姚應文,秀金華,王淑波,方娜,何紹敏
(云南地質(zhì)工程勘察設計研究院,昆明 650041)
中排鄉(xiāng)隸屬于云南省怒江州蘭坪縣,位于瀾滄江左岸斜坡,整個中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)座落在一個復雜的滑坡群上,根據(jù)現(xiàn)場勘查,該滑坡群主要由7個滑坡及4個不穩(wěn)定斜坡組成[1],見圖1。
圖1 中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)滑坡群分布圖
滑坡群變形歷史有記錄最早可以追溯到20世紀70年代,進入21世紀初期,區(qū)內(nèi)滑坡群變形逐步加強,見表1?;氯褐苯油{2 286人,威脅資產(chǎn)約11 412萬元,地質(zhì)災害險情整體屬特大型。云南省各級領導十分重視,其中BW1不穩(wěn)定斜坡及Ⅷ#滑坡列入云南省自然資源廳2011年省級地質(zhì)災害治理工程儲備項目,其余隱患點列入2015年省級地質(zhì)災害治理工程儲備項目,其中BW4及Ⅵ#滑坡作為2015年省級地質(zhì)災害應急治理工程進行實施。中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件差,下伏地層主要為中生界侏羅系地層,坡體結(jié)構(gòu)松散,風化強度較高,地形坡度陡,房屋密集,滑坡體存在多級滑面、多級剪出口。本文通過對張家大箐滑坡(Ⅰ#滑坡)的研究,揭露區(qū)內(nèi)復式滑坡的特點,為區(qū)內(nèi)防治工程提出措施,同時,為瀾滄江沿岸類似工程地質(zhì)環(huán)境區(qū)域治理工程給出參考。
表1 中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)滑坡群變形主要歷史
中排鄉(xiāng)屬于典型的亞熱帶干熱河谷型氣候,干濕分明,旱季雨季分明,冬春有雪,降雨量集中、降水時間長。中排鄉(xiāng)歷年極端最高氣溫38.9℃,極端最低氣溫-2.2℃,多年平均氣溫14.5℃。多年平均降雨量約840.0 mm,降雨主要集中在6月~9月,占全年降水總量的80%[2]。
本區(qū)屬于瀾滄江水系,瀾滄江由北向南縱貫蘭坪全縣,流經(jīng)中排鄉(xiāng)、石登鄉(xiāng)、營盤鎮(zhèn)、兔峨鄉(xiāng),天然落差約127 m,蘭坪縣內(nèi)流域面積約3 758 km2,江面寬60~140 m之間,多年平均流量為909 m3/s,最枯流量277 m3/s[3]。
中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)南北方向約1 km范圍內(nèi)發(fā)育5條箐溝,其中2#、3#、4#箐溝主要為集鎮(zhèn)生活用水向西排泄通道。
本區(qū)屬構(gòu)造侵蝕高山峽谷地貌,山體連綿,坡陡谷深,中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)座落在瀾滄江左岸斜坡下部,高出瀾滄江江面約220 m,斜坡整體呈直線型,平均坡度約23°。集鎮(zhèn)區(qū)房屋密集,經(jīng)過開挖、支擋回填形成多級臺階,坎高1~12 m不等,臺寬2.5~20 m不等,支撐擋墻多為壘石結(jié)構(gòu),部分為混凝土及漿砌石結(jié)構(gòu)。
