淺談滑坡的地質(zhì)勘察與調(diào)查

孫 杰

(鐵道第三勘察設(shè)計(jì)院，天津 300251)

著重介紹在初測(cè)過程中的滑坡調(diào)查及勘探。

初測(cè)階段滑坡勘察，應(yīng)在航片判釋的前提下，進(jìn)行充分的地質(zhì)調(diào)查，再輔以綜合勘探，查明滑坡類型、范圍、性質(zhì)、形成原因及危害程度，判明滑坡的穩(wěn)定程度，確定線路繞避滑坡方式或通過滑坡的部位及整治方案。

1 滑坡的成因條件及判別要素、特征、標(biāo)志

1.1 滑坡形成主要條件

(1)地形與地貌條件

易匯集地表水和地下水的洼地斜坡地段;易受流水沖刷和掏蝕的山區(qū)河流凹岸緩坡地段;由堆積土組成的上陡下緩，下伏基巖面向坡外傾斜的斜坡地段;黃土塬邊及黃土地區(qū)高階地前緣的緩坡地段等。

(2)地層條件

具備貯水構(gòu)造、聚水條件和下部地層有隔水軟弱面時(shí)下列地層易形成滑坡:易于風(fēng)化或遇水易軟化的軟質(zhì)巖層;雖為硬質(zhì)巖，但夾有軟弱夾層;上部松散，下部致密的黏性土、膨脹土地層或各種成因的堆積黏性土地層。

(3)地質(zhì)構(gòu)造條件

當(dāng)存在傾向斜坡，傾斜度較陡的斷層面、巖層層理面、不整合面，連通性較好的節(jié)理面、褶曲兩翼的傾斜面及其他軟弱結(jié)構(gòu)面時(shí)，易沿這些結(jié)構(gòu)面形成滑坡。

(4)自然因素

氣候、水、地震等作用。

(5)人為因素等。

1.2 滑坡野外調(diào)查判識(shí)的主要特征

(1)形態(tài)特征

呈圈椅狀和馬蹄狀環(huán)形谷;后緣有陡壁及順坡擦痕;上部有弧形拉張裂縫;中部坑洼起伏，常有鼻狀凸丘或多級(jí)平臺(tái);前緣有鼓丘并常有鼓張扇形裂縫;滑坡體兩側(cè)可見羽狀裂縫及多形成溝谷，并有雙溝同源現(xiàn)象。有的滑坡體上還有積水洼地、馬刀樹、醉漢林、房屋傾斜開裂等現(xiàn)象。

(2)地層標(biāo)志

地層的整體性因滑坡而被破壞，有擾動(dòng)現(xiàn)象;巖層層位、產(chǎn)狀或構(gòu)造與外圍不連續(xù)，有時(shí)巖層層序倒置或重疊;常有泥土、碎屑填充或未被填充的張性裂縫。

(3)水文地質(zhì)標(biāo)志

斜坡體含水層的原有狀況被破壞，滑坡體成為單獨(dú)的含水體;水文地質(zhì)條件變得特別復(fù)雜，如潛水位不規(guī)則，流向紊亂;在滑動(dòng)帶前緣常有成排泉水溢出。

1.3 滑坡調(diào)查

滑坡野外地質(zhì)調(diào)查以調(diào)繪為主，查清巖層產(chǎn)狀、結(jié)構(gòu)裂隙面要素、分布范圍并作出對(duì)工程影響的判斷。調(diào)查采用遠(yuǎn)觀近察的方法，遠(yuǎn)觀觀察滑坡外形特征，如后緣形狀、后緣附近拉張裂縫、坡體中間丘狀鼓起及階梯狀平臺(tái)、前緣鼓張扇形裂縫等;近查以觀察滑坡周圍地層標(biāo)志為主，如與外圍巖層層位是否連續(xù)，是否存在地層錯(cuò)動(dòng)或倒置，后緣處是否存在積水洼地，兩側(cè)沖溝內(nèi)是否存在滑動(dòng)面等。同時(shí)了解大面積地表滑坡、房屋、道路等構(gòu)筑物的變形等。

2 103號(hào)滑坡的調(diào)查與勘察

該滑坡位于呂梁山西坡，黃土高原東部邊緣地帶，屬低中山區(qū)，山體上部多覆蓋厚層黃土。受長期水流侵蝕和切割作用，形成以黃土梁、峁和深切沖溝為主的典型黃土丘陵地貌，地形起伏且凌亂破碎;水土流失非常嚴(yán)重，溝壑縱橫，地表植被稀少，交通不便。沿線經(jīng)調(diào)查滑坡160多處，多為順層中厚層狀土質(zhì)滑坡，滑坡形成的年代不等，少數(shù)現(xiàn)在仍存在滑動(dòng)跡象。103號(hào)滑坡的平面位置及勘探點(diǎn)布置見圖1。

圖1 103號(hào)滑坡平面

2.1 滑坡特征要素

滑坡壁呈“圈椅”狀，后壁傾角70°～80°，坎高20～22m，頂部覆蓋新黃土，下部為第三系粉質(zhì)黏土?；轮芙?滑坡后緣在山坡上粉質(zhì)黏土陡壁前緣，滑坡體兩側(cè)以變形土體為界，滑坡前緣可見多條鼓脹性裂縫，經(jīng)雨水沖刷深切成溝。滑帶以下部風(fēng)化基巖面為標(biāo)志層面，在滑體下部主要與全風(fēng)化砂泥巖直接接觸，巖體破碎，透水性較強(qiáng)，易形成富水層，且砂泥巖巖性遇水易軟化，在地下水增多時(shí)，易沿風(fēng)化基巖層面下滑?；卤谝韵拢匦瓮蝗晦D(zhuǎn)折，變得相對(duì)平緩，滑坡臺(tái)地呈臺(tái)階狀，臺(tái)階長約200～210m，寬約650m，臺(tái)階高差約24m，滑坡臺(tái)地展布方向與主滑方向基本一致;經(jīng)調(diào)查與勘探確認(rèn):滑動(dòng)面形態(tài)上部陡，中下部趨緩，總體呈圓弧狀。

