貴州省鎮(zhèn)寧縣許荒滑坡成因機(jī)制及穩(wěn)定性研究

摘要 貴州省鎮(zhèn)寧縣許荒滑坡位于紫云—埡都深大斷裂帶內(nèi)，且區(qū)內(nèi)滑坡眾多。該滑坡始發(fā)生于2018年6月，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約120萬(wàn)元，并嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)卮迕?5戶370人的生命和財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約2 000萬(wàn)元。通過(guò)對(duì)許荒滑坡地質(zhì)災(zāi)害地質(zhì)環(huán)境條件和滑坡特征調(diào)查，結(jié)合勘查結(jié)果對(duì)本滑坡形成機(jī)制進(jìn)行分析和穩(wěn)定性計(jì)算評(píng)價(jià)，提出了有效防治措施。以供參考。

關(guān)鍵詞 滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；特征；成因機(jī)制；穩(wěn)定性；防治措施

中圖分類號(hào)：P642.22 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：2095–3305（2023）05–0185-03

Study on Genetic Mechanism and Stability of Xuhuang Landslide in Zhenning County， Guizhou Province

Liu Yong et al（Fifth Corps of Guizhou Nonferrous Metals and Nuclear Industry Geological Exploration Bureau， Anshun， Guizhou 561000）

Abstract Xuhuang landslide in Zhenning County， Guizhou Province is located in the Ziyun-Yadu deep fault zone， and there are many landslides in the area. The landslide began in June 2018， causing a direct economic loss of about 1.2 million yuan， and seriously threatening the lives and property safety of 370 people in 75 local households， with a potential economic loss of about 20 million yuan. This time， through the investigation of geological hazard geological environment conditions and landslide characteristics of Xuhuang landslide， combined with the exploration results， the formation mechanism of the landslide is analyzed and the stability is calculated and evaluated， and effective prevention measures are proposed. It has certain reference value for the prevention and control of landslide geological hazards in the area.

Key words Landslide; Geological hazards; Features; Genetic mechanism; Stability; Prevention and control measures

貴州省鎮(zhèn)寧縣許荒滑坡位于鎮(zhèn)寧縣六馬鎮(zhèn)許荒，該村莊為布依族聚居村莊。2018年6月，鎮(zhèn)寧縣六馬鎮(zhèn)許荒村寨中部溪溝兩側(cè)各發(fā)育了1個(gè)滑坡（對(duì)北東側(cè)滑坡進(jìn)行研究），始發(fā)生時(shí)，滑坡體坡面和房屋墻體出現(xiàn)多條拉張裂縫。至當(dāng)年10月裂縫規(guī)模持續(xù)增大，并破壞了3戶居民房屋結(jié)構(gòu)安全，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約120萬(wàn)元。并嚴(yán)重威脅和危害當(dāng)?shù)卮迕?5戶370人的生命、財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約2 000萬(wàn)元。其中，直接威脅滑坡中部和后緣33戶121人的生命和46棟房屋財(cái)產(chǎn)安全；間接威脅滑坡體側(cè)緣附近分布的42戶254人的生命和59棟房屋財(cái)產(chǎn)安全。當(dāng)?shù)卮迕駷椴家雷澹?jīng)濟(jì)收入為蜂糖李、四月李、芭蕉和芒果等，該滑坡地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重制約了當(dāng)?shù)亟?jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展。

1 滑坡基本特征

1.1 滑坡類型及特征

滑坡區(qū)地形為上部緩、下部較陡的臺(tái)階狀凸形斜坡，自然坡度10～25°。主滑方向約320°，滑坡規(guī)模長(zhǎng)約130 m，寬約80 m，工程揭露厚度2.0～8.0 m，滑坡體體積約6.2×10⁴ m3。該滑坡屬小型淺層牽引式土質(zhì)滑坡[1]。

1.2 滑坡邊界特征

滑坡后緣處于斜坡中部最后緣居民房屋緩坡一線，中后緣地面及村民房屋發(fā)育有6條近平行拉張裂縫，發(fā)育密度約20條/km2，走向50～80°，長(zhǎng)度20～45 m；滑坡右側(cè)緣表現(xiàn)為多條拉張裂縫，長(zhǎng)度10～20 m，走向360°左右；左側(cè)緣為常年性溪溝，溝切深2.0～2.8 m，溝岸見(jiàn)少量牽引式滑塌；前緣處于左側(cè)溪溝深切段和通村公路切方邊坡一帶，臨空面發(fā)育，高3.0～5.5 m，主要表現(xiàn)為溪溝岸牽引滑塌和公路路面鼓脹突起。

1.3 滑坡物質(zhì)及特征

（1）滑體。滑體為第四系（Q4）淺黃色殘坡積黏土夾碎石，呈可塑狀態(tài)，結(jié)構(gòu)稍密，碎石含量5%～10％，碎石巖性為強(qiáng)風(fēng)化砂巖、粉砂巖，呈次菱角狀，厚度2.0～8.0 m，滑坡體底部靠近滑移帶土體含水量較高，工程地質(zhì)性質(zhì)差。

