墨江縣泗南江鄉政府駐地滑坡成因及其穩定性分析

郭美華

(云南地礦總公司(集團)普洱地質勘察院，云南 普洱市 665000)

1 前 言

鄉政府駐地泗南江左岸2009年7月1日受連降暴雨的影響，墨江泗南江鄉某電站導流洞排出的洪水以900m3/s的流量直接沖擊對岸泗南江左岸防洪堤；導致防洪堤被大面積沖毀、坍塌；引發泗南江鄉政府駐地第一次塌岸、滑坡。災情發生后，當地政府、企業立即對滑坡前緣進行應急搶險，采用鋼筋籠加裝塊石及澆鑄混凝土四面體進行“壓腳”護坡。當“7.1”應急工程尚未完工時，隨后的8月4～5日，墨江縣境內又持續降暴雨，使該地區再次發生險情。8月5日主洪峰以1 600m3/s的流量通過電站導流洞，洪水引發泗南江左岸正在搶險施工的鋼筋籠防護堤全部沖毀，臨江岸再次發生更嚴重的塌岸、滑坡?；麻L度由原來的165m增大為185m；寬由220m增大為320m；面積由32 200m2增大為53 300m2?；陆o鄉政府駐地居民帶來了較大威脅，當地政府同時起動了地質災害二級應急預案。安排了相應的地質災害勘察工作。下面就該滑坡特征及其穩定性進行分析評價。

圖1 墨江縣泗南江鄉政府駐地7.1、8.5洪災滑坡平面位置示意圖

2 滑坡地質環境條件

2.1 地形地貌

本區地處滇西縱谷山原區永平——思茅中山峽谷亞區范圍內，地貌上屬強烈切割的中山構造侵蝕地貌類型，地形切割強烈，山勢高峻，山脈連綿，溝壑縱橫?；挛挥阢裟辖蟀缎逼碌貛?圖1)，海撥565m～650m，最低點為泗南江江面，為565m，相對高差約85m?；聟^內地勢總體東高西低，北高南低。區內地形較陡，滑坡地帶坡度25°～40°，中前部呈階梯狀，總體為前陡、中緩、后陡地形。

2.2 工程地質特征

區內出露地層以中生界三迭系地層為主，滑坡地段分布上三迭統路馬組(T3l)灰、深灰、灰綠、灰紫、紫紅色粉砂質泥巖、泥質粉砂巖、長石石英砂巖夾炭質泥巖及灰巖透鏡體，局部夾煤線。

滑坡地段上覆地層為坡殘積含碎石粘性土、成份以紫紅色、灰色粘性土夾泥巖、砂巖、灰巖碎塊石，碎塊石呈棱角狀。在滑坡前緣局部夾軟塑狀粘土，該層下部含水地段與下伏全風化粉砂質泥巖接觸面構成軟弱結構面，形成滑動帶，厚4m～19.00m。中下部為灰色、褐灰色全風化粉砂質泥巖及強風化粉砂質泥巖，局部夾多層炭質泥巖(煤線)。巖石風化強烈，呈散體狀態，局部有淺變質現象，呈千枚巖化、片巖化。全風化粉砂質泥巖下部含水地段與下伏強風化粉砂質泥巖接觸面以及節理、裂隙發育面構成軟弱結構面，形成滑動帶。

2.3 地質構造及水文地質條件

滑坡地帶位于阿墨江斷裂帶、泗南江斷裂與一近東西向次級斷裂三者交匯部位，地質構造復雜。巖層傾向40°～60°，傾角12°～20°，傾向與坡向構成反向坡，坡向與地層產狀的組合對斜坡的穩定較為有利。但巖石風化強烈，屬極破碎散體狀結構。

區內水文地質條件較簡單，阿墨江、泗南江為本區最低排泄基準面。地下水主要為基巖裂隙水和第四系松散層孔隙潛水兩種類型。其中，孔隙潛水主要分布于殘坡積含碎石粘性土及泗南江岸邊、河漫灘地帶沖洪積層中。該含水巖組地下水貧乏，水量小，水量隨季節性變化明顯。基巖裂隙水主要賦存于構造裂隙、風化裂隙及層間裂隙中，由大氣降水補給，季節性變化較大，裂隙水的分布與賦存主要受巖性和裂隙發育特征所控制，泥質軟巖類巖層因其裂隙連通性差且多閉合，多構成隔水層，富水性差。而砂巖裂隙多張開且連通性好，具有較好的透水性和含水性，為主要含水層。故基巖裂隙水主要賦存于砂巖巖層中。

