重庆市万州区天城团石板滑坡发育特征及稳定性评价

2017-04-13李永军

地下水 2017年4期

关键词：滑面石板滑坡

李永军

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

重庆市万州区天城团石板滑坡发育特征及稳定性评价

李永军

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆乌鲁木齐 830091)

在查明研究区滑坡地质灾害基本地质条件的基础上，对区内岩质崩塌地质灾害的发育特征进行了总结和分析，并运用极限平衡法对滑坡地质灾害的稳定性进行了评价。研究结果表明：研究区位于长江左岸，微地貌属枇杷坪滑坡的堆积地貌；该滑坡为一堆积层深层牵引式滑坡，后缘有拉裂缝，滑面基本贯通，滑坡处于强变形阶段；根据评价结果，该滑坡在工况7条件下，滑坡整体均处于稳定状态；而在8工况条件下，滑坡处于欠稳定状态。

万州区；滑坡；发育特征；稳定性评价

团石板滑坡位于重庆市万州天城区北东侧的枇杷坪一带，与万州江南新区开发区隔江相望。东南侧与巨鱼沱滑坡相邻，西南侧与康家坡滑坡相接。行政区划隶属天城管委会枇杷坪办事处。团石板滑坡区为万州区规划并已开始实施的移民迁建区。本文在对研究区团石板滑坡灾害野外实地调查基础上，结合并参考相关研究成果[1-5]，对研究区团石板滑坡的地质环境和发育特征进行分析和评价，并运用极限平衡法对滑坡的稳定性进行了评价，可以为滑坡治理工程可研提供必要的地质资料，进而保障滑坡区人民生命财产的安全。

1 研究区地质环境分析

1.1 地形地貌

滑坡区地势北高南低、东高西低，坡面波状起伏，斜坡中前部有两级宽缓台地，整个坡面微向南倾，平均坡度8°～20°。以团石板沟为界，北东部与南西部地貌形态明显不同。南西部相对平坦，缓缓微倾；北东部条形“洼地”与“垄丘”相间平行展布，从平面上看出依次“三丘三洼”的地貌景观。

1.2 地层岩性

研究区主要分布地层有第四系全新统和侏罗系中统上沙溪庙组。

(1)第四系全新统。区内主要有滑坡堆积层和人工填土层两种类型分布。其中人工填土由粉质粘土、砂岩与泥岩碎块及少量的建筑垃圾(混凝土、碎砖块)、生活垃圾等组成，主要分布于变形体区内企事业单位及居民住宅区。而滑坡堆积层主要为粉质粘土，成分主要为粘粒，次为粉粒，呈可塑——硬塑状态，光滑，无摇振反应，韧性及干强度中等。

(2)侏罗系中统上沙溪庙组主要出露于滑坡前缘及公路开挖后有零星出露。据钻孔揭露和露头观察资料，其岩性主要由砂质泥岩与砂岩层组成。其中砂岩为中风化岩质致密、坚硬，敲击声脆，耐风化性能好，属较硬岩类，基本质量等级为III级。而砂质泥岩属软质岩，岩体基本质量等级为IV级，但岩石耐风化性能差，风干易碎裂、崩解，遇水易软化。

1.3 地质构造及新构造运动

研究区隶属于新华夏系四川沉降带川东褶皱束万县弧形构造带万县复向斜万县向斜北段之东南翼轴部，北临铁锋山背斜，南临方斗山背斜。轴部舒缓开阔，构造简单，无大的断层存在。岩层主要由侏罗系中统上沙溪庙组质泥岩及砂岩组成。岩层产状平缓，产状330°∠7°。团石板位于万县向斜的南东翼，翼部宽缓，岩层产状近于水平。地域内未发现断层，但基岩裂隙较发育，裂隙率为0.47%～2.78%，共发育有四组裂隙。