（2）滑帶土。滑帶土為第四系（Q4）黑褐色黏土，該段土體含水飽和，呈軟塑狀態(tài)，含水飽和，厚10～25 cm，滑帶土為黏土，黑褐色，軟塑狀態(tài)，含水飽和，連續(xù)性較好，工程地質(zhì)性質(zhì)極差。

（3）滑床。滑床為三疊系中統(tǒng)邊陽(yáng)組（T2b）灰褐色薄層狀強(qiáng)—中風(fēng)化粉砂巖和中風(fēng)化長(zhǎng)石砂巖，其中，粉砂巖分布不連續(xù)，下伏長(zhǎng)石砂巖分布連續(xù)。下部為灰色中厚層狀長(zhǎng)石砂巖，主要呈中風(fēng)化，巖體較完整，滑床主要為粉砂巖，局部為長(zhǎng)石砂巖，工程地質(zhì)性質(zhì)一般至較好。

1.4 滑坡變形特征

現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)該區(qū)曾發(fā)生過(guò)一次大規(guī)模老滑坡。并據(jù)走訪調(diào)查，滑坡后緣約8年前暴雨后發(fā)育一條長(zhǎng)裂縫，說(shuō)明該滑坡孕育時(shí)間較長(zhǎng)。本次事發(fā)時(shí)，滑坡體中后緣出現(xiàn)多條近平行裂縫，斷續(xù)裂縫長(zhǎng)25～30 m，監(jiān)測(cè)結(jié)果顯示裂縫一直處于變形活動(dòng)。滑坡變形從時(shí)間和空間來(lái)看，表現(xiàn)為中后緣裂縫，由于降雨于左側(cè)緣溪溝前緣出現(xiàn)小規(guī)模滑塌，當(dāng)后緣裂縫增加并增多時(shí)，前緣逐漸出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，尤其是雨季剪出口出現(xiàn)多處滲水現(xiàn)象，且嚴(yán)重渾濁。貴州省鎮(zhèn)寧縣六碼鎮(zhèn)許荒滑坡地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境地質(zhì)及勘查工程布置見(jiàn)圖1。

圖1 貴州省鎮(zhèn)寧縣六碼鎮(zhèn)許荒滑坡地質(zhì)災(zāi)害環(huán)境地質(zhì)及勘查工程布置圖

2 滑坡成因機(jī)制分析

2.1 地形地貌

該滑坡地勢(shì)總體南東高北西低，地形起伏一般，該斜坡呈前陡后緩的多級(jí)臺(tái)階狀斜坡，自然坡度10°～25°。后緣表現(xiàn)為地形明顯變緩，土層變薄。前緣為公路切方邊坡和左前緣溪溝，形成高3.0～5.5 m的臨空面[2]。

2.2 滑坡物質(zhì)條件

該滑坡主要分布第四系（Q）黏土夾碎石，結(jié)構(gòu)松散至稍密，最厚8.0m ，工程地質(zhì)性質(zhì)差。下伏為強(qiáng)—中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖和長(zhǎng)石砂巖，裂隙較發(fā)育。黏土夾碎石構(gòu)成滑坡體的主要物質(zhì)條件。

2.3 水文地質(zhì)條件

該滑坡上覆第四系（Q）黏土夾碎石，土層厚，孔隙較大，含松散孔隙水。下伏地層為泥質(zhì)粉砂巖和長(zhǎng)石砂巖，為隔水層和弱含水層，含少量節(jié)理和風(fēng)化裂隙水。滑坡體及溪溝邊發(fā)育3處泉水點(diǎn)，因此地下水埋藏較淺。該區(qū)地下水類型、埋藏條件是該滑坡形成的重要因素。

2.4 地質(zhì)構(gòu)造

該區(qū)地質(zhì)構(gòu)造屬貴州省區(qū)域紫云—埡都深大斷裂帶，處于打邦倒轉(zhuǎn)背斜北東翼附近，滑坡區(qū)褶皺發(fā)育。地層傾向北西，傾角28°～55°，屬順向坡。

2.5 大氣降雨

大氣降雨是該滑坡的重要誘因[3]，首先，大氣降雨形成的地表水不斷沖刷和淘蝕溪溝岸，造成溝岸牽引失穩(wěn)。其次，大氣降雨期長(zhǎng)期補(bǔ)給地下水，造成滑坡土體極度飽和，且地下水主要沿土巖接觸面運(yùn)移，在降低巖土物理力學(xué)性質(zhì)同時(shí)，還對(duì)上覆土體產(chǎn)生浮托力。監(jiān)測(cè)結(jié)果表明，長(zhǎng)降雨和強(qiáng)降雨后，裂縫均增寬和增長(zhǎng)。

2.6 人類工程活動(dòng)