另外，滑坡區內泥質巖、砂質巖以及江岸邊沖洪積層的透水性有較大的差異。在小范圍內地下水受巖性影響較大，泥質巖分布區地下水位較砂巖區要高。對于泥質巖段，弱風化巖體滲透性以中等透水～弱透水為主，微風化及新鮮巖石滲透性以弱透水～微透水為主。巖體的滲透性一般從表部至深部隨巖體風化程度的減弱而變小，但節理密集帶及斷層破碎帶或斷層影響帶的滲透性較大。

3 滑坡體多級滑動特征

3.1 Ⅰ級滑面特征

根據地質勘查資料(圖2)，該滑坡具二級滑動面。Ⅰ級滑面位于滑坡前緣，屬淺層滑動面?；w已于洪災發生當日滑入江中?；虑熬墝?80m，后緣寬110m，長51m?；滦螒B呈“圈椅狀”。此段地形坡度約30°～35°，滑體厚度3m～8m，滑面呈圓弧形，起伏不大，中部有地下水呈泉狀滲出；滑體物質主要為松散填土、殘坡積粘性土夾碎石，剪出口位于江邊殘坡積粘性土與全風化粉砂質泥巖接觸面?；轮骰较驗?60°。屬中型淺層推移式土質滑坡。

圖2 工程地質剖面圖

3.2 Ⅱ級滑面特征

Ⅱ級滑坡體主要根據洪災后斜坡體的垮塌及坡體裂隙變形特點、變形跡象來確定滑坡的周界。

后緣：以電站指揮部一帶路面裂隙為代表，該裂隙走向近東西向，基本與泗南江走向一至?！?.1”洪災發生后，據裂隙發生范圍，滑坡后緣最寬約220m，裂隙寬2cm～5cm，裂隙深小于10cm，地面下沉不明顯。但“8.5”洪災發生后，滑坡后緣裂隙范圍明顯加大，約為320m，裂隙寬2cm～10cm，裂隙局部深160cm，同時地面下沉明顯。

中部：滑坡中部派出所、衛生院一帶主裂范圍加大，強度明顯加寬，同時次生裂隙發育。

圖3

前緣：除“7.1”洪災滑塌的坡體外，在“7.1”洪災時臨江岸形成的臨空面滑坡體基礎上“8.5”洪災又產生了大面積滑塌。同時在Ⅰ級滑面后緣形成明顯錯臺，地面下沉嚴重，在應急險過程中，局部又發生了小規模坍塌?？v觀整個Ⅱ級滑坡體，寬約320m，長185m?；聝蓚葻o明顯剪裂隙發生，主要以前、后緣，中部裂隙變形較明顯?；伦冃斡谇熬?、后緣變形較強，中部變形較弱。

從國土部門的觀測結果表明：兩次洪災后的均為第1日、第2日坡體后緣滑坡裂隙基本無大的變形跡象，從第3日～第10日坡體后緣開裂、下沉最明顯；第10日以后滑坡變形減弱；表明一方面是搶險反壓護坡起到一定作用，另一方面是坡體應力釋放完畢，使滑坡處于暫時的極限平衡狀態(圖3)。

該滑坡地帶地形坡度25°～40°，中前部呈階梯狀，總體為前陡、中緩、后陡地形。上覆殘坡積土厚度變化較大，總體呈馬鞍型，厚度2m～19m?；陆M成物質主要為第四系殘坡積含碎石粘性土、粉質粘土、碎石土及全風化粉砂質泥巖?；仓饕獮槿L化砂泥巖，巖層傾向40°～60°，傾角12°～20°，坡向與傾向構成反向坡，坡向與地層產狀的組合對斜坡的穩定較為有利。滑坡滑面縱向上呈折線型；總體傾向西，主滑方向為269°?；鎯A角20°～35°；空間分布上呈波浪或鋸齒狀，橫向上呈圓弧～波狀。潛在滑床總體呈凹形。據計算屬巨型中層牽引式土質滑坡。

