重慶奉節(jié)鄭家門口滑坡整體穩(wěn)定性分析

曾劍華, 肖　麗, 詹　偉

(長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院,湖北 武漢　430010)

0　引言

鄭家門口滑坡位于重慶市奉節(jié)縣永樂鎮(zhèn)安渡村,長(zhǎng)江右岸岸坡。奉節(jié)新縣城長(zhǎng)江大橋南橋頭連接道路從滑坡前部通過,公路的修建將對(duì)滑體前部進(jìn)行開挖；公路的開挖是否會(huì)引起滑體整體的變形失穩(wěn),進(jìn)而影響工程的安全。本文從滑體的主要地質(zhì)條件分析入手,來判斷和評(píng)價(jià)滑體的整體穩(wěn)定性。

1　地質(zhì)環(huán)境

鄭家門口滑坡工程區(qū)地形則較為完整,西側(cè)為窯灣溝,坡體中部有無名溝,東側(cè)為水井灣溝(圖1)。岸坡下自高程90 m,上達(dá)坡頂340 m高程,相對(duì)高差250余米,地形較陡,總體坡角31°～34°,坡頂?shù)匦纹骄?坡體中部即高程180～190 m形成一緩傾平臺(tái)；平臺(tái)寬20～30 m,平臺(tái)以下斜坡坡角25°～35°,以上斜坡坡角30°～44°。坡體下部為巴東組第二段(T2b2)粘土巖、泥質(zhì)粉砂巖組成,上部為巴東組第三段(T2b3)的含泥質(zhì)灰?guī)r、泥質(zhì)灰?guī)r組成,坡面局部堆積有崩坡積層。地下水則主要由地表降雨入滲補(bǔ)給,地表、地下水經(jīng)坡面和兩側(cè)沖溝匯入長(zhǎng)江,長(zhǎng)江為該區(qū)地表、地下水的排泄基準(zhǔn)面。

2　滑坡特征

2.1　滑坡空間形態(tài)

鄭家門口滑坡位于大橋以東,西起無名溝,東至水井灣溝,平面上呈“倒鐘”型,前緣高程190 m,后緣高程297 m,平均厚度約24 m,最厚達(dá)34.2 m,面積2.04×104m2,體積約48×104m3,西側(cè)與南橋頭滑坡相匯合?；w在剖面上可以看出滑體地形坡度較陡,地形平均坡度為29°,上部平均坡度達(dá)30°～34°,中部較平緩,坡度為21°,下部滑體平均坡度33°。

2.2　滑坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征[1]

滑坡體物質(zhì)組成自上(地表)而下可分三層(圖2):

第三層含碎石粉質(zhì)粘土、土夾塊石碎石層(Qdel(ms)),不連續(xù)分布于滑坡表部,厚2.2～4.0 m。結(jié)構(gòu)較松散。

第二層塊石、碎石夾土、碎石土及碎塊石土層(Qdel(T2b3)),分布連續(xù),碎塊石成分主要為T2b3的泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r,鉆孔揭露厚度5.9～31.0 m,結(jié)構(gòu)稍密。

第一層塊石、碎塊石夾土及碎石土層(Qdel(T2b2))。鉆孔揭露厚度8.3～18.3 m,碎塊石成分為T2b2的粘土巖、粉砂質(zhì)粘土巖及泥質(zhì)粉砂巖,結(jié)構(gòu)稍密。

滑帶:位于滑體的最底部,主要為礫質(zhì)粉質(zhì)粘土,局部為含粘性土礫砂及碎石土,厚0.3～1.97 m不等,為滑坡發(fā)生時(shí)強(qiáng)烈搓滑、碾磨而成；物質(zhì)成分為泥灰?guī)r、粘土巖、泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)粘土巖。碎石粒徑<10 cm,次棱角—次圓狀,礫石粒徑5～20 mm,多呈次圓狀。在ADK4探槽中揭露滑帶厚約0.3 m,為紫紅色含粘性土礫砂。

滑床基巖主要為巴東組第二段(T2b2)紫紅色粘土巖、粉砂質(zhì)粘土巖及泥質(zhì)質(zhì)粉砂巖,高程230 m高程以上部分為巴東組第三段(T2b3)泥質(zhì)灰?guī)r、泥灰?guī)r,呈逆向坡,傾角23°～40°。受滑動(dòng)牽引的影響近滑帶巖體相對(duì)破碎且多呈強(qiáng)風(fēng)化狀。

滑床形態(tài)總體呈上陡下緩,后部滑床坡度40°～55°,中部滑床坡度15°～26°,前緣平緩坡角3°左右或反傾坡里(微反翹),傾角3°～10°。橫向上滑坡中部為一凹槽,東部切割較深,西部切割較淺。

2.3　滑坡水文地質(zhì)條件

工程區(qū)斜坡大多被第四系松散堆積物覆蓋,局部出露巴東組的粘土巖、頁巖、砂巖、粉砂巖、灰?guī)r、泥灰?guī)r等呈相間分布。由于工程區(qū)地形較陡,且東西兩側(cè)深溝沖切,地表及地下水排泄通暢,坡內(nèi)地下水埋藏較深,地下水位多埋藏在滑床下的基巖中。

