貴州雷山民族學(xué)校滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征、成因及發(fā)展趨勢

胡應(yīng)全

摘要：貴州雷山達(dá)地民族學(xué)校近十年來多次遭受特大暴雨天氣伴隨的滑坡險情，公路、水泥地表等開始發(fā)生開裂變形，而且變形速度有愈發(fā)加快的趨勢，嚴(yán)重威脅滑坡提上千余名師生及居民的生命財產(chǎn)安全。本文在詳細(xì)勘查區(qū)內(nèi)地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造及地震烈度、水文和巖土體工程地質(zhì)等地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，測量和研究了滑坡邊界及規(guī)模、變形特征和滑坡巖土體特征，識別出HP1和HP2兩個松散層中型滑坡，屬自然地質(zhì)災(zāi)害，天然狀態(tài)下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，有整體失穩(wěn)滑動的危險，防治工程為I級。并建議在滑坡前緣設(shè)置抗滑樁或擋土墻等進行整體支擋，在局部危險地段可采用預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨進行局部支護，在滑坡的外圍設(shè)置截排水溝，以阻止滑坡外圍水體向滑坡區(qū)內(nèi)滲透匯集。

關(guān)鍵詞：達(dá)地民族學(xué)校；滑坡；地質(zhì)環(huán)境條件；災(zāi)害特征；滑坡成因；滑坡防治；貴州雷山

1.前言

雷山縣是我國中西部重要的少數(shù)民族集中地區(qū)，該縣地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，嚴(yán)重影響人民群眾生活生產(chǎn)。達(dá)地民族學(xué)校位于達(dá)地鄉(xiāng)，2009年8月15日前后，受連續(xù)性特大暴雨天氣的影響，依山而建的學(xué)校出現(xiàn)滑坡險情，公路、水泥地表等開始發(fā)生開裂變形，直至2012年3月，滑坡的變形速度愈發(fā)加快，已經(jīng)出現(xiàn)路基下陷、地面開裂、建筑物墻體開裂等破壞，嚴(yán)重威脅滑坡提上千余名師生及居民的生命財產(chǎn)安全。

為了盡快查清該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的規(guī)模、范圍、成因和危害，并提出可行的防治方案措施，消除地質(zhì)災(zāi)害對師生和居民的生命財產(chǎn)安全，筆者在詳細(xì)野外地質(zhì)環(huán)境調(diào)查的基礎(chǔ)上，對滑坡的邊界及規(guī)模、變形特征和滑坡巖土體特征開展了研究，最后分析了滑坡災(zāi)害的成因及發(fā)展趨勢，最后提供一些災(zāi)害防治建議。

2.地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地形地貌

研究區(qū)整體處于云貴高原向湘、桂丘陵盆地過渡的斜坡地帶，地勢總體東北高、西南低，地貌類型屬臺狀低中山峽谷地貌，外力地質(zhì)作用以河流侵蝕切割為主，區(qū)內(nèi)多河蝕溝谷、峽谷。達(dá)地民族學(xué)校滑坡所處區(qū)域為一斜坡，斜坡整體坡度20°，上部略陡，約25°，下不較為平緩，約8°，相對高差37m～46m，滑坡后緣高程777m～786m，滑坡前緣高程740m；滑坡前緣為一沖蝕溝谷，該沖溝寬約8m，深5m。

2.2地層巖性

區(qū)內(nèi)出露地層從新到老為第四系松散層、青白口系下江群清水江組（Ptq）地層。第四系為黃褐色含碎石粉質(zhì)粘土，結(jié)構(gòu)松散，主要為雜填土、殘坡積土及少量碎塊石，厚度在0.5m～10m之間，碎、塊石含量8%～15%，主要為變余砂巖風(fēng)化殘跡顆粒，碎石粒徑一般5cm～20cm，塊石直徑0.5cm～2.5cm。青白口系下江群清水江組巖性為灰色厚層至塊狀變余凝灰質(zhì)粉一細(xì)砂巖、變余沉凝灰?guī)r、凝灰質(zhì)板巖夾變余凝灰質(zhì)粉砂巖、凝灰質(zhì)板巖、粉砂質(zhì)板巖及絹云母板巖，節(jié)理裂隙較為發(fā)育。一般埋藏深度3m以上。