1.4 水文地质条件

区内地下水类型按赋存条件，主要是松散岩类孔隙水、滑坡碎裂岩裂隙水和基岩裂隙水。

1.4.1 松散岩类孔隙水

该类地下水赋存于粉质粘土夹块石土中，含水层厚度变化较大，其透水、含水性较差，水量贫乏。据抽水试验，粉质粘土渗透系数非常小。斜坡上水塘星罗棋布，是当地生产生活主要水源，渗水极微，和试验资料相似，地表泉水出露不多，泉流量小，现在仅有湿地显示。钻孔抽水试验，其涌水量均小于10 t/d。局部地段块碎石有架空现象，是地表水、雨水下渗和地下水补给的主要通道，水量变化较大。水化学类型以HCO3-Ca型为主。

1.4.2 滑坡碎裂岩裂隙水

含水层主要由碎裂的泥岩、砂岩组成，厚度5～60 m不等。由于岩体破碎，含水介质空隙发育，相对含水性较好，钻孔涌水量一般10～30 t/d。除与上覆孔隙水含水层有水力联系外，碎裂岩露头较多，还接受大气降雨补给。水化学类型主要为HCO3-Ca型，其次为HCO3-Na+Ca型或HCO3-Ca+Na型，总矿化度多小于0.7 g/L。

1.4.3 基岩裂隙水

含水层主要由泥岩、砂岩或其互层组成，据前人资料：泉流量一般为.02～0.08 L/s，长石砂岩中泉流量稍大，可达到0.12 L/s,是当地居民生活用水和农灌水源。

基岩裂隙水矿化度低，pH=6.5～7.8，水化学类型多属HCO3-Ca、HCO3-Ca+Mg型。

1.4.4 地下水补给、径流、排泄条件

根据资料分析，团石板滑坡地下水未形成统一地下水位，由于坡体结构是两级平台，两个平台未能形成统一地下水位线。水位埋深变化较大，后缘25～40 m，前缘5～15 m。水位线比较平缓，倾角<5°。地下水主要靠降雨和后缘基岩地下水补给，其次为坡体上水塘的微弱补给。斜坡上冲沟发育，切岩相对较深，水文网纵横展布，降雨丰沛，但多形成地表径流排泄，部分渗入补给地下，地下水就地迳流、排泄于地势较低处。

1.5 人类工程活动

近年来随着城市移民搬迁及基础设施大规模建设，人类工程活动空前活跃，特别是长江二桥及东西引道相继开挖，施工过程中的爆破和人为削坡在滑坡前缘形成了新的临空面，使开挖边坡坍塌变形，逐步向上部拉裂发展，形成数条裂缝，特别是在暴雨之后和施工爆破中，地表及房屋变形加剧。

2 研究区滑坡发育特征分析

2.1 滑坡地形地貌

研究区位于长江左岸，微地貌属枇杷坪滑坡的堆积地貌。地形上西、北高，东、南低，勘查最低高程为214 m，最高高程为264 m，高差50 m。前缘临江地形较陡，自然坡度25°～50°，下部陡坎处基岩出露。中、后缘地形平缓，多为阶梯式台地分布，按高程可分为五级台地，平均坡度约8°～10°。地表分布有零乱的孤石和大小不等的池塘，东侧团石板冲沟呈“V”字形延伸较远，切割深度2～5 m左右，沟宽0.8～10 m，从北向南发育，沟内常年流水(多为居民生活废水)，流量20.00 L/S。地表大部分被开垦为耕地，少部分为民宅和近期移民还房用地等。

2.2 滑坡体空间形态特征

团石板滑坡位于枇杷坪滑坡中部，地处长江北岸，岸坡顺长江展布，地面标高214～264 m。滑坡区地势是北高南低，坡面起伏，斜坡中部有两级平台，整体平均坡度8°～10°左右。

高程214～225 m为陡坎，或陡坡，陡坎高度<10 m，陡坡一般35°;高程223～264 m为缓坡，坡度<10°。缓坡地段的“坪”，特别是北部一带，是规划中的开发移民区域。以团石板沟为界，东部与西部地貌形态明显不同：西部相对平坦，宽300 m，前缘江边呈陡坎，东部条形“洼地”与“垄丘”相间平行展布，宽500 m，沿斜坡剖面呈“三丘三洼”地貌景观，被认为是滑移拉裂陷落所致。“洼地”长250～500 m，宽50～150 m，相对深3～15 m，成半封闭状，有较多水塘分布，人称滑坡后缘“拉裂槽”。

