东溪危岩滑坡群特征及稳定性评价.pdf

第17卷第3 期 2006年 9月 地质灾害与环境保护 Vo l . 1 7 ， No . 3 J o u r n a l o f Ge o l o g i c a l H a z a r d s a nd E n v i r o n m e n t P r e s e r v a t fo n S e P t e mb e r 2 0 0 6 文章编号 1 0 0 6 一4 3 6 2 2 0 0 6 0 3 一0 0 5 8 一0 4 东溪危岩滑坡群特征及稳定性评价 谭昌明‘ ， 李辉“ ， 刘良春3 1 . 广元市地质环境监测站， 四川广元628 0 17; 2 . 阿拉斯加大学采矿与地质工程系， 美国阿拉斯加州费尔班克斯9 9 7 0 9 ; 3 . 四川省地矿局9 09 水文地质工程地质队， 四川江油6 217 0 1 摘要 东溪危岩滑坡群是危岩和滑坡的集合体， 现为四川省省级地质灾害监测点。 本文在阐述东溪 危岩滑坡群特征的基础上， 研究分析其成因， 通过剖面递推系数法计算， 对危岩滑坡群的稳定性进行评 价， 进而对危岩滑坡群的危害进行评估， 为优化整治措施提供了依据。 关键词 东溪危岩滑坡群， 特征; 稳定性 中图分类号 P 6 4 2 . 2 2文献标识码 A 东溪危岩滑坡群， 位于四川省苍溪县东溪镇。 1 9 9 1 年6 月12 日 特大暴雨诱发滑坡， 滑坡体堵塞 田菜溪河流形成堰塞湖， 继而发生溃坝， 冲毁桥梁 1 座， 公路数百米， 中断交通达 3 个月， 直接经济损失 1 500 万元。多年来该危岩滑坡群给当地群众的生 命财产安全构成潜在威胁， 影响了当地经济发展。 目 前该危岩滑坡群已被确定为四川省省级地质灾害 监测点， 正在申报国家治理项目。 1 地质环境条件 区域地貌属低山丘陵区， 单面山地貌， 总体坡度 一般80 一15 。 ， 山顶平缓。危岩滑坡群分布区因砂、 泥 岩互层形成三级缓坡和四级陡崖， 缓坡坡度多在30。 以上， 陡崖坡度均大于7 00， 部分直立甚至呈负地形。 1 . 1 地层 区域内出露地层有第四系、 白翌系和侏罗系。 为砂页岩互层， 且表现出岩性控制地形的特征， 即蔺 泥岩形成缓坡， 砂岩形成陡崖。第四系的松散堆积 物覆于缓坡平台之上。 1 第四系全新统崩坡积物、 残坡积物 分布于 缓坡平台， 上部为崩坡积物， 下部为残坡积物。 2 白至系下统剑门关组 K ， j 为砂泥岩不等 厚互层。分为5 段， 第一段、 第三段、 第五段为长石石 英砂岩， 岩石坚硬性脆， 裂隙发育。偶夹泥质砂岩、 泥 岩， 风化后形成岩腔。第二段、 第四段为砂质泥岩、 泥 岩， 岩石较软弱， 差异风化及重力变形形成缓坡地形。 3 侏罗系上统莲花口组J3 1 以砂质泥岩、 泥 质砂岩、 泥岩为主， 夹砂岩， 共分为 3 段， 上段和下段 均以泥岩为主， 岩性软弱， 风化强烈， 中段为砂岩， 坚 硬、 性脆， 裂隙发育。 1 . 2 地质构造 危岩滑坡区属单斜构造山地。砂岩产状 1 3 50 乙80 。泥岩、 砂质泥岩中裂隙多闭合。砂岩中发育两 组裂隙 ①1 18。 匕83。 ， 裂宽 0 . 05一0 . 3 m， 部分充填碎 石土; ②2 2 5 0 艺7 6 0 ， 裂宽0 . 0 5 一0 . 4 m ， 局部受裂隙切 割后外倾张开， 充填碎石土。两组裂隙相互切割。 1 . 