潘家溝玄武巖滑坡變形特征與防治措施研究

尹先娥，劉 勇，常智勝

(貴州省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，貴州 貴陽 550000)

六盤水市廣泛分布著二疊系玄武巖，主要顯露在中高山地區(qū)。受高原季風(fēng)氣候影響，冬季干燥、夏季潮濕，區(qū)內(nèi)玄武巖易于崩解和風(fēng)化，風(fēng)化層厚度多達(dá)幾米甚至幾十米，土體風(fēng)化程度高，易發(fā)生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害；修筑于其上的高速公路、鐵路等工程在建設(shè)和運營過程中也極易引發(fā)工程事故和地質(zhì)災(zāi)害，這將對人民的生命財產(chǎn)安全造成嚴(yán)重的威脅，同時對城市的經(jīng)濟(jì)發(fā)展也將帶來很大程度的影響。因此，研究玄武巖地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害對防災(zāi)減災(zāi)具有重要意義。

1 研究區(qū)概況

潘家溝玄武巖滑坡位于貴州省水城縣順場鄉(xiāng)營盤村潘家溝至倉庫一帶。自發(fā)現(xiàn)滑坡隱患開始，街道后部陡坎處已多次發(fā)生滑塌。目前，滑坡體在強(qiáng)降雨條件下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，對順場鄉(xiāng)養(yǎng)老院、衛(wèi)生院及集鎮(zhèn)居民一千余名居民的生命財產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重的威脅。

滑坡區(qū)屬侵蝕性中山峽谷地貌，受北盤江流域的深切割的影響，區(qū)內(nèi)溝谷發(fā)育；區(qū)域構(gòu)造上處于揚子準(zhǔn)地臺黔北臺隆六盤水?dāng)嘞萃幈蔽飨驑?gòu)造變形區(qū)中部，普安旋扭構(gòu)造變形區(qū)北部及黔北臺隆遵義斷拱畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)西南(尹先娥等，2016)[1]；研究區(qū)廣泛分布的峨嵋山玄武巖，呈巖體柱狀、網(wǎng)狀節(jié)理面發(fā)育，滲透性強(qiáng)、表層強(qiáng)風(fēng)化土體厚度大，屬區(qū)域性不良地質(zhì)災(zāi)害區(qū)。區(qū)域地層為第四系人工填土(Q4ml)、第四系殘坡積物(Q4dl+el)和二疊系上統(tǒng)峨眉山玄武巖(P3β)。

2 滑坡的基本特征

2.1 形態(tài)、規(guī)模

潘家溝滑坡位于順場鄉(xiāng)集鎮(zhèn)養(yǎng)老院、衛(wèi)生院所在斜坡上。滑坡長約115 m，寬約280 m，滑坡主滑方向293°， 滑體厚度一般8～20 m，滑坡體積約386 400 m3，為玄武巖風(fēng)化堆積層滑坡，運動形式為推移式。滑坡邊界主要通過微地貌結(jié)合滑坡變形開裂特征來確定的，滑坡后部為緩平臺，土地利用類型為耕地，中部為集鎮(zhèn)街道，街道后側(cè)為高7～9 m的陡坎，陡坎臨空面裸露，前緣為陡斜坡，平面形態(tài)為“圈椅狀”，剖面形態(tài)為階梯狀。滑坡后部為緩平臺，土地利用類型為耕地，中部為集鎮(zhèn)街道，街道后側(cè)為高7～9 m的陡坎，陡坎臨空面裸露，前緣為陡斜坡，土地利用類型為耕地，為滑坡提供了臨空位移空間。

2.2 巖土體結(jié)構(gòu)特征

滑體主要由粘土夾少量碎石組成，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強(qiáng)度低，孔隙度大，透水性強(qiáng)，工程性質(zhì)差。滑坡滑面為巖土分界面，滑帶土為粘土，厚度約0.1 m。

滑床由二疊系上統(tǒng)峨眉山組(P3β)玄武巖組成，節(jié)理裂隙非常發(fā)育，巖體非常破碎。

2.3 地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

目前滑坡中部街道后部陡坎處共有三處發(fā)生滑塌：(1)陡坎北側(cè)養(yǎng)老院后部發(fā)生滑塌，導(dǎo)致養(yǎng)老院房屋墻壁地面開裂、圍墻倒塌、簡易擋土墻傾倒等；(2)養(yǎng)老院旁邊民房背后發(fā)生滑塌，致使簡易擋墻倒塌；(3)2016年6月16日，陡坎南側(cè)發(fā)生小型滑塌，滑塌方量1 800 m3，嚴(yán)重威脅滑坡前緣民房、公路及5戶22人的生命財產(chǎn)安全。其它區(qū)域未見明顯變形跡象。

3 滑坡變形破壞機(jī)理分析

3.1 玄武巖殘積土的工程地質(zhì)特性的影響因素

3.1.1 地形地貌條件

滑坡區(qū)地形為馬蹄狀，地形前陡后緩，滑坡中部街道后部陡坎高達(dá)約7-9m，多處發(fā)生過滑塌，臨空面裸露，不利于滑坡的穩(wěn)定。

3.1.2 巖土體結(jié)構(gòu)[1]