張家大箐滑坡位于中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)北部,滑坡所處區(qū)域為一負地形,斜坡坡面傾向284°,地形坡度22°~28°,營中公路從滑坡腰部穿過,形成高約4.6~6.7 m陡坎,坎前建房,將滑坡截斷。道路上方為耕地,道路下方為居民區(qū),經(jīng)開挖建房形成臺坎,臺高一般1.8~4.0 m,最高約7.6 m,臺階多直立,平臺寬4~23 m,滑坡前緣(西側(cè))為保藏公路。
表2 張家大箐滑坡巖性簡表
中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)位于史力普斷裂與大山箐-北莽山斷裂之間的挾持地帶,屬于蘭坪-思茅坳陷中段,斷裂之間主要為中生界紅層分布,區(qū)內(nèi)層間擾動、褶皺發(fā)育,受斷裂影響,區(qū)內(nèi)巖層產(chǎn)狀多變,中排集鎮(zhèn)北部區(qū)域巖層傾向為110°~174°,傾角為18°~60°。
本區(qū)位于瀾滄江東岸斜坡,高出瀾滄江江面約220 m,地勢東高西低,處于地下水逕流區(qū),地下水主要接受大氣降水補給,地表孔隙水主要以下滲補給下伏基巖裂隙水,地下水總體順坡向西緩慢徑流,于地勢較低區(qū)呈片狀滲溢流形成排泄,補給地表水流,靠近溝谷、水溝地段富水性中等,其余地段富水性弱。基巖裂隙水含水層為全-強風化粉砂質(zhì)泥巖夾泥巖,含水層富水性弱。中排鄉(xiāng)集鎮(zhèn)內(nèi)分布有地表泉眼,旱季流量0.4~1.8 l/s。根據(jù)鉆孔揭露,滑坡區(qū)地下水位在1.6~10.1 m之間,靠近保藏公路地段地下水位線,雨季地表水出露較多。
據(jù)訪問,張家大箐滑坡歷史上發(fā)生過兩次活動, 1976年雨季,中排鄉(xiāng)連續(xù)降雨49 d,引發(fā)滑坡,滑動范圍西至保藏公路,東至滑坡后緣,當時滑坡區(qū)域尚沒有居民居??;營中公路開挖修建第二年,營中公路以上區(qū)塊發(fā)生滑動,并推倒公路擋墻。近年來滑坡變形活動依然在持續(xù),滑坡后部的臺地逐漸變?yōu)樾逼碌?,滑坡后部有一條小路,原路面為水平的,目前,滑坡段路面下沉0.6~1.0 m,并外傾(圖2)。
圖2 小路下沉及外傾
營中公路上側(cè)居民房屋墻體受上段滑坡擠壓而開裂、外鼓、砂漿脫落,裂縫兩側(cè)墻體錯位2~3 mm,營中公路內(nèi)側(cè)有坍塌、掉塊現(xiàn)象,營中公路路面出現(xiàn)沉降、開裂,并進行過多次回填(圖3)?;轮胁烤用穹课莸仄壕霈F(xiàn)不同程度的開裂、沉降(表3、圖4),滑坡前緣于2012年建成保藏公路,道路路面及外側(cè)擋墻未發(fā)現(xiàn)明顯變形。目前滑坡變形以蠕滑為主。
圖3 營中公路開裂
圖4 張家大箐滑坡平面圖
表3 滑坡中部裂縫變形統(tǒng)計
3.2.1 滑面判定
從滑坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)分析,區(qū)內(nèi)主要存在2類軟弱結(jié)構(gòu)面,即土巖接觸面、風化差異界面。
(1) 土巖界面:為老滑面(帶),黃綠色含礫粘土,該界面巖土體結(jié)構(gòu)松軟,含水量偏高,呈可塑、軟塑狀。
(2) 風化差異界面:全風化巖體呈碎裂狀結(jié)構(gòu),強度較低,工程地質(zhì)特性與第四系松散土體相似,遇水易軟化、崩解,而強風化巖體呈塊狀,強度明顯高于全風化層,滑坡區(qū)地下水位靠近該區(qū)域,地下水位浮動造成該區(qū)巖土結(jié)構(gòu)強度降低,是潛在滑動面?;露螤I-中公路開挖時已將地表松散土體剝離,路基以全風化巖體為基礎持力層,公路出現(xiàn)沉降、開裂與滑坡沿全-強風化界面滑移存在關聯(lián),滑坡存在沿全-強風化界面滑移變形的情況。