4 滑坡類型、規模及成因

該滑坡的形成原因主要有以下幾個方面：

(1)具備易滑的地層巖性條件：滑坡區上覆土體表層為含碎石粘性土，中下部為全風化粉砂質泥巖、強風化粉砂質泥巖。其中全風化粉砂質泥巖與含碎石粘性土接觸面、全風化粉砂質泥巖、強風化粉砂質泥巖接觸面以及風化節理裂隙面為軟弱結構面，其抗剪強度較低，遇水易軟化。在地下水下滲至該層面后形成滑動面。

(2)洪水因素：洪水沖毀防洪堤是導致滑坡形成的主要因素。二次洪災導致泗南江左岸防洪堤沖毀，引發沿江岸塌岸、滑坡，造成了區內坡體平衡被打破，上部松散土體沿軟弱結構面順勢下滑，形成了牽引式滑坡。

(3)地形因素：該滑坡地段地形較陡，坡度25°～40°；為坡體下滑提供了有利的地形條件。

(4)降水因素：連續降水軟化滑坡體，加劇滑坡的形成。

5 滑坡穩定性分析與評價

本滑坡體滑動面為巖土接觸面、節理裂隙面，可將滑面視為折線形。

5.1 計算方法

滑動面近似折線型，采用傳遞系數法，取滑坡的單位寬度為1m，簡化為二維問題對滑坡的穩定性及推力進行計算。

5.2 計算工況

工況1：滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載+安全系數；

工況2：滑體土天然自重荷載+暴雨+現狀地面荷載+安全系數；

工況3：滑體土天然自重荷載+地震+暴雨+現狀地面荷載+安全系數；

5.3 計算參數取值

采用滑帶土的飽和狀態下飽和剪及殘余抗剪強度指標；具體為滑帶土的抗剪強度指標采用室內天然重塑剪及飽和重塑剪統計值。

a.計算采用參數

①巖土重度(γ)：根據巖土試驗成果，滑坡體含碎石粘性土、全風化粉砂質泥巖取平均值20.60kN/m3。

②抗剪強度指標：根據滑坡現狀特征與發展階段，在室內土工試驗資料基礎上采用重塑剪平均值，內聚力(c)取12.79kPa、內摩擦角值(φ)取21.3°。

③安全系數(Fst)：工況1取1.0；工況2取1.05；工況3取1.10。

④水平地震系數(Kn)：該區抗震設防烈度屬7度區，設計基本地震加速度值為0.10g，水平地震影響系數取值為0.10。

⑤暴雨入滲深度取3m。

5.4 滑坡穩定性計算結果及綜合評價：

三種不同工況條件下滑坡穩定系數的計算分別見表1、表2和表3。

表1 滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載(工況Ⅰ)穩定性計算表

表2 滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載+暴雨(工況Ⅱ)穩定性計算表

表3 滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載+暴雨+地震(工況Ⅲ)穩定性計算表

經計算：工況1條件下(滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載+安全系數)Fs=0.98，滑坡處于極限平衡狀態，可能產生下滑；工況2條件下(滑體土天然自重荷載+暴雨+現狀地面荷載+安全系數)Fs=0.93，滑坡處于不穩定狀態，滑體易產生下滑；工況3條件下(滑體土天然自重荷載+現狀地面荷載+暴雨+地震+安全系數)Fs=0.84，滑坡處于不穩定狀態，會產生下滑。

6 結 論

(1)泗南江鄉政府駐地具備易滑的斜坡地形和易滑的松散巖土層、軟弱夾層以及不利的結構面；暴漲的洪水沖毀防洪堤引發了坡體前緣塌岸、滑坡，加之連續降雨是導致兩次滑坡形成的主要因素。

(2)該滑坡后緣在前緣塌岸、滑坡發生后，時間上從第3日至第10日為坡體變形強烈的時間段，第10日以后隨著滑坡體應力釋放的完成以及護坡工程的作用下，坡體變形趨于平緩。

(3)滑坡現處于蠕動—微動變形階段，若遇連續暴雨或地震作用下，滑坡將會處于不穩定狀態。

參 考 文 獻

[1]中國巖石力學與工程學會地面巖石工程專業委員會，中國地質學會工程地質專業委員會.中國典型滑坡[M].北京：科學出版社，1988，1～12.

[2]云南省地礦局區調隊.1∶20萬墨江幅區域地質調查報告[R].1986.

[3]王應寶.云南省墨江縣泗南江鄉政府駐地“7.1”、“8.5”洪災引發滑坡勘查報告[R].2009.