滑體主要由粘土夾碎石組成，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)強(qiáng)度低，孔隙度大，透水性強(qiáng)，工程地質(zhì)性質(zhì)差，且滑床為玄武巖，巖層產(chǎn)狀為順坡向，易在巖土分界面形成軟弱帶，在重力作用或外部因素影響下，坡體穩(wěn)定性差(唐大雄等，1992)。

3.1.3 大氣降雨

研究區(qū)年平均降雨日215 d，最多年份(1996年)有245 d，最少年份(1958年)有191 d ，一年中有1/2到2/3天數(shù)為雨日。年降雨量在1 100～1 300 mm之間，據(jù)已收集到的境內(nèi)39 a的降雨資料統(tǒng)計結(jié)果，多年平均降雨量為1 213.5 mm，最少年份(1966年)降雨量為884.8 mm；最多年份(1983年)為1 551.8 mm。最大與最小年降雨量之比為1.75。豐水年為1 372 mm，平水年為1 213.5 mm，枯水年為1 120 mm，特枯年為970 mm。降水量分布不均，降水多集中在5-10月，占年總降水量的84.83%，而6、7、8三個月就占了全年降水量的53.04%，降水量最多的是6月，占全年總量的19.56%。

大氣降雨對滑坡的影響主要是：雨水對滑坡臨空面表層沖刷，使得表層不穩(wěn)定；雨水沿坡面不斷向旁邊的低洼地區(qū)及滑坡體前緣滲透并排泄，使得滑帶土的含水量變大，坡體的自重增加，降低了土體的力學(xué)特性，最終滑帶土的抗剪特性降低。斜坡的水動力條件隨降雨發(fā)生改變，下滑力不斷增大，抗滑力不斷降低，滑坡體的穩(wěn)定性漸漸被破壞，變形特征日漸明顯，最終失穩(wěn)(韓麗娜，2017)[2]。

3.2 滑坡成因機(jī)制分析

滑坡為淺層松散堆積層滑坡，覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，厚度較大(前薄后厚)，且局部臨空面裸露，地形坡度較陡，坡體內(nèi)部易沿巖土分界面形成滑面，滑面形狀為折線形。根據(jù)滑坡的地形、巖土結(jié)構(gòu)特征，滑坡后部易發(fā)生應(yīng)力集中，滑坡后部最先發(fā)生變形破壞，滑體前緣隨之緩緩發(fā)生變化，屬于推移式滑坡。由于滑坡體沒有設(shè)置防滲水的相關(guān)措施，降水不斷深入坡體內(nèi)部，在水的軟化作用下覆蓋層的抗剪強(qiáng)度降低，沿巖土分界面形成軟弱帶，促進(jìn)了滑坡的發(fā)生發(fā)展。

3.3 滑坡的變形發(fā)展趨勢

滑坡區(qū)地形前陡后緩，滑坡中部街道后部陡坎高達(dá)約7～9 m，多處發(fā)生過滑塌，臨空面裸露，為滑坡提供了臨空位移空間和地下水排泄場所。中部大寨溝側(cè)蝕作用強(qiáng)烈，滑體上部玄武巖風(fēng)化層遇水易膨脹，力學(xué)強(qiáng)度降低，工程地質(zhì)性質(zhì)差；巖層產(chǎn)狀為順坡向，易在巖土分界面形成軟弱帶。在地下水的浸潤、軟化作用下覆蓋層的抗剪強(qiáng)度降低，玄武巖柱狀節(jié)理又為地下水的滲透和排泄提供了良好的通道。因此，在暴雨等不利工況下，滑體土含水量增加，滑帶土抗剪強(qiáng)度降低，下滑力增強(qiáng)，坡體極有可能變形加劇乃至失穩(wěn)，誘發(fā)大規(guī)模滑坡地質(zhì)災(zāi)害，危害巨大。

4 防治措施建議

根據(jù)滑坡的變形破壞機(jī)理分析，玄武巖特殊的工程地質(zhì)特性和降雨是影響本滑坡穩(wěn)定性的主要因素。在滑坡防治工程中應(yīng)采用多措施綜合治理的原則，加強(qiáng)對滑坡穩(wěn)定性的監(jiān)測，并對其穩(wěn)定性變化提前預(yù)警。

(1)在分析滑坡形成機(jī)制、穩(wěn)定性評價及發(fā)展趨勢的基礎(chǔ)上，考慮到坡腳建筑物的重要性、對群眾生命安全危害的社會影響性，建議在滑坡前緣、中部設(shè)置抗滑樁，樁頂設(shè)置連接梁，樁間設(shè)置擋土板，同時充分考慮地表截排水系統(tǒng)，在滑坡中部抗滑樁樁頂和滑坡后緣設(shè)置排水溝，減少雨水下滲對坡體穩(wěn)定性的影響。

(3)建議加強(qiáng)對滑坡的監(jiān)測預(yù)警，在其相應(yīng)部位布設(shè)監(jiān)測點，加強(qiáng)對滑坡變形破壞的動態(tài)監(jiān)測。

(4)禁止以任何形式在斜坡坡頂加載、坡腳切坡，在未進(jìn)行有效治理前，嚴(yán)禁在地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū)進(jìn)行修房建屋、修路等工程施工。

(5)建議政府相關(guān)部門對當(dāng)?shù)卮迕褡龊眯麄鹘逃ぷ鳎瑖?yán)禁放火燒山。