故,判該滑坡存在上下2個滑面(帶),上滑面縱向呈折線,最大埋深7.3 m,橫向上呈凹型,在營中公路區(qū)域斷開成2段。下滑面縱向呈折線,最大埋深12.5 m,見圖5。
3.2.2 滑塊結(jié)構(gòu)
根據(jù)地面調(diào)查、鉆探、槽探等資料,滑塊結(jié)構(gòu)見表4。
表4 滑塊結(jié)構(gòu)情況表
3.2.3 滑塊周界厘定
滑坡周界主要依據(jù)地表變形特征和微地形特征圈定,具體標識為:南、北兩側(cè)以地形轉(zhuǎn)折為標志,沿斜坡負地形邊界圈定;后緣以臺地和坡地分界為標志,在該區(qū)域TC1開挖時發(fā)現(xiàn)豎向拉張裂縫(沿深部及南北向延伸);前緣以保藏公路上側(cè)緣為界,滑坡平面形態(tài)呈三角形,在滑坡中部營中公路一線及保藏公路上側(cè)緣存在次級剪出口。滑坡東西長約193 m,南北寬約94 m,體積約12.3×104m3,滑坡屬于中型牽引-推移復合式土質(zhì)滑坡。
Q4ml.第四系人工填土;Q4el+dl.第四系殘坡積層;J2h.侏羅系中統(tǒng)花開左組;1.地層界線;2.強風化界線;3.地下水位線;4.土巖界面滑動面;5.風化差異界面滑動面;6.滑坡裂縫;7.布設抗滑樁圖5 張家大箐滑坡地質(zhì)結(jié)構(gòu)縱斷面圖
3.3.1 計算參數(shù)
通過原位測試、室內(nèi)試驗及工程地質(zhì)類比法等確定各巖土層在天然和飽和狀態(tài)下的重度、粘聚力及內(nèi)摩擦角,見表5~6。
表5 巖土重度取值表
表6 巖土抗剪強度取值表
磚混結(jié)構(gòu)建筑荷載按15 kN/層·m計,車輛荷載按320 kN計。
3.3.2 計算結(jié)果及穩(wěn)定性評價
用折線型滑坡穩(wěn)定性計算公式[4],考慮地下水位、附加荷載,得到滑坡穩(wěn)定系數(shù),見表7。
表7 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表
依據(jù)規(guī)范對滑坡進行穩(wěn)定性判別[5]:①在土巖界面:天然狀態(tài)下(自重+地下水)上部滑塊處于欠穩(wěn)定狀態(tài),下部滑塊處于基本穩(wěn)定狀態(tài);飽和狀態(tài)下(自重+暴雨+地下水)上部滑塊處于不穩(wěn)定狀態(tài),下部滑塊處于欠穩(wěn)定狀態(tài);②在全-強風化界面:天然狀態(tài)處于基本穩(wěn)定狀態(tài),飽和狀態(tài)處于欠穩(wěn)定狀態(tài),與現(xiàn)狀滑坡前緣保藏公路區(qū)無明顯變形情況吻合,滑坡以蠕滑為主,滑坡從保藏公路上緣剪出時穩(wěn)定性系數(shù)小。
張家大箐滑坡屬于中型牽引-推移復合式土質(zhì)滑坡,滑坡區(qū)地形坡度較陡,滑坡區(qū)自穩(wěn)能力差,具備很大潛在下滑動力,尤其是營中公路開挖使淺層滑面揭露,上部滑塊沿陡坎坎腳存在剪出可能。
在中排集鎮(zhèn)附近,主滑巖體主要為黃綠色風化粘土,遇水濕滑,滑坡多從土巖界面剪出;受復雜地質(zhì)構(gòu)造影響,滑坡區(qū)巖體風化程度高,全風化巖體強度很低,尤其是遇水后物理力學性質(zhì)與表層土體接近,加之滑坡區(qū)地下水位于全-強風化帶附近,致使全-強風化帶成為該區(qū)的一個軟弱結(jié)構(gòu)面,使張家大箐滑坡區(qū)存在多級滑面。
集鎮(zhèn)區(qū)域房屋密集,工程布設形式、位置受限,防治難度大。設計過程中以分級支擋(參見圖5)、靠近保護對象、截排水結(jié)合等防治方式,展開對滑坡的防治工作,為瀾滄江沿線兩岸斜坡中生界紅層地區(qū)具多級滑面的滑坡防治提供一個參考經(jīng)驗。