3 水文地质工程地质条件 区内水文地质条件简单， 地下水类型多属基岩 裂隙水， 含水层为侏罗系J 3 D、 白蟹系 K ， j 长石石 英砂岩; 第四系松散层孔隙水仅在预制场一带出露。 1 土体为粉质粘土夹碎块石和粉质粘土， 前 者分布于平台表层， 为第四系全新统崩坡积物， 厚5 1 2 m; 后者分布于泥岩顶面， 为第四系全新统残 坡积物。湿一很湿状态， 可塑一软塑， 部分为流塑状 态， 易顺层产生滑动变形。 2 岩体为软弱的泥岩、 砂质泥岩夹泥质砂岩 岩组和坚硬一较坚硬的砂岩岩组， 前者较软弱， 表层 风化强烈， 易开裂， 遇水崩解。岩石风化后形成缓坡 收稿日期 2 0 0 5 一 0 8 一 1 6改回日期 2 0 0 5 一 1 1 一 2 1 万方数据 第 17卷第 3 期谭昌明、 李辉、 刘良春 东澳危岩滑坡群特征及稳定性评价 平台; 后者坚硬、 性脆， 裂隙发育， 部分已被切割成孤 立块体， 该层底部为软弱泥岩， 风化后形成岩腔， 致 使上部岩体临空， 随着砂岩裂隙加宽加深， 易产生倾 倒式崩塌， 目前有三处已发生变形。 3 滑带土性质 1 号基岩滑坡滑床为全风化 的泥岩， 根据物理力学试验， 饱和抗剪强度 C 一94一 l o 4 k p a ， 沪 7 2 0 一7 . 6 “ ， 干抗剪强度C 二5 3 1 一5 6 5 k p a ， 沪 1 3 . 9 “ 一1 5 . 7 0 。 W号滑坡滑床为饱和的粉质粘土， 根据物理力 学 试 验 资 料， 饱和 抗剪 强度c 29. s k P a ， 沪 二 4 . 5 。 ， 干 抗 剪强 度C 二 3 3 ， Z k p a ， 沪 5 . 4 。 。 N 个 坚圃函巨 旺苍 比例尺1 1 0 0 0 0 2 危岩滑坡群变形特征 2 . 1 形态特征 东溪危岩滑坡群是滑坡和危岩的集合体， 上部 为基岩滑坡， 中部基岩倾倒开裂变形形成危岩， 下部 土层滑坡， 它们之间相互关联、 相互影响。 上部 1 号基岩滑坡为一新月型， 分布于第三级 陡坎至第四级陡坎之间。 中部铜岩贬危岩体为剑门关组的长石石英砂岩 构成的陡崖， 沿陡崖出现倾倒拉裂变形形成危岩， 局 部已出现崩塌。 下部地形呈凸型坡， 为3 个中小型滑坡构成的 滑坡群， 滑坡形态呈圈椅形， n、 111、 W号滑坡毗邻相 接 图 1 。滑坡群形态特征见表 1 。 表1 东溪危岩滑坡群形态特征 C h a rac t e r o f t h e l a n d s l i d e g r o u p s a n du n s t a b 1 e roc km a s 吕 Ta b l el 编 号轴长/ m宽/ m 厚/ m 面积/ m 体积/ m 3 3 8 3 . 9 6 . 5 6 8 2 1 。 8 4 70 4 0 2 8 . 2 2 X1 0 4 16 7 232 6 0 76 6 32 49 0 5 1 36 1 29 . 5 X1 0 4 33 5 03 . 6 5 X1 0 4 图 1 东溪危岩滑坡群平面图 F i g . 1 S t r e t c hm a po f l a n d s l i d e sa n du n s t a b l er o c k m a s s o f D o ng范 1 . 滑坡及其编号; 2 . 危岩体. 3 . 公路 2 。 3 变形特征 1 号滑坡后缘拉裂缝长达 6 00 m， 宽 1 . 8 一4 . 