,影響帶為斷層兩側各擴展3-5m。斷裂帶中巖石被強烈擠壓,破碎成大小不一的碎塊,部分扭曲,紋理紊亂,顏色較雜,以紅紫色為主體,夾淺綠色,顏色特征明顯,易于與兩側巖層區(qū)別。
4 水文地質條件
滑坡區(qū)地下水類型主要為第四系松散層孔隙水和基巖風化裂隙水。第四系松散層孔隙水接受大氣降水和地下水的入滲補給,還接受基巖裂隙水等的側向補給,以滲流或蒸發(fā)的形式排泄?;鶐r裂隙水包括構造裂隙水和風化裂隙水。構造裂隙水為滑坡后緣斷層破碎帶中的裂隙水,接受大氣降水和南西側水塘水的補給,匯集于滑移面,降低了滑移面土體強度參數。風化裂隙水主要在強風化流紋巖層,在節(jié)理發(fā)育地帶處含水較豐富,主要接受大氣降水補給,動態(tài)變化大,以滲透的形式排泄。
4 滑坡特征
(1)形態(tài)特征
主滑方向102°,斜長約100m,前緣寬約90m,后緣寬約56m,平均寬73m,滑體厚約20m,方量約146000m3。滑坡平面形態(tài)呈圈椅狀,整體向前推移約6-8m?;w后緣滑壁高4-6m,滑壁近直立,后緣裂縫被滑坡松散體填埋,滑壁出露巖體為球泡狀流紋巖為主,巖石節(jié)理裂隙發(fā)育,巖體破碎,穩(wěn)定性較差?;聝梢硪?~15m寬裂縫,裂縫最深處達18m,裂縫傾角近直立,局部呈倒傾。
(2)結構組成:1)滑體:由上層泥質粉砂巖、流紋巖、玻屑凝灰?guī)r組成。2)滑帶:主要為④凝灰質泥巖,厚20~50cm。3)滑床:為⑤中風化粉砂巖。
5 滑坡成因分析
(1)形成條件
1)地層巖性
勘查區(qū)內山坡巖土層主要由粉砂巖,流紋巖,玻屑凝灰?guī)r和英安玢巖組成,特別是流紋巖,局部呈球泡構造,節(jié)理裂隙發(fā)育,厚度較大,為滑坡災害的發(fā)生提供了物質基礎。
2)地質構造影響
區(qū)內一條壓扭性斷層斜穿滑坡后緣,產狀117?∠80?,破碎帶寬約10m。受該斷層影響,滑坡后緣巖石破碎,節(jié)理發(fā)育,有利于滑坡地質災害的發(fā)育。
3)地形條件
區(qū)地貌為剝蝕丘陵,山體自然山坡20-35°,山坡地形為滑坡的形成提供了勢能釋放條件。
4)水文地質條件
滑坡南西側池塘水體通過斷層滲透至滑坡后緣,滲透至滑移面層,軟化巖體,減低其抗剪強度,降低有效應力,是區(qū)內滑坡地質災害形成的重要條件。
(2)誘發(fā)因素
1)邊坡開挖
滑坡前緣邊坡高20~30m,坡向與滑坡方向基本一致。邊坡開挖消弱了坡腳的支撐力,改變了坡體的應力狀態(tài)及地下水的滲流場,使得坡體失穩(wěn)形成滑坡。
2)水體浸潤
滑坡南西側池塘水體通過斷層滲透至滑坡后緣,滲透至滑移面層,軟化巖體,減低其抗剪強度,降低有效應力,是滑坡發(fā)生的誘發(fā)因素之一。
(3)滑坡形成機制
從滑坡形成條件,形成后的形態(tài)及變形特征分析,此滑坡為中型牽引式巖質滑坡。
6 滑坡穩(wěn)定性評價
(1)計算方法:滑坡滑面形態(tài)為折線形,采用傳遞系數法對滑坡進行穩(wěn)定性計算與分析,計算公式如下:
式中:
Fs——穩(wěn)定系數;
Ri——作用于第i塊段抗滑力,kN/m;
Ni——作用于第i塊段滑動體上的法向分力,kN/m;
Qi——作用于第i塊段滑動體上的建筑荷載,kN/m2;
Ti——作用于第i塊段滑動面上的滑動分力,kN/m,出現與滑動面方向相反的滑動分力時,Ti取負值;
Ai——第i塊段飽水面積,m2;
Rn——作用于第n塊段的抗滑力,kN/m;
Tn——作用于第n塊段的滑動面上的滑動分力,kN/m;
