曹 瑾,張衛(wèi)鋒,張汝祥
(云南省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院,云南 昆明 650216)
云南地處在地質(zhì)構(gòu)造強活動區(qū),區(qū)內(nèi)地形深切,地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,巖性多變等因素,地質(zhì)環(huán)境總體脆弱,屬地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)。古滑坡研究一直是滑坡災(zāi)害中重要專題工作之一,隨著工程活動趨強,古滑坡復(fù)活的危害日益突顯。
古滑坡在高山峽谷區(qū)較廣泛發(fā)育,其形成-演化周期較長,規(guī)模較大,產(chǎn)生的危害較為嚴重。野外調(diào)查識別難度大,尤其處在高植被覆蓋區(qū),地面調(diào)查不易察覺。大部分古滑坡體處在臨界穩(wěn)定狀態(tài),易受外界作用,如震動荷載擾動、加載、開挖等工程建設(shè)活動易誘發(fā)復(fù)活,對處在古滑坡影響范圍之內(nèi)人及財產(chǎn)造成威脅。[1]-[5]
本文涉及的古滑坡,地理行政歸屬師宗縣五龍鄉(xiāng)南巖村委會三合營組高良碼頭500m處省道S207(師宗-丘北)公路西側(cè),處于南盤江左岸斜坡中下部緩坡地帶?;卤睎|側(cè)約150m有一座橋梁橫跨南盤江,滑坡地理坐標為:東經(jīng)104°19′39.2″,北緯24°32′56.7″;滑坡為一古滑坡堆積體的滑動,目前滑坡活動跡象較明顯(圖1)。
圖1 古滑坡全貌圖(據(jù)Google earth)Fig 1.Vertical View of Old Slide
古滑坡體地區(qū)海拔900m~1200m,年平均氣溫17.4℃,年降水量1680mm,屬南亞熱帶山地季風(fēng)氣候、兼有南溫帶氣候類型。最熱月(6月)月22℃,最冷月(1月)平均溫度12℃,無霜期334天,5月至10月為雨季。
本區(qū)地處滇東高原南東部,屬紅河水系支流南盤江水系,總體屬中淺切割的中山-低中山地形。南盤江流域山勢高峻,深溝巨壑,縱橫交錯,地形起伏變化復(fù)雜,屬中切割的中山地形。古滑坡位于南盤江左岸斜坡中下部滑坡坡地帶。
地處云貴高原東部,橫斷山脈之南延部分。地形總趨勢北高南低,海拔1200m~2000m,相對高差大都在400m~1000m之間,山脈及分水嶺受地質(zhì)構(gòu)造控制極為明顯,多呈北北西-南南東向與主構(gòu)造線方向基本一致。
受到南盤江水系的強烈切割以及構(gòu)造抬升運動、剝蝕切割作用改造,地形起伏較大,表現(xiàn)為綿延的中山地貌、深切割山間河谷地貌間夾山間盆地。微地貌屬構(gòu)造侵蝕深切割中山峽谷地貌,古滑坡地處把邊江左岸斜坡地帶,地形坡度20°~40°,呈前陡后緩。
受構(gòu)造作用控制,結(jié)構(gòu)面切割巖體,巖石破碎,風(fēng)化強烈,多呈土狀、角礫、碎石狀,力學(xué)強度低,巖體親水性強,遇水極易軟化,此類邊坡在重力作用下易失穩(wěn)變形。第四系殘坡積層主要由含碎石粉質(zhì)粘土、角礫組成,松散,力學(xué)強度低,厚度1m~5m。
處在斷裂交合控制部位,受近東西向南盤江正斷層、便別逆斷層的控制,北東向新寨逆斷層切割南盤江正斷層。
據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,發(fā)現(xiàn)滑坡區(qū)附近有背斜發(fā)育,滑坡區(qū)處在正斷層下盤及逆斷層的上盤,掀升作用明顯。巖體構(gòu)造運動引起張扭作用,使得巖體較為破碎。區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,屬區(qū)域地殼次不穩(wěn)定區(qū)。
該古滑坡平面呈一簸箕狀,滑坡平均坡度30°,主滑方向140°。滑坡右側(cè)邊界以沖溝為界,邊界走向約152°,在下部受到山梁阻擋,滑體稍微轉(zhuǎn)向南東。左側(cè)邊界位于古滑坡產(chǎn)生的剪切滑移帶形成沖溝,邊界大致走向135°。前緣為修筑公路切割形成的高5m~12m陡坎,底部修建有低矮擋墻,現(xiàn)狀擋墻歪斜局部破損。受到前部阻擋,在公路柏油路面反翹形成鼓丘、鼓包,至南盤江水面高35m。古滑坡周界清晰明顯,后緣高程1080m,前緣高程940m,整個滑坡高差在120m以上。滑坡呈現(xiàn)出上窄下寬,下部最寬處達260m,上部最窄處為90m?;缕骄L約200m,寬約140m,厚約11m?;旅娣e2.8×104m2,體積為30.8×104m3,規(guī)模屬中型?;卢F(xiàn)狀及特征見圖2。