2.3地質(zhì)構(gòu)造及地震

研究區(qū)屬于華南褶皺帶一級構(gòu)造單元，其經(jīng)過早古生代末期的造山運動形成基底褶皺，致使陸殼增厚，并與揚子準(zhǔn)地臺鑲拼在一起，形成穩(wěn)定地臺。研究區(qū)域發(fā)育有一條斷層，走向北北東30°，長度延伸幾十公里，區(qū)域上屬于西江斷裂。區(qū)內(nèi)地震動峰值加速度0.05g，峰值頻譜0.35s，地震基本烈度為Ⅵ度。區(qū)域地殼屬較穩(wěn)定區(qū)域，滑坡穩(wěn)定性計算及防治工程不考慮地震因素的影響。

2.4水文地質(zhì)特征

研究區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水，其次為松散巖類孔隙水，其補給來源主要為大氣降雨。松散巖類孔隙水對滑坡穩(wěn)定性的影響較大，主要賦存在斜坡表層松散土層及強風(fēng)化層內(nèi)，一般在滑坡的前緣沖溝排泄，補給地表水，基巖裂隙水一般埋藏較深，對滑坡穩(wěn)定性影響不大。

2.5巖土體工程地質(zhì)特性

根據(jù)巖土堅硬程度、結(jié)構(gòu)以及物理力學(xué)性質(zhì)，將研究區(qū)內(nèi)巖層劃分為松散巖組和軟硬相問工程地質(zhì)巖組。

軟硬相問類工程地質(zhì)巖組：變余凝灰質(zhì)粉砂巖、變余粉砂質(zhì)板巖，力學(xué)強度高，工程力學(xué)性質(zhì)較好，但由于地質(zhì)年代久遠(yuǎn)，同時受斷裂構(gòu)造影響，巖體節(jié)理裂隙極為發(fā)育，局部劈理密集發(fā)育，使巖石（體）破碎，在地層、構(gòu)造和地形組合不利的條件下以及強烈的人類工程活動作用下，易產(chǎn)生滑坡、崩塌、地裂等地質(zhì)災(zāi)害。

松散巖類工程地質(zhì)巖組：該類巖組為第四系，巖性以雜填土、粘土、亞粘土、砂土、亞砂土、碎石土等松散殘坡積物，巖體結(jié)構(gòu)疏松，常構(gòu)成滑坡的滑動層，易產(chǎn)生滑坡、滑塌等地質(zhì)災(zāi)害。

3.滑坡災(zāi)害特征

3.1滑坡邊界及規(guī)模

根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查，達(dá)地民族學(xué)校發(fā)育有兩個滑坡，其邊界及規(guī)模特征如下：

HP1：總體呈不規(guī)則狀，縱長140m，平均寬度100m，滑體平均厚度10m，滑體方量約14x10m3，主滑向為285°，該滑坡屬中型中層基巖順層滑坡。滑坡前緣為沖溝，沖溝深5m，寬8m，剪出口位于沖溝底部，滑坡后緣位于移動塔信號塔附近，有明顯的張拉裂縫，裂縫長10m～20m，滑坡左側(cè)緣為山脊，右側(cè)緣為溝谷，位于停車場一帶。

HP2：該滑坡平面上呈馬蹄狀，后緣寬度小，前緣寬度大，平均寬度120m，縱長100m，滑體平均厚度6.5m，滑體方量約7.2x10m3，主滑向為155°，該滑坡屬小型中層基巖Jl頃層滑坡。滑坡前緣為沖溝，沖溝深5m，寬7m，剪出口位于沖溝底部，滑坡后緣位于學(xué)校籃球場，有明顯的張拉裂縫，且發(fā)育多條，裂縫長3m～15m，滑坡左側(cè)緣為斜坡，右側(cè)緣為山脊。

3.2滑坡變形特征

研究區(qū)地表開裂現(xiàn)象十分普遍，裂縫延伸發(fā)育方向5°～175°，長度在2m以上，寬度均在0.5em以上，大多數(shù)開裂于水泥地面，少部分開裂于土體中。裂縫性質(zhì)大多為張拉裂縫，裂縫DL1-DL6的延伸方向總體約55°，與滑坡HP2的主滑動方向垂直，而裂縫DL7-DL8的延伸發(fā)育方向總體約165°，與滑坡HP1的主滑動方向垂直，故在判定滑坡的數(shù)量、規(guī)模、邊界等特征時，分作HP1、HP2兩個滑坡來闡述。

