韋 瑋,彭 波
(核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,四川 成都 610061)
2020 年8 月19 日,受長(zhǎng)江5 號(hào)洪水、嘉陵江2號(hào)洪水過境影響,臨近某事務(wù)中心管理用房的洞梁河水位驟升近15 m,大部分填方土體被淹沒浸泡。洪水于8 月20 日退去,水位在一天之內(nèi)又驟降至原水位線。此時(shí),管理用房后側(cè)填方土體出現(xiàn)拉裂變形,隨著時(shí)間的推移,進(jìn)一步發(fā)展為填方邊坡滑塌。邊坡滑塌災(zāi)害靠近管理用房和監(jiān)測(cè)站,災(zāi)害的發(fā)生與發(fā)展威脅在此辦公工作人員的生命安全;其次,填方地基下埋設(shè)有高壓電纜,邊坡滑塌危及電纜及燃?xì)夤艿赖恼J褂?,存在較大的安全隱患。因此,對(duì)該邊坡開展穩(wěn)定性評(píng)價(jià),并及時(shí)采取治理措施,尤為重要。
滑坡區(qū)場(chǎng)地地形總體呈南高北低,原始為溝谷地形,所處位置屬川東平行嶺谷區(qū),以構(gòu)造剝蝕淺丘地貌為主。地貌類型受地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造控制明顯,砂巖發(fā)育位置地勢(shì)相對(duì)較高、地面起伏較大,以條狀山脊、陡坡地形為主。滑坡場(chǎng)地位于洞梁河南西側(cè),原始地貌為寬緩河谷岸坡?,F(xiàn)已回填形成場(chǎng)平邊坡,坡度約45°。最高點(diǎn)位于滑坡區(qū)東南側(cè),高程為192.75 m;最低點(diǎn)位于場(chǎng)地北側(cè)洞梁河,高程為174.20 m,高差達(dá)18.55 m。
場(chǎng)區(qū)位于銅鑼?shí){背斜北西翼,巖層呈單斜狀產(chǎn)出,基巖出露主要為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)泥巖、砂巖,巖層產(chǎn)狀為298°~310°∠43°~46°,優(yōu)勢(shì)產(chǎn)狀308°∠46°,層面結(jié)合較差,多為鈣質(zhì)、鐵質(zhì)充填,局部為泥質(zhì)充填,屬硬性結(jié)構(gòu)面。巖層傾向與主滑方向交角約47°~72°,為切向相交,巖層傾角較大。地震基本烈度為Ⅵ度。
工程區(qū)分布第四系全新統(tǒng)人工填土(Q4m1),沖洪積土(Q4a1+p1)粉質(zhì)黏土,基巖為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組(J2s)泥巖。地層特征分述如下。
素填土:雜色,稍濕,松散~稍密,主要由混凝土塊和砂巖、泥巖塊碎石組成;塊碎石粒徑一般為5~42 mm,地表可見最大約80 mm,約占52%,其間充填黏土,主要為平場(chǎng)時(shí)回填所成,回填時(shí)間約5 a,主要分布于場(chǎng)地大部地表,厚度0.0~20.70 m。該層為滑體的主要組成部分。
粉質(zhì)黏土:灰黃色、灰褐色,可塑狀~硬塑狀,干強(qiáng)度中等,韌性中等,無搖振反應(yīng),切面稍有光澤。約含10%~20%泥巖碎石,粒徑10~25 mm,不規(guī)則狀,手折可斷。該層主要部分位于填土之下與基巖面之上,為河流岸坡沖洪積形成,厚度0.0~8.7 m。
強(qiáng)風(fēng)化泥巖:紫紅色,原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已部分破壞,巖芯多呈碎塊狀?yuàn)A土狀。該層層厚約1.5~4.0 m。
中風(fēng)化泥巖:紫紅色,泥質(zhì)結(jié)構(gòu),中~厚層狀構(gòu)造,主要由黏土礦物等組成,局部砂質(zhì)條帶或團(tuán)塊,鈣、泥質(zhì)膠結(jié)。巖芯多呈短柱狀,節(jié)長(zhǎng)一般13~370 mm。該層厚度大。
滑坡場(chǎng)地地形總體呈南高、北低,為一斜坡地形。地形坡角較陡,一般29°~43°,該地形有利于地表及地下水排泄。勘察區(qū)地表水主要為坡體下部、場(chǎng)地北側(cè)的洞梁河?;碌叵滤雌滟x存特征及水理性質(zhì)可分為松散巖類孔隙水和碎屑巖類裂隙水兩類。地下水主要接受大氣降雨補(bǔ)給,一部分降雨順坡面徑流排泄,一部分從巖、土體裂縫(隙)下滲順裂隙向斜坡低洼處排泄。
滑坡總體平面形態(tài)呈座椅狀。滑坡前緣剪出口位于斜坡下部臨近洞梁河;滑坡前、后緣相對(duì)高差約13.50 m;滑坡邊緣以西側(cè)擋墻為界,東側(cè)以基巖露頭為界?;轮骰较?0°,滑坡寬約31 m,縱向長(zhǎng)約165 m,面積約5.1×103m2,滑體平均厚度約5.0 m,體積約2.6×104m3,為淺層中型土質(zhì)滑坡。