圖2 古滑坡現(xiàn)狀變形特征圖Fig 2.Present Deformation of Old SlideA.古滑坡全貌圖;①前緣損毀及歪斜擋墻;②省道柏油公路路面鼓丘及損壞;③滑坡體中部上倒塌歪斜的簡易房屋;④后緣俯瞰滑坡體;⑤堆積體滑坡后緣簡易監(jiān);⑥警示標示牌
該滑坡為古滑坡堆積體滑動?,F(xiàn)狀處在蠕動變形階段。古滑坡演化發(fā)生過程與南盤江侵蝕作用、斷裂活動有著密切關(guān)系。堆積體滑坡周界清楚,平面形態(tài)呈簸箕形,坡度15°~20°,前緣剪出口位于坡腳S207柏油公路鼓丘地帶。堆積體后緣裂縫處在地形轉(zhuǎn)折地帶,拉張裂縫明顯,下錯坎臺。
古滑坡發(fā)生后,堆積體處在臨界穩(wěn)定狀態(tài)。由于人類工程活動,修筑省道S207公路通過古滑坡堆積體下部地帶,修筑公路過程切坡取土,形成新的臨空面,誘發(fā)老滑坡堆積體活動。
堆積體滑坡變形破壞特征明顯,滑坡體后緣有拉張裂縫,下錯1.2m~2m,中部洼地平臺上簡易房屋出現(xiàn)歪斜。兩側(cè)滑坡剪切裂縫呈斷續(xù)狀分布,與周界巖土體剪切局部錯動明顯。滑坡體前緣擋墻出現(xiàn)鼓脹開裂歪斜,局部損毀。省道S207線公路路面出現(xiàn)下沉,路面局部鼓丘,路面破壞。
公路擋墻頂部上方平臺,出露泥巖受擠壓,隆曲變形,應(yīng)力擠壓強烈區(qū),出現(xiàn)局部破壞呈碎裂狀。
該古滑坡體上堆積體滑坡,沿基巖強風(fēng)化帶形成滑動,雖然滑坡體縱坡較小,但厚度較大,累計下滑推力較大。現(xiàn)狀穩(wěn)定性差,失穩(wěn)滑動的可能性較大,對過往車輛行人生命財產(chǎn)及公路有著較大的威脅。
據(jù)現(xiàn)狀野外調(diào)查發(fā)現(xiàn),該古滑坡曾造成南盤江短期堵江,規(guī)模大?,F(xiàn)狀主要危及公路交通要線通行安全。現(xiàn)狀蠕動變形跡象明顯,公路擋墻損毀歪斜,路面損毀約200m。農(nóng)田損毀約6畝,坡面簡易房屋損毀,樹木歪斜。
古滑坡的復(fù)活,主要巖土體工程地質(zhì)條件控制,主要受自然因素和人為因素控制,如地形地貌、巖土體特征等;古滑坡區(qū)及外圍人類工程活動強烈,斜坡區(qū)的耕作活動疏松土體,影響邊坡穩(wěn)定。此外,還有陡坡耕種、公路切坡等,均對斜坡穩(wěn)定性有影響。激發(fā)因素為暴雨、強降雨。
滑坡區(qū)巖性為泥巖,地處構(gòu)造斷裂帶部位,地應(yīng)力集中,巖體結(jié)構(gòu)破碎,泥巖風(fēng)化強烈,風(fēng)化帶厚度分布不均,力學(xué)強度低,穩(wěn)定性差。不利的軟弱結(jié)構(gòu)面,巖體破碎,風(fēng)化強烈,呈土狀,隔水、阻水,易軟化,力學(xué)強度低。上部松散殘坡積層與泥巖接觸部位為軟弱結(jié)構(gòu)面,坡體在外力作用、自重作用下易沿軟弱界面失穩(wěn)下滑,形成滑坡。
經(jīng)實地調(diào)查分析,滑坡災(zāi)害發(fā)生主要與地形地貌、巖土體結(jié)構(gòu)、降雨及人類活動等因素密切相關(guān)。
由于古滑體圈椅狀負地形特征明顯,加之古滑坡體的滑動,滑體在斜坡中下部堆積。地形呈現(xiàn)出后陡前緩,原滑坡周界以及后緣地帶裂縫,地形上的轉(zhuǎn)折易使地表水快速入滲至下部坡體內(nèi)?;挛镔|(zhì)為殘坡積成因的松散巖土,下伏基巖為泥巖,雖然巖層層面與斜坡坡面呈反向斜交關(guān)系,但巖層節(jié)理裂隙發(fā)育,將巖體切割成楔形塊狀,風(fēng)化破碎強烈,多組節(jié)理面與坡面構(gòu)成不穩(wěn)定組合,坡體穩(wěn)定性差,易沿土巖界面和節(jié)理面產(chǎn)生滑移變形。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡體前緣剪出口帶,泥巖所形成的鎖固段,巖體被擠壓呈碎裂狀,并出現(xiàn)隆起的現(xiàn)象。