2.2 滑坡形成的機(jī)理

①滑坡區(qū)屬剝蝕中低山山前陡坡地帶，坡角約30°～40°。下伏地層為(P2s)砂泥巖緩傾地層，巖層產(chǎn)狀258°∠6°。因巖層傾向與斜坡傾向大體一致易引起上覆地層順層面滑動(dòng);河道掏蝕形成臨空面，破壞坡體的平衡條件，在自重力作用下，使上部巖體沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生應(yīng)力松弛，引發(fā)坡體的下滑。

②山體斜坡下覆基巖為砂、泥巖，軟硬不均，存在差異風(fēng)化，下部砂巖性質(zhì)較好，風(fēng)化程度低，透水性差，形成一個(gè)相對(duì)阻水面;而上部全風(fēng)化泥巖巖體破碎，力學(xué)性能差，抗剪強(qiáng)度低，遇水易軟化;泥巖之上覆蓋厚層—巨厚層新黃土及粉質(zhì)黏土，客觀上具備上重下軟(滑)的條件。

③水對(duì)斜坡土石的作用，是形成滑坡的重要條件?；聟^(qū)水文地質(zhì)條件較簡單，上部土體及全強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度大，結(jié)構(gòu)較松散，孔隙度較大，滲透性好，大氣降水能快速向下滲流，直接補(bǔ)給松散巖類孔隙水，孔隙潛水下滲補(bǔ)基巖裂隙水。區(qū)域地下水補(bǔ)給源相對(duì)較單一，主要接受大氣降水補(bǔ)給，儲(chǔ)量隨季節(jié)和降水動(dòng)態(tài)變化。當(dāng)水滲入下部砂巖、泥巖全風(fēng)化帶后，不但可以增大整個(gè)巖體的下滑力，而且可以迅速改變?nèi)L(fēng)化砂巖的性質(zhì)，降低其抗剪強(qiáng)度，從而起到“潤滑劑”的作用。

④降雨是滑坡體形成的主要誘發(fā)條件。過量的水使土體飽和，沿剪切面孔隙水壓力過大造成了滑動(dòng)破壞的條件。滑坡需有以上各種因素的綜合作用，先在一個(gè)點(diǎn)或一個(gè)局部范圍發(fā)生剪斷破壞，然后逐漸發(fā)展形成貫通的剪切破壞面、滑動(dòng)面，在滑動(dòng)力大于抗滑力時(shí)產(chǎn)生下滑，從而形成滑坡。

2.3 滑坡的勘察

沿主滑方向布置1條斷面，共完成3個(gè)鉆孔。主滑方向工程地質(zhì)縱斷面見圖2。

2.4 滑坡的類型

滑坡縱長約450m，平均寬度約550m，滑體面積約247 500m2，滑體平均厚度 14.0m，體積約3 465000m3，主滑方向260°?；麦w積屬巨型滑坡，依據(jù)滑動(dòng)面埋藏深度屬中厚層滑坡，滑坡體的滑動(dòng)方向與下伏巖層傾向基本一致，此滑坡為順層滑坡，按滑動(dòng)的力學(xué)性質(zhì)推斷為牽引式活動(dòng)滑坡。

3 結(jié)束語

在滑坡的調(diào)查中宜采用遠(yuǎn)觀近查的方法，遠(yuǎn)觀核對(duì)滑坡的野外形態(tài)特征，近查核對(duì)地層標(biāo)志、水文地質(zhì)標(biāo)志及側(cè)溝溝壁是否存在明顯滑動(dòng)面，同時(shí)采用訪問的形式獲取滑坡的直接證據(jù)。再輔以綜合勘探，確定滑動(dòng)面位置、滑坡體厚度等。根據(jù)調(diào)查、勘探的成果，綜合分析滑坡形成的機(jī)理、類型、穩(wěn)定程度、危害程度等。巨型、大型滑坡線路應(yīng)繞避，當(dāng)無法繞避時(shí)應(yīng)選擇在危害較小段落大角度通過，同時(shí)在詳勘階段還應(yīng)加強(qiáng)勘探，進(jìn)而確定防治的措施。

圖2 主滑方向工程地質(zhì)縱斷面(I－I')

［1］鐵道第一勘測(cè)設(shè)計(jì)院．鐵路工程地質(zhì)手冊(cè)［M］．北京:中國鐵道出版社，1998

［2］TB10012—2007 鐵路工程地質(zhì)勘察規(guī)范［S］

［3］TB10027—2001 鐵路工程不良地質(zhì)勘察規(guī)程［S］

［4］TB10041—2003 鐵路工程地質(zhì)遙感技術(shù)規(guī)程［S］

［5］馬麗．論工程滑坡的成因與防治［J］．西部探礦工程，2003(5)

［6］曹雄．西康鐵路增建二線太峪滑坡勘察［J］．鐵道勘察，2007(6)