花溪區(qū)青巖鎮(zhèn)新哨村竹林灣不穩(wěn)定斜坡成因機(jī)制研究

張 偉

(1貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，貴州 貴陽 550081；2貴州地環(huán)工程有限公司，貴州 貴陽 550081)

1 研究區(qū)概況

1.1 地貌特征

花溪區(qū)地處黔中腹地，地勢東西較高，中部槽谷較低，主要為以低中山丘陵地貌為主的丘原地貌。竹林灣組不穩(wěn)定斜坡位于一斜坡地帶，該斜坡多為耕地與建設(shè)用地，整體坡度約15°～30°，局部為近垂直陡坎，缺乏有效支護(hù)措施。斜坡所在處最高點(diǎn)位于斜坡后緣，海拔標(biāo)高為1074.96 m，斜坡所處位置為該山體斜坡的下部，海拔標(biāo)高為1030.52～1056.00 m，相對(duì)高差23.48 m，總體地勢為西高東低，斜坡前緣為高約3～6 m的臨空面，目前缺乏有效支護(hù)措施，在強(qiáng)降雨的情況下，極易引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 地層巖性特征

花溪區(qū)位于華南板塊的揚(yáng)子陸塊西南部，地層區(qū)劃屬黔中分區(qū)，研究區(qū)內(nèi)地層結(jié)構(gòu)簡單，出露地層主要為第四系殘坡積層(Qel+dl)、新苑組(T2x)。主要由老到新地層分述如下：

(1)三疊系中統(tǒng)新苑組(T2x)

為灰色頁巖、泥灰?guī)r夾少量泥晶灰?guī)r，靠底部可見深灰色薄層白云巖及泥晶灰?guī)r，偶見包卷層理，富含生物化石，厚度300 m以上，產(chǎn)狀較穩(wěn)定(95°∠50°)。

(2)第四系殘坡積層(Qel+dl)

主要為黃色、黃褐色粘土，亞粘土及碎石土，母巖為新苑組泥灰?guī)r、頁巖，結(jié)構(gòu)松散，內(nèi)廣泛分布。斜坡滑體為該地層松散碎石土體。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造特征

花溪區(qū)大地構(gòu)造位置處于揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)黔北臺(tái)隆遵義斷拱貴陽復(fù)雜構(gòu)造變形帶。研究區(qū)區(qū)域上位于長田復(fù)式向斜西翼，向斜核部地層為三疊系新苑組。不穩(wěn)定斜坡隱患點(diǎn)西部發(fā)育一條北東向斷層，斷層性質(zhì)不明，總體上研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層產(chǎn)狀單一，產(chǎn)狀95°∠50°[1]。研究區(qū)區(qū)域地殼穩(wěn)定，近百年來沒有破壞性地震記錄，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

1.4 水文地質(zhì)條件

不穩(wěn)定斜坡區(qū)及附近無較大的水源，無地下水出露，水文地質(zhì)條件較簡單。地下水主要為第四系孔隙水。地下水主要由大氣降水補(bǔ)給，沿不穩(wěn)定斜坡區(qū)上部第四系松散碎石土空隙滲入地下，為透水含水地段，屬地下水補(bǔ)給與徑流區(qū)，順斜坡向低處徑流。地下水接受補(bǔ)給后，主要松散層與下伏頁巖不透水層間層面向排泄基準(zhǔn)面徑流。

1.4.1 地下水類型

根據(jù)區(qū)內(nèi)出露的地層巖性、含水介質(zhì)，可將區(qū)內(nèi)地下水類型劃分為基巖裂隙水和第四系松散類孔隙水二大類。

(1)基巖裂隙水

主要賦存于三疊系新苑組地層。

三疊系中統(tǒng)新苑組(T2x)：該組地層巖性以頁巖、泥灰?guī)r為主，地下水賦存于巖層層面及裂隙中，靠大氣降水補(bǔ)給，以巖層接觸面和節(jié)理裂隙為徑流通道，最終向不穩(wěn)定斜坡前緣溝谷排泄。

(2)第四系松散孔隙水

主要賦存第四系覆蓋含碎石塊石粉質(zhì)粘土的松散孔隙中，經(jīng)大氣降水補(bǔ)給后沿松散土體孔隙下滲至巖土接觸面、巖石節(jié)理裂隙中。

1.4.2 地下水水位

由于斜坡下伏地層巖石主要為頁巖夾薄層泥晶灰?guī)r等相對(duì)不透水層，坡體為松散第四系殘坡積松散堆積體，在連續(xù)降雨情況下，因巖土滲透系數(shù)差異，由降雨補(bǔ)給形成的地下水主要賦存于淺層松散土體的孔隙中，由于處于斜坡地帶，大氣降水入滲后，即徑流至低洼地帶出露排泄于沖溝中，因此，在坡體內(nèi)無穩(wěn)定的地下水位。

1.4.3 地下水的補(bǔ)給、徑流、排泄條件

研究區(qū)地下水主要接受大氣降雨的補(bǔ)給，由于表層巖土體松散，降雨極易下滲，當(dāng)下滲進(jìn)入巖土分界面時(shí)，由于下伏基巖相對(duì)隔水，因此在分界面上形成徑流帶，并向地勢低洼的區(qū)域徑流，并出露成下降泉，泉水流量受季節(jié)性降雨控制。

1.5 巖土工程地質(zhì)特征

據(jù)研究區(qū)區(qū)內(nèi)出露巖石的力學(xué)性質(zhì)、巖性及組合關(guān)系，將區(qū)內(nèi)主要巖層劃分為軟質(zhì)巖組及松散巖組兩種類型，具體特征見表1。