坡面上冲沟较发育，大多数切割不深，唯有团石板沟较深，在滑体下部(罐头厂处)切至基岩，冲沟发育方向呈北西至南东向。团石板滑坡平面形态为弧形，后部为枇杷坪街道，坡度10°，前缘为土质斜坡，东侧为团石板冲沟，西侧界限根据地表变形及滑坡台阶宽度变化确定。滑坡纵向长300 m，横向宽约400 m，剪出口高程约218～223 m，后缘高程264 m；滑体厚约20.0 m，平面分布面积120 000 m2，总体积240×104m3，主滑方向140°。

2.3 滑床物质组成及结构特征

根据勘查资料，滑床物质组成为紫红色粉砂质泥岩、泥质砂岩，在勘查区普遍见有此层，总体厚度变化为：北东厚南西薄，后缘厚，前缘薄。裂隙发育，成似层状基岩产出。滑动岩体表面可见次级滑面和磨光角砾，砾石表面和包裹的泥面光泽似镜。

3 研究区滑坡稳定性评价

3.1 计算公式

本文对研究区滑坡稳定性评价采用极限平衡法。结合滑坡变形特征，滑坡体滑动面为折线，按《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求》中折线滑动法计算。

(1)

式中：Fs为滑坡稳定性系数；ψi为传递系数；Ri为第i计算条块滑体抗滑力(kN/m)；Ti为第i计算条块滑体下滑力(kN/m)；Ni为第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力(kN/m)。

3.2 计算模型

该滑坡的稳定性计算选取1-1’、2-2’、3-3’三条纵剖面作为计算模型，通过收集的大量该地区滑坡勘查资料显示团石板滑坡总体沿岩土界面不滑动，通过本次勘查揭露基岩面情况为水平状且局部地段基岩面呈反倾状。

(1)1-1’剖面滑面的确定：通过地表调查医院内建筑基本无变形开裂情况，因此该滑面的后缘位置确定在强变形区内(该滑面后缘起点处有变形开裂情况)，我院施工的SJ1施工到4m时，粉质粘土夹碎块石如流塑状向井内涌出，土压力将该竖井钢筋混凝土护壁挤压变形。根据上述原因，判定1—1’剖面后部滑面的位置。

(2)2-2’剖面滑面的确定：该滑面后缘起点的确定是根据地表调查裂缝情况确定的，该滑面经过ZK6孔深度处，为饱和状粉质粘土夹碎石，土体呈软塑状，有扰动痕迹。根据上述原因判定该滑面位置。

(3)3-3’剖面滑面的确定：滑面后缘起点的确定是根据地表调查裂缝情况确定的，滑面深度的确定是根据ZK11孔滑面经过处粉质粘土夹碎块石呈饱和、软-可塑状，根据经验砂岩孤石下方土体松散、力学性质差。根据上述原因综合确定滑面的位置。

(4) 剪出口的确定：剪出口是根据变形情况结合地形条件确定的剪出口。1-1’剖面剪出口高程为219.2 m，2-2’剖面剪出口高程为218.35 m，3-3’剖面剪出口高程为222.7 m。

3.3 计算工况

根据现状特点，整个滑坡区处于175 m水位线上，因此三峡水库蓄水后，对该滑坡无影响，稳定性分析按现状天然条件、暴雨导致土体饱和等影响因素进行工况选择。

滑坡稳定性分析选以下两种工况组合：

(1)工况7：自重+建筑物附加荷载；

(2)工况8：自重+暴雨+建筑物附加荷载。

3.4 计算结果评价

根据上述公式及计算模型，选取1-1’、2-2’、3-3’三条纵剖面，对不同工况及不同位置的稳定性计算，对滑坡体稳定性进行分析评价。通过计算：在工况7条件下，滑坡整体均处于稳定状态；而在8工况条件下，滑坡处于欠稳定状态。因此，在人类工程活动持续影响下，在暴雨作用下将引起失稳，产生滑移。这将对附近企事业单位、居民及基础设施建设造成很大危害。