每年7月~8月份是降雨較集中的月份,坡耕地地表土體松散有利于降水緩慢入滲,大量地表水涌入滑體內(nèi)部,土體自重增大,并進一步弱化了巖土體的性質(zhì),降低了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),巖土體抗剪強度降低。加之基巖地下水受泥巖阻隔也從巖土接觸帶外滲入,導(dǎo)致了巖土體逐漸飽水,強度降低?;w內(nèi)部孔隙水產(chǎn)的水壓力、浮托力、水化學(xué)作用再次降低了滑動帶的抗剪強度,并在松散土與基巖接觸面處形成滲流軟弱帶而產(chǎn)生滑坡。由此可見滑坡體滑動變形的主要激發(fā)因素是降雨。
隨著社會經(jīng)濟發(fā)展,交通一直是制約經(jīng)濟發(fā)展的瓶頸。修筑省道S207公路開挖古滑坡堆積體坡腳,形成臨空面,初期采取擋墻在坡腳地帶支擋,未見明顯蠕動跡象。后因坡腳地帶取土,誘發(fā)了滑坡的蠕動變形。過往車輛碾壓尤其是大車的震動荷載,加劇了滑坡的活動。
綜上所述,地形地貌的不利組合和松散的巖土體結(jié)構(gòu)因素已使得該滑坡具備了形成滑坡的主要因素,而降雨及人類活動進一步加劇堆積體滑坡復(fù)活蠕動變形的程度。
據(jù)實地調(diào)查發(fā)現(xiàn)該滑坡雖總體地形坡度較緩,但蠕動變形跡象明顯。一方面滑體物質(zhì)為老滑坡堆積體,結(jié)構(gòu)松散,密實度較低,巖土體力學(xué)強度??;另一方面滑坡已出現(xiàn)過劇烈滑動,滑動面貫通的可能性較大?;卢F(xiàn)狀處于不穩(wěn)定狀態(tài),整體穩(wěn)定性差。在強降雨作用激發(fā)下,極易出現(xiàn)失穩(wěn),整體下滑的可能性較大。
滑坡體周界清晰,滑坡中后坡體出現(xiàn)多條拉張裂縫,兩側(cè)剪切裂縫,前緣鼓丘。極端條件激發(fā)下整體下滑的可能性較大,危險性大。現(xiàn)狀處于緩慢蠕動變形階段,隨著時間的推移,坡體后緣裂縫貫通,側(cè)緣剪切陡坎繼續(xù)加大,松散的殘坡積堆積物具有變形坍垮、滑移、向外擴展的趨勢。
滑坡體現(xiàn)狀處在整體上處在蠕滑階段,但雨季滑坡穩(wěn)定較差。在極端條件下,滑坡有整體緩慢下滑的可能?;麦w發(fā)生滑動后,對省道S207線公路運營安全,威脅車輛行人的生命財產(chǎn)安全。
該滑坡屬古滑坡堆積體的滑動,強降雨或持續(xù)降雨過程發(fā)生再次滑動的可能性較大。建議對該滑坡采用工程治理手段,如在滑體前部設(shè)置抗滑樁,滑體外圍設(shè)置排水溝等工程措施,穩(wěn)定坡體。實施工程治理前,可先采用應(yīng)急處置措施,在坡腳取土位置堆土壓坡腳的處置措施。對受滑坡直接威脅空心磚加工廠搬遷避讓。在滑坡前緣兩側(cè)路段設(shè)置警示標志,提醒過往車輛和行人,尤其雨季注意觀察,謹慎通行。加強監(jiān)測預(yù)警工作,監(jiān)測人員應(yīng)在強降雨及雨后進行巡查監(jiān)測,并逐步完善滑坡前緣北東側(cè)受威脅住戶的搬遷安置工作,確保不因地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷亡。
近年來,古滑坡復(fù)活的情況較為普遍。古滑坡體穩(wěn)定性處在極限穩(wěn)定狀態(tài)邊緣。易受外界環(huán)境改變或人類活動等因素破壞了其原有的平衡,而使之復(fù)活,蠕動變形。一旦發(fā)生蠕動,要使之短期內(nèi)趨于穩(wěn)定難度較大。古滑坡體上的人類活動強度及總量是有限的,應(yīng)結(jié)合古滑坡體的特征,合理部署,控制人類活動的規(guī)模及強度,減少擾動作用。
如線狀人工類工程(如公路、鐵路)優(yōu)先選擇避讓,線路必須穿越,可架設(shè)橋梁或開挖隧洞的方式穿越,避免切坡加載。
本文以南盤江左岸公路古滑坡為例,對其特征、演化、成災(zāi)、機理、防治措施建議等方面論述。并針對古滑坡隱患點的提出防治處置措施。以地質(zhì)環(huán)境背景條件為基礎(chǔ),調(diào)查古滑坡體演化發(fā)育基本特征,可采取削減誘發(fā)因素來控制古滑坡體的穩(wěn)定。達到防災(zāi)減災(zāi)的地質(zhì)災(zāi)害危害的效果,保證人民群眾生命財產(chǎn)安全。