該區(qū)為典型的斜坡山區(qū)，人類工程活動(dòng)表現(xiàn)為公路建設(shè)對(duì)斜坡體進(jìn)行切坡開(kāi)挖，村民房屋建設(shè)對(duì)坡體進(jìn)行切坡和加載。尤其是滑坡體前緣公路建設(shè)切方形成了較高的臨空面，同時(shí)中后緣建房對(duì)斜坡體進(jìn)行了不同程度的加固，且造成大氣降雨局部集中入滲補(bǔ)給地下水。

3 滑坡穩(wěn)定性分析評(píng)價(jià)

3.1 滑坡物理力學(xué)參數(shù)

（1）室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)。該滑坡為土質(zhì)滑坡，滑體、滑帶土和滑床物質(zhì)組成及其結(jié)構(gòu)特征，結(jié)合滑體土和滑帶土抗剪強(qiáng)度這2個(gè)關(guān)鍵因素的影響[4]，分別取樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)和數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)（表1）。

（2）滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)反演。按勘查相關(guān)規(guī)范要求，對(duì)滑帶土力學(xué)參數(shù)應(yīng)結(jié)合勘查資料，恢復(fù)已破壞滑坡的原有狀態(tài)，推求處于極限平衡狀態(tài)時(shí)，滑坡幾何形態(tài)參數(shù)與滑動(dòng)帶力學(xué)參數(shù)的關(guān)系，從而確定滑帶土抗剪參數(shù)。

根據(jù)勘查結(jié)果和走訪調(diào)查，發(fā)生、裂縫變形時(shí)的降雨量，結(jié)合監(jiān)測(cè)結(jié)果反映滑坡變形與降雨的關(guān)系統(tǒng)計(jì)，該滑坡天然狀況下處于安全狀態(tài)。強(qiáng)降雨和長(zhǎng)降雨期間，滑坡裂縫規(guī)模增加，且有滑動(dòng)跡象和趨勢(shì)。從而對(duì)滑坡進(jìn)行反演計(jì)算，選取最危險(xiǎn)和典型剖面1-1、2-2的滑面，結(jié)合天然工況和暴雨工況下的穩(wěn)定系數(shù)分別進(jìn)行多次反演[5]，最終確定滑帶土抗剪強(qiáng)度參數(shù)。

3.2 穩(wěn)定性計(jì)算

根據(jù)本滑坡勘查結(jié)果，該滑坡為折線型滑坡，選取主滑1-1剖面（圖2），并結(jié)合滑坡防治工程設(shè)計(jì)相關(guān)規(guī)范，采用不平衡傳遞法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，其主要計(jì)算公式如下：

3.3 穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果和評(píng)價(jià)

根據(jù)計(jì)算可知，該滑坡在天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)；在長(zhǎng)降雨或暴雨?duì)顟B(tài)下，土體達(dá)到飽和后，該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)；同時(shí)模擬計(jì)算在天然狀態(tài)遇地震情況，該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合滑坡監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，符合實(shí)際情況。

4 治理措施及效果

4.1 監(jiān)測(cè)措施

該滑坡發(fā)生后，立即設(shè)立了監(jiān)測(cè)點(diǎn)進(jìn)行人工監(jiān)測(cè)，不定時(shí)地掌握滑坡的變形和活動(dòng)。監(jiān)測(cè)點(diǎn)主要沿主滑剖面和中后緣近垂直主滑剖面布置2條監(jiān)測(cè)線，計(jì)7個(gè)監(jiān)測(cè)點(diǎn)。監(jiān)測(cè)對(duì)象為滑坡裂縫、建筑物墻體裂縫處以及可能剪出位置、泉水點(diǎn)和地下水明顯滲出點(diǎn)。監(jiān)測(cè)時(shí)間和頻率：未降雨期間每隔7 d監(jiān)測(cè)1次，降雨期間加大監(jiān)測(cè)頻率至3～5 d監(jiān)測(cè)1次，暴雨期間為3次/d。并對(duì)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)進(jìn)行綜合整理與分析，當(dāng)出現(xiàn)異常情況時(shí)，撤離區(qū)內(nèi)村民。

4.2 治理措施及效果

由于該滑坡直接威脅滑坡中部及后緣33戶121人的生命和46棟房屋財(cái)產(chǎn)安全，間接威脅滑坡體側(cè)緣附近分布的42戶254人的生命和59棟房屋財(cái)產(chǎn)安全，因此該滑坡應(yīng)該進(jìn)行工程治理。針對(duì)該滑坡為小型牽引式土層滑坡，治理措施考慮到疏排水的同時(shí)，宜采用前緣抗滑樁或抗滑擋墻，或中部抗滑樁進(jìn)行治理[6]。2020年6月經(jīng)過(guò)詳細(xì)勘查，本滑坡治理方式采用疏排水+前緣抗滑樁+左側(cè)溪溝剪出口抗滑擋墻的綜合治理方式。2022年5月完成治理施工，結(jié)合對(duì)抗滑樁和監(jiān)測(cè)點(diǎn)的監(jiān)測(cè)結(jié)果統(tǒng)計(jì)分析，該滑坡經(jīng)治理后處于穩(wěn)定狀態(tài)，治理效果良好。

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責(zé)任編輯：黃艷飛