滑體中的地下水主要接受大氣降水和后緣山體的側(cè)向補(bǔ)給。由于滑坡及后緣山坡的匯水面積較小,入滲滑體的水量不大,大部分沿滑體兩側(cè)沖溝匯入長(zhǎng)江;后緣山坡為逆向坡,基巖巖體中的地下水多向兩側(cè)沖溝排泄,補(bǔ)給滑體中的地下水較少,故賦存運(yùn)移于滑體中的地下水不豐富。鉆孔勘探也揭示其終孔水位均在滑帶以下(圖2),除滑坡東側(cè)緣有泉水點(diǎn)出露外,其余部位未見地下水出露,表明滑體中地下水不豐富,主要在降雨后以滲水的方式排泄。

為了解滑體的透水性,勘查中進(jìn)行鉆孔注水試驗(yàn),滑坡體表層粘土夾碎塊石層滲透系數(shù)在1×10-5～1×10-4cm/s,為微透水層；土夾碎塊石層滲透系數(shù)在1×10-4～4×10-4cm/s,為弱透水層；碎石土—碎塊石夾土滲透系數(shù)在1.29×10-4～1.20×10-3cm/s,為弱透水—透水層。

2.4　滑帶土物理力學(xué)性質(zhì)

滑帶土取樣試驗(yàn)成果表明,滑帶土主要為礫質(zhì)粉質(zhì)粘土,可塑狀,粉粒以下含量22%～66.4%,角礫以上含量一般14.7%～25%,天然含水率13.88%,濕密度22.24 kN/m3,干密度19.6 kN/m3,土石比:1∶1.19～1.64,滲透系數(shù)2.09×10-7cm/s;飽和快剪:凝聚力20.32～25.13 kPa，內(nèi)摩擦角9.6°～14.6°,反復(fù)剪殘余強(qiáng)度凝聚力11.23～18.69 kPa,內(nèi)摩擦角21.8°～22.3°。

3　滑坡變形的宏觀分析

3.1　滑坡近期變形特征

鄭家門口滑坡目前地面調(diào)查未發(fā)現(xiàn)明顯的變形跡象,僅局部出現(xiàn)變形破壞,如沿東側(cè)水井灣沖溝溝坡出現(xiàn)規(guī)模不等的坍塌。

3.2　滑坡影響因素

滑坡體處于三峽水庫正常蓄水位以上,其穩(wěn)定性不受庫水影響。影響滑坡穩(wěn)定的因素主要有兩個(gè)方面:

3.2.1人類活動(dòng)影響

長(zhǎng)江公路大橋引道從滑坡體前部通過(圖1),公路的開挖修建將改變現(xiàn)有滑坡的平衡狀態(tài),如不進(jìn)行工程處理,滑坡體前部可能出現(xiàn)變形失穩(wěn),繼而引發(fā)滑體中后部的變形或失穩(wěn),對(duì)滑體穩(wěn)定將產(chǎn)生不利影響。

圖2　滑坡地質(zhì)縱剖面示意圖

3.2.2暴雨影響

滑坡位于暴雨多發(fā)區(qū)。暴雨或較長(zhǎng)時(shí)期的連雨天氣,在地表排泄不暢的條件下,降水將滯留于滑體及周圍地區(qū),使表層土體浸泡軟化,進(jìn)而向滑體內(nèi)部入滲,導(dǎo)致滑體內(nèi)滲透水壓力驟增,或滑帶土軟化致其物理力學(xué)性質(zhì)變差,從而引發(fā)滑體變形失穩(wěn)。這往往是重大滑坡事件發(fā)生的重要因素。

3.3　滑坡穩(wěn)定性宏觀評(píng)價(jià)

鄭家門口滑坡體形成至今已歷經(jīng)較長(zhǎng)歷史時(shí)期,地形地貌及地下水與地表水系統(tǒng)均已趨于協(xié)調(diào),滑體穩(wěn)定性條件較好,在不改變其外界條件的前提下,滑體不會(huì)產(chǎn)生整體變形或失穩(wěn)?；麦w區(qū)建筑物的修筑,一定程度上改變了滑坡區(qū)原來的地質(zhì)環(huán)境,滑坡體的穩(wěn)定性亦會(huì)出現(xiàn)變化。

根據(jù)滑坡體的地質(zhì)條件、變形現(xiàn)狀,經(jīng)宏觀分析判斷認(rèn)為現(xiàn)狀下鄭家門口滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)。

4　滑坡整體穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)

滑坡整體穩(wěn)定性主要從空間形態(tài)、邊界條件、物質(zhì)組成與水文地質(zhì)特征、滑帶物質(zhì)組成、滑床形態(tài)特征、變形現(xiàn)狀、滑坡穩(wěn)定性計(jì)算成果幾方面進(jìn)行綜合分析與評(píng)價(jià)。