從空間分布上來看，滑坡的變形主要集中在HP1、HP2這兩個滑坡的中后部，這是由于受地形條件和滑體厚度差異性的控制所致，滑坡的中后部地形較陡而且多緩平臺和陡斜坡，滑體的厚度差異大，而滑坡的前緣比較平坦，故滑坡的中后部更容易出現(xiàn)變形。滑坡的變形不僅出現(xiàn)在中后部，在暴雨季節(jié)滑坡的前緣也存在土體蠕滑、垮塌等現(xiàn)象，只是不如滑坡中后部明顯，而且不論是滑坡前緣還是滑坡中后部，只要是在暴雨季節(jié)，滑坡的變形就發(fā)展加快，特別是滑坡的中后部，在陡斜坡的頂部最容易出現(xiàn)地面開裂、裂縫加寬甚至土體垮塌等現(xiàn)象。滑坡的變形存在于滑坡的各個部位，故可判定滑坡的變形屬于整體變形，在暴雨條件下，滑坡的整體變形速度加快，在局部地段由于受地形或滑體厚度差異的控制作用，滑坡的變形更為突出明顯。

滑坡變形以地表開裂變形為主，滑坡處于整體加速變形階段，滑坡受大氣降雨的影響作用顯著，遇到暴雨滑坡變形加劇，滑坡發(fā)生整體失穩(wěn)滑動的可能性較大。

3.3滑坡巖土體特征

研究區(qū)2個滑坡體發(fā)育在同一斜坡上，其具有相同的地質(zhì)背景，巖土體工程、環(huán)境地質(zhì)條件具有一致性。

滑體：滑體的平均厚度約8m，主要有第四系松散殘坡積物，體積約占滑體的50%，二是清水江組砂巖強風(fēng)化層，占滑體體積的50%。第四系松散殘坡積層成分以棱角狀變余砂巖風(fēng)化殘積碎塊以強風(fēng)化泥巖為主；清水江組強風(fēng)化砂巖，呈灰綠色，結(jié)構(gòu)松散，透水性較好，含少量水分，暴露在空氣中容易崩解破碎。

滑面：為清水江組砂巖強風(fēng)化層與中風(fēng)化層的結(jié)合層位，物質(zhì)成分為細(xì)至中砂，有少許粘性，物質(zhì)結(jié)構(gòu)疏松，富含水分，呈軟塑至流塑狀，厚度3cm～10cm，接觸面呈折線狀，與中風(fēng)化巖層面有一定夾角，傾向基本與巖層傾向一致，傾角略緩于巖層傾角。

滑床：清水江組地層，巖性為灰色、深灰色厚層至塊狀變余凝灰質(zhì)粉一細(xì)砂巖，節(jié)理裂隙輕微發(fā)育，巖體的完整性較好，巖心多為柱狀、長住狀，局部可見鐵質(zhì)浸染，浸染斑紋直徑一般在1cm左右，區(qū)域巖層產(chǎn)狀為250°-280°<5°-10°。

4.滑坡成因及發(fā)展趨勢

4.1滑坡成因

綜合分析論證，達(dá)地鄉(xiāng)達(dá)地民族學(xué)校滑坡的成因主要由地形地貌、巖土組夠關(guān)系及大氣降雨等。

地形地貌：滑坡所在區(qū)域整體為斜坡地貌，斜坡整體坡度20°，坡體上的表層松散物質(zhì)容易沿斜坡向坡底運動，滑坡的前緣由于為一沖溝，高陡空曠，為松散物質(zhì)向主變形方向發(fā)生滑移提供了空間，易發(fā)生垮塌、滑移等。

巖土組構(gòu)：滑坡滑體物質(zhì)為第四系松散殘坡積物及強風(fēng)化巖層，滑體物質(zhì)松散破碎，最大厚度達(dá)10m之多，而下伏基巖相對完整，松散物質(zhì)易沿下伏基巖巖礎(chǔ)面向坡底發(fā)生滑動變形；而且，研究區(qū)基巖傾向和坡體坡向一致，為順向坡，加之坡體表層物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散，形成滑坡和發(fā)生滑坡的可能性很大。

大氣降雨：研究區(qū)大氣降雨量豐富，在雨水充足的季節(jié)，大氣降雨滲入坡體轉(zhuǎn)化為地下水，不僅增加了坡體自身的重量，也加快了軟弱結(jié)構(gòu)面（巖土接觸界面）的形成和貫通，有利于滑坡的變形，由于滑體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散且賦水性好，下伏基巖結(jié)構(gòu)完整，為相對隔水層，大氣降雨在滑體和滑床的接觸界面過多的富集，會大大降低滑坡的穩(wěn)定性。