2 1 1 1 0 铜岩贬危岩体仅有部分变形， 其余处于开裂变 形阶段， 裂缝宽 0 . 5 一2 . Zm， 其间镶嵌有 1 号滑坡 的剪出体， 该裂缝顺陡崖发育， 底部有泉水出露， 泉 点以下因差异风化致使前缘出现连续的岩腔。 n、 m号滑坡位于斜坡的中下部， 后缘拉裂缝长 12o m， 拉裂缝宽3 8 。 m， 中部出现两级拉裂， 前缘 剪出， 使前缘堡坎拉裂、 推挤变形。 W号滑坡位于田菜溪粮站附近， 该滑坡出现滑 动变形 导致水池围墙拉裂 ， 裂缝长逾 30 m， 裂缝 宽2 一5 “ mo 3 危岩滑坡群形成机制 3 . 1 形成条件 1 1 号滑坡 后缘滑动变形明显， 为基岩切层 滑坡， 由多级切层拉裂形成， 岩体尚未发生整体下 座， 仅发生水平滑移。其成因为 阶梯状地形为滑坡 提供了活动空间; 构造裂隙是滑坡的后缘边界; 软弱 的泥岩夹层成为有利的滑动介质; 暴雨及地震是主 要的激发因素。 2n、 111、 W号滑坡 位于斜坡的下部， 其形成 机制为 临空的地形为滑坡滑动提供了空间; 砂泥岩与 第四系的接触面成为滑坡滑动的软弱结构面; 地下 水和雨水是滑坡滑动的润滑剂。 3 铜岩贬危岩变形体 位于工 号滑坡的前缘， 其形成机制为 陡峻临空的地形是崩塌发生的前置条件; 岩体 结构及构造裂隙是发生崩塌的基础条件， 降雨和地 5604479166问 J任︸吕，口，自 R︶1口0即00 1 号滑坡 双号滑坡 111号滑坡 W号滑坡 确岩贬危岩体 2 . 2 给构特征 1 号滑坡的结构特征是硬质滑体， 软弱基座。 滑体以砂岩为主， 夹泥质砂岩和砂质泥岩。滑 带土为泥岩、 砂质泥岩。滑床为软弱泥岩。 铜岩泛危岩体的结构特征亦为硬质岩体， 软弱 基座 。 危岩体为长石石英砂岩， 两组裂隙与原生结构 面的组合切割， 使岩体脱离母体， 在砂岩底部可见新 鲜的压裂痕迹。泥岩软弱基座的强烈风化形成岩 腔， 陡立的砂岩开裂体在坡脚临空后形成危岩， 极易 产生崩塌。 11 、 111 、 W号滑坡滑体为松散的第四系全新统残坡 积物， 滑带土岩性为粉质粘土， 滑床为紫红色泥岩， 据 工程揭露滑面附近地下水富集， 土体呈饱和状。 万方数据 地质灾害与环境保护2 0 0 6年 震是发生崩塌的激发条件。 3 . 2 复活机制 1 1号、 W号滑坡 目前处于蠕动变形阶段， 未产生大规模滑动。特点 ①滑坡边界明显， 后缘拉 裂缝连续分布; ②滑动面已形成， 滑带土已受下滑扰 动; ③前缘为陡坎， 具备滑坡滑动的临空面， 其中W 号滑坡前沿挡墙已变形; ④地下水丰富且大气降雨 易从后缘拉裂缝中人渗， 具备滑坡滑动的水动力条 件。 可见它们具备复活条件， 在暴雨的激发下有再 次滑动的可能。 2 n号、 111号滑坡 目前均处于稳定状态， n 号滑坡前缘已修建一浆砌条石堡坎。m号滑坡 1 9 9 1 年曾大规模滑动， 暴雨激发下可能产生小规模 滑动。 3 铜岩贬危岩体特点 ①危岩体拉裂缝发育， 致危岩体脱离母岩， 形成孤立岩体; ②部分危岩体下 已形成临空的岩腔地形; ③暴雨或特大暴雨时， 裂缝 中易充水， 软化基座并产生静水压力。 可见该危岩体具备复活条件。 4 危岩滑坡群稳定性评价 滑坡的稳定性计算采用极限平衡方法的传递系 数法[lj， 考虑地震力作用和静水压力作用， 计算公式 为 倾角 。 岩体破坏时， 饱和状态的泥岩基座将发生 压碎挤出切角破坏， 角度将增大 ; 九 为水的自重 k