4.1　空間形態(tài)

滑坡體地面坡度陡,地面平均坡度達(dá)29°;滑體上部地面平均坡度31°,滑體中部地形地面平均坡度21°,滑體下部地形平均坡度33°。陡坡地形一方面對(duì)滑體穩(wěn)定不利,另一方面有利于地表水快速排泄,又有利于滑體穩(wěn)定。

4.2　邊界條件、物質(zhì)組成與水文地質(zhì)特征

勘察揭露滑體堆積厚度一般16.5～34.2 m,平均厚度約24.0 m；滑體上部小,下部大；上部厚度小,下部厚度大；滑體表層粘土夾碎塊石為微透水層,有利于阻擋地表水入滲；滑體主要為碎塊石夾土、碎石土及碎塊石土,屬弱透水—透水層,有利于地下水排泄,滑坡體重心位于中下部,有利于滑體穩(wěn)定。

4.3　滑帶

滑帶厚度一般0.3～1.5 m,最厚處1.97 m；主要為礫質(zhì)粉質(zhì)粘土,可塑狀,粉粒以下含量22%～66.4%,角礫以上含量一般14.7%～25%。土石比:1∶1.19～1.64?；瑤练植己秃穸壬系牟痪鶆?且含礫石和碎石,有利于滑體的整體穩(wěn)定。

4.4　滑床形態(tài)特征

滑坡滑床基巖高程230 m以上為巴東組第三段(T2b3)泥質(zhì)灰?guī)r,含泥灰?guī)r,以下為巴東組第二段(T2b2)紫紅色粉砂質(zhì)粘土巖與粘土質(zhì)粉砂巖互層,表層牽動(dòng)破碎帶一般厚2～5 m,巖體風(fēng)化強(qiáng)烈,部分已風(fēng)化呈土狀。巖層傾角30°左右,為逆向坡。

滑坡滑床面上陡、中緩,靠近前緣平緩或局部微有反翹,其中上后部滑床基巖面坡度40°～47°,最大處達(dá)45°；中部坡度20°～30°,前緣滑床平緩,局部反翹呈湯勺狀,這種滑床特征有利用滑體的穩(wěn)定。

4.5　變形現(xiàn)狀

滑坡目前沒有變形的跡象,除局部由于人類開挖形成較陡邊坡,小沖溝處由于地表徑流的沖刷而出現(xiàn)小規(guī)模的坍塌外,未發(fā)現(xiàn)該滑體有明顯的變形特征。

4.6　穩(wěn)定性驗(yàn)算

采用《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021—2001)中所推薦的公式進(jìn)行計(jì)算,天然狀態(tài)下安全系數(shù)為1.20,20年一遇暴雨?duì)顟B(tài)下安全系數(shù)為1.15。計(jì)算結(jié)果表明滑坡在天然狀態(tài)下和設(shè)計(jì)20年一遇暴雨?duì)顟B(tài)下均處于基本穩(wěn)定,引道開挖后天然狀態(tài)下安全系數(shù)為1.16,20年一遇暴雨?duì)顟B(tài)下安全系數(shù)為1.05。

綜上所述,滑體中部有明顯的地形平臺(tái),滑床基巖面上部較陡,中部變緩,前緣平緩或局部反翹,阻滑作用明顯。穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果也顯示,滑坡現(xiàn)狀基本穩(wěn)定,由于不受三峽水庫蓄水的影響,滑坡的整體穩(wěn)定性較好。但大橋引道從滑坡前緣通過,公路的開挖將降低滑坡的穩(wěn)定性,應(yīng)引起重視。

5　結(jié)語

(1)通過對(duì)鄭家門口滑坡的整體穩(wěn)定性分析,認(rèn)為滑坡整體穩(wěn)定,出現(xiàn)整體變形失穩(wěn)的可能性小,前部公路的修建將會(huì)引起局部的變形失穩(wěn),通過必要的治理措施可以保證公路的安全運(yùn)營(yíng)。

(2)在對(duì)滑坡宏觀穩(wěn)定性的分析基礎(chǔ)上,輔以數(shù)值分析驗(yàn)證,確保了勘察成果的準(zhǔn)確可靠。

(3)通過已建滑坡體前部公路的近幾年的安全運(yùn)營(yíng),對(duì)滑坡整體穩(wěn)定性的分析方法是可靠的,避免了通常大量的數(shù)值計(jì)算方法來判斷滑坡體的穩(wěn)定性,對(duì)滑坡勘察穩(wěn)定性分析具一定指導(dǎo)作用。

(4)本工程實(shí)例從另一方面說明了滑坡勘察中宏觀上的整體準(zhǔn)確判斷比精確計(jì)算更為重要。

參考文獻(xiàn):

[1]曾劍華.重慶市三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程應(yīng)急實(shí)施Ⅰ類項(xiàng)目奉節(jié)縣安渡滑坡詳細(xì)勘查報(bào)告[R].武漢：長(zhǎng)江勘測(cè)規(guī)劃設(shè)計(jì)研究院，2005.