滑體土由含碎石粉質(zhì)黏土及素填土組成,滑面位于土體內(nèi)部及巖土界面,滑床為強(qiáng)風(fēng)化泥巖?;掠珊缶壪蚯熬壷鸺?jí)推動(dòng),各滑面不斷延伸、貫通,后緣及中部沿土體內(nèi)部形成圓弧滑動(dòng),受地層分布影響前緣形成沿巖土界面或粉質(zhì)黏土內(nèi)部的折線型滑動(dòng)。
現(xiàn)階段滑坡變形主要表現(xiàn)為一系列地表裂縫及局部滑塌變形,裂縫連續(xù)呈弧形,最長(zhǎng)約14.70 m,最寬約7 cm,裂縫最大可見深度達(dá)40 cm(見圖1)。最大沉降高差約為6 cm;滑坡上部管理用房為框架結(jié)構(gòu),基礎(chǔ)形式為樁基礎(chǔ),勘察期間,房屋內(nèi)暫時(shí)未見變形開裂跡象。
該滑坡形成主要是以下幾種因素綜合作用的結(jié)果。
(1)人類工程活動(dòng):區(qū)域原始地形坡角3°~33°,場(chǎng)地回填加載前處于穩(wěn)定狀態(tài)。管理用房后側(cè)邊坡回填加載破壞了原斜坡巖土體的整體穩(wěn)定性,是滑坡形成的主要因素,它為滑坡的形成提供了物質(zhì)基礎(chǔ),為下滑力的形成提供動(dòng)力源泉,圖2為滑坡工程地質(zhì)剖面圖。
(2)地層巖性:滑坡分布地層主要為素填土及含碎石粉質(zhì)黏土,強(qiáng)度較低,在重力及地下水作用下易沿人工填土交界面產(chǎn)生軟弱面,從而沿軟弱面產(chǎn)生蠕動(dòng)變形。
(3)水的影響:據(jù)調(diào)查,滑坡變形始于2020 年8 月19 日,受長(zhǎng)江5 號(hào)洪水、嘉陵江2 號(hào)洪水過境影響,臨近事務(wù)中心的洞梁河水位驟升近15 m,而后洪峰退去,水位在一天之內(nèi)又驟降至原有水位線。原填方土體在水位驟升驟降情況下,地下水迅速向外滲流形成動(dòng)水壓力,帶走土體細(xì)小顆粒,導(dǎo)致土體物理力學(xué)性質(zhì)降低,增加填方坡體下滑力,造成坡體垮塌。其次,土體受雨水浸泡,物理力學(xué)性質(zhì)降低,導(dǎo)致坡體穩(wěn)定系數(shù)迅速降低,進(jìn)而誘發(fā)滑坡。另外,原填方坡面未見護(hù)坡設(shè)施,雨水易由坡面浸入坡體,在長(zhǎng)期軟化作用下降低土體強(qiáng)度形成滑帶(面),造成下滑力增大,抗滑力減小,對(duì)滑坡的最后形成起到了促進(jìn)作用。
綜上所述,滑坡區(qū)不利的地形地貌和巖土體是形成滑坡的內(nèi)在因素,而河水的驟升驟降造成滑坡區(qū)地下水流場(chǎng)的變化是滑坡穩(wěn)定性變化的誘發(fā)因素。
選取典型剖面進(jìn)行穩(wěn)定性分析,采用不平衡推力傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算。
計(jì)算所用物理力學(xué)參數(shù)根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)值、相同地區(qū)類似滑坡的工程地質(zhì)類比及參數(shù)反演綜合確定,具體取值如表1所示。
表1 主要物理力學(xué)計(jì)算參數(shù)Table 1 Main physical and mechanical calculation parameters
根據(jù)滑坡變形及工程特點(diǎn),采用以下兩種工況進(jìn)行計(jì)算:
工況1:自重+河水位(枯水期)+天然狀態(tài),安全系數(shù)1.20。
工況2:自重+河水位由189.5 m 驟降至174.2 m,安全系數(shù)1.05,所用時(shí)間1 d,河水位下降速度為V=15.3 m/d,汛期大水后水位發(fā)生驟降。
選用工況1 和工況2 對(duì)典型剖面進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果如表2所示。
表2 典型剖面計(jì)算結(jié)果Table 2 Calculation results of typical section
計(jì)算結(jié)果表明,該滑坡在天然工況下為欠穩(wěn)定狀態(tài),在水位驟降條件下為不穩(wěn)定狀態(tài),計(jì)算結(jié)果和實(shí)際情況基本一致。
(1)該滑坡為牽引式淺層中型土質(zhì)滑坡,穩(wěn)定性分析計(jì)算表明其穩(wěn)定性較差,在河水位驟降下局部已產(chǎn)生滑動(dòng)變形,是典型的河水位下降引起的滑坡。
(2)滑坡巖土體為素填土及含碎石粉質(zhì)黏土,強(qiáng)度較低,在重力及地下水作用下易沿人工填土交界面產(chǎn)生軟弱面,從而沿軟弱面產(chǎn)生蠕動(dòng)變形。
(3)河水位驟降,影響坡體地下水浸潤(rùn)線,改變巖土體非飽和區(qū),巖土體力學(xué)參數(shù)降低;受動(dòng)水壓力作用,滑坡變形失穩(wěn)。