總之，達(dá)地鄉(xiāng)達(dá)地民族學(xué)校滑坡主要是由地形地貌、不利的巖土體組合、大氣降雨等自然因素形引發(fā)，屬于自然地質(zhì)災(zāi)害。

4.2地質(zhì)災(zāi)害發(fā)展趨勢

穩(wěn)定性計算顯示達(dá)地中學(xué)滑坡在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡整體的穩(wěn)定性較差，受降雨的影響滑坡穩(wěn)定性會大幅度降低，滑坡天然狀態(tài)安全儲備不大，研究區(qū)大氣降雨豐富，在遇到暴雨或持續(xù)性降雨天氣，有可能整體失穩(wěn)形成大規(guī)模地質(zhì)災(zāi)害，隨著地質(zhì)環(huán)境條件的惡化，滑坡的變形速度將會進一步加劇，滑坡的危險性大。

4.3地質(zhì)災(zāi)害危害

研究區(qū)滑坡威脅范圍較大，危害人數(shù)眾多，同時還威脅到主干道等重要公共基礎(chǔ)設(shè)施，鑒于地質(zhì)災(zāi)害目前的整體穩(wěn)定性較差，一旦滑坡發(fā)生整體失穩(wěn)，將會給當(dāng)?shù)貛碇卮蟮慕?jīng)濟損失和不良的社會影響。總之，達(dá)地民族學(xué)校滑坡的存在，已經(jīng)嚴(yán)重影響了學(xué)校師生的正常教學(xué)活動和當(dāng)?shù)厝罕姷纳a(chǎn)生活，其危害性非常大。

5.結(jié)論與建議

5.1結(jié)論

（1）達(dá)地鄉(xiāng)民族學(xué)校共發(fā)育兩個滑坡，即HP1和HP2，屬松散層滑坡，滑體物質(zhì)成分主要為第四系松散殘破積物和強風(fēng)化變余砂巖，兩個滑坡滑體物質(zhì)總方量21.2x10m3，整體屬于中型滑坡。

（2）通過對地質(zhì)災(zāi)害進行穩(wěn)定性計算及分析，得知達(dá)地鄉(xiāng)民族學(xué)校兩個滑坡在天然狀態(tài)下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡在天然狀態(tài)下的安全儲備不高，在遇到連續(xù)性降雨天氣，滑坡的穩(wěn)定性急劇降低，有整體失穩(wěn)滑動的危險。

（3）通過對滑坡成因分析論證，得知研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要是由地形地貌、不利的巖土體組合、大氣降雨等自然因素形成的，屬于自然地質(zhì)災(zāi)害。

（4）達(dá)地民族學(xué)校滑坡威脅學(xué)校師生和當(dāng)?shù)鼐用瘢碌奈：π浴⑽ｋU性大，滑坡防治工程等級為I級。

5.2防治建議

（1）建議在滑坡變形明顯區(qū)段和危險區(qū)段設(shè)置警示牌，同時向廣大師生和居民開展地質(zhì)災(zāi)害預(yù)防基礎(chǔ)知識，提高全民防災(zāi)害意識。

（2）建議職能部門滑坡地質(zhì)災(zāi)害避險應(yīng)急預(yù)案，同時加強滑坡重點變形區(qū)域的監(jiān)測、觀測，并將監(jiān)測、觀測數(shù)據(jù)結(jié)果及時定期向上級責(zé)任部門匯報，并在恰當(dāng)?shù)臅r間啟動地質(zhì)災(zāi)害避險應(yīng)急預(yù)案。

（3）建議在遇到連續(xù)性降雨天氣時，學(xué)校組織全體師生停止一切教學(xué)活動。應(yīng)盡快開展滑坡區(qū)地質(zhì)災(zāi)害永久性的治理工作。

（5）建議在滑坡前緣設(shè)置抗滑樁或擋土墻等進行整體支擋，在局部危險地段可采用預(yù)應(yīng)力格構(gòu)錨進行局部支護，另外可以在滑坡的外圍設(shè)置截排水溝，以阻止滑坡外圍水體向滑坡區(qū)內(nèi)滲透匯集。