ψi——第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1塊段時的傳遞系數,j=i;
αi——第i塊段滑動傾角,°;
ci——第i塊段滑動面上粘聚力,kPa;
φi——第i塊段滑帶土內摩擦角,°;
Li——第i塊段滑面長,m;
Wi——第i塊體重量,kN/m;
(2)計算工況:工況一:自重(天然工況);工況二:自重+暴雨(飽和工況)。
(3)安全系數:滑坡潛在危害程度較嚴重,防治工程等級屬于Ⅲ級,綜合確定各計算工況的安全系數,工況一為1.25,飽和工況為1.15。
(4)計算剖面:選擇3-3′剖面進行滑坡的穩(wěn)定性計算,見圖1。
圖1 滑坡3-3′剖面穩(wěn)定性計算條分圖
(5)計算參數:滑坡體天然重度取22kN/m3;飽和重度取23kN/m3?;瑤撂烊粻顟B(tài)下c值取20kPa,φ值取11.7°,飽和狀態(tài)下c值取17kPa,φ值取8.5°。
(6)計算結果:3-3′剖面穩(wěn)定性系數天然狀況下為1.27,飽和工況下為0.95。
7 滑坡綜合評價
(1)滑坡穩(wěn)定性評價:穩(wěn)定性評價標準劃分為四級:穩(wěn)定系數Ks≥1.15為穩(wěn)定,1.15>Ks≥1.05為基本穩(wěn)定,1.05>Ks≥1.00為欠穩(wěn)定,Ks<1.0為不穩(wěn)定。
對滑坡現狀的穩(wěn)定性定性分析可知,工況1模式下滑坡現狀整體穩(wěn)定安全系數K為1.27,處于穩(wěn)定狀態(tài);在工況2模式下其穩(wěn)定安全系數K為0.95,處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)滑坡危害性預測:本滑坡若不進行及時治理,在連降暴雨情況下滑坡會發(fā)生進一步變形破壞,將會嚴重威脅坡前園區(qū)建筑及人員生命財產安全,本滑坡危害等級為三級。
8 滑坡防治方案建議
滑坡產生的主要原因是前緣開挖高邊坡破壞了原有的力學平衡,上覆強風化巖層厚度較大且節(jié)理裂隙發(fā)育,滑坡后緣有斷層通過,水體沿斷層滲入滑移面。因此,從滑坡的產生原因分析,工程治理方案可采取以下方法:
方案一:(1)刷方減載;(2)坡腳重力式擋墻;(3)滑坡后緣及兩翼設置截水溝,坡腳設置排水溝;(4)滑坡體復綠;(5)封閉斷層。
方案二:(1)抗滑樁支護;(2)滑坡后緣及兩翼設置截水溝,坡腳設置排水溝;(3)封閉斷層;(4)滑坡體復綠。
方案一防治挖方工作量大,施工空間要求大,但是造價相對較低;方案二施工空間要求小,但技術難度大,造價相對較高;根據防治方案的可行性和經濟性,建議采取方案一進行治理,滑坡治理必須按先地面后地下,先上部后下部的順序進行。
9 總結及建議
(1)滑坡屬于中型牽引式巖質滑坡。
(2)地層巖性、地質構造、地形條件及水文地質條件為滑坡形成提供了充分的條件。邊坡開挖消弱了坡腳的支撐力,改變了坡體的應力狀態(tài)及地下水的滲流場,是滑坡發(fā)生的最重要誘發(fā)因素;池塘水通過斷層滲透至滑坡后緣,下滲至滑移面層,導致土體飽和,自重增大,抗剪強度降低,是滑坡形成的重要因素。
(3)滑坡在工況2條件下處于不穩(wěn)定狀態(tài),若不進行及時治理,將會嚴重威脅坡前園區(qū)建筑及人員生命財產安全,危害等級為三級。
(4)建議在未徹底治理地質災害之前,應做好監(jiān)測工作,定期巡查,雨天應派專人對滑坡進行監(jiān)測,加強對滑坡體的監(jiān)測工作記錄裂縫變化情況。
(5)滑坡影響區(qū)內禁止人為開挖、開墾、伐木等行為,以免滑坡體進一步失穩(wěn)。