表1 研究區(qū)工程地質(zhì)巖組特征

1.6 人類工程活動(dòng)特征

不穩(wěn)定斜坡區(qū)內(nèi)主要分布有灌木林地、旱地；村民生活水平中等，經(jīng)濟(jì)來源主要以種植莊稼、外出打工為主。區(qū)內(nèi)除村民房屋建設(shè)外，未發(fā)現(xiàn)其他工業(yè)建設(shè)項(xiàng)目，總體上不穩(wěn)定斜坡區(qū)人類工程活動(dòng)較弱。

2 不穩(wěn)定斜坡基本特征

2.1 規(guī)模特征

據(jù)本次調(diào)查研究結(jié)果，不穩(wěn)定斜坡坡度15°～30°，寬97 m，斜長25 m，潛在滑體厚2.2～7 m，不穩(wěn)定斜坡體積約6800 m3，滑向107°，為一潛在小型淺層土質(zhì)不穩(wěn)定斜坡。歷史上斜坡前緣局部曾發(fā)生小型滑塌，滑向88°，滑塌方量約80 m3。目前，坡體地面出現(xiàn)多條裂縫，裂縫寬1～5 cm，并導(dǎo)致上覆房屋開裂損毀。斜坡主要巖土類型為少量的第四系松散殘坡積土，其物質(zhì)成分主要為黃色、黃褐色粘土，殘坡積的粘土及碎石土等。斜坡前緣為高3～6 m的臨空面，臨空面未見基巖出露；向后為階梯狀耕地，坡體上修建有村民房屋，村民房屋現(xiàn)已搬遷；斜坡后緣未見明顯變形跡象，向后為一緩傾斜坡。斜坡下伏基巖為三疊系中統(tǒng)新苑組頁巖，巖層產(chǎn)狀與坡向一致，巖層傾角大于坡腳，下伏基巖穩(wěn)定性較好。

2.2 形態(tài)及邊界特征

從現(xiàn)場調(diào)查情況來看，不穩(wěn)定斜坡堆積體呈“舌”形狀特征，前緣為高3～6 m的臨空面。不穩(wěn)定斜坡后緣無明顯的變形特征，后緣以耕地與林地分界為界，左側(cè)緣以山脊為界，右側(cè)緣以沖溝為界；前緣為陡坎，臨空條件好，局部現(xiàn)已發(fā)生滑塌。

3 影響因素及成因機(jī)制分析

3.1 影響因素分析

(1)內(nèi)在因素

1)地貌條件

不穩(wěn)定斜坡所在斜坡原始地形坡度15°～30°。在不穩(wěn)定斜坡前緣形成高為3～6 m的臨空面，為不穩(wěn)定斜坡的形成創(chuàng)造了有利的地貌條件。

2)巖土體結(jié)構(gòu)

斜坡滑帶(面)土均為強(qiáng)風(fēng)化頁巖及松散的含大量碎石的第四系殘坡積土，力學(xué)強(qiáng)度較低，在重力作用或外部因素影響下斜坡穩(wěn)定性差。

(2)外在因素

1)大氣降水

在連續(xù)降雨作用下，降雨入滲至松散層的孔隙中，造成土體飽和，自重加大，且水的作用進(jìn)一步降低了土體力學(xué)強(qiáng)度，導(dǎo)致不穩(wěn)定斜坡體抗滑力降低，易造成坡體失穩(wěn)下滑。

2)人類工程活動(dòng)

人類工程活動(dòng)是影響地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要因素之一，在災(zāi)害誘發(fā)因素中具有一定的主導(dǎo)因素[2]。研究區(qū)人類工程活動(dòng)主要表現(xiàn)為村民房屋建設(shè)及耕種等。一方面斜坡坡體大部分被群眾改為耕種的旱地，致使斜坡水土保持能力降低，巖土水土流失，且長期耕種土地使土體流失淺地表土體結(jié)構(gòu)松散，增加了大氣降雨的入滲速度和入滲量，同時(shí)也為地表水在短時(shí)間的匯集提供了一定的條件；另一方面因房屋建設(shè)在坡體前緣形成陡坎，為坡體滑動(dòng)提供了一定臨空條件。

3.2 成因機(jī)制分析

綜上所述，不穩(wěn)定斜坡變形滑動(dòng)地層為泥巖及松散粘土，變形是在不利巖土物質(zhì)組合特征等因素背景下，受工程建設(shè)和人類工程活動(dòng)的影響，在斜坡前緣形成臨空面，在暴雨作用下，斜坡前緣松散的碎石土體產(chǎn)生變形失穩(wěn)滑塌。

4 結(jié)語

(1)研究區(qū)地處黔中腹地，地勢東西較高，出露地層主要為第四系殘坡積層(Qel+dl)、三疊系中統(tǒng)新苑組(T2x)，地下水類型劃分為基巖裂隙水和第四系松散類孔隙水二大類。

(2)不穩(wěn)定斜坡堆積體呈“舌”形狀特征，前緣為高3～6 m的臨空面。后緣無明顯的變形特征，后緣以耕地與林地分界為界，左側(cè)緣以山脊為界，右側(cè)緣以沖溝為界；前緣為陡坎臨空面，局部現(xiàn)已發(fā)生滑塌。

(3)不穩(wěn)定斜坡的形成主要受不利巖土體組合控制，在暴雨等外在不利因素影響下發(fā)生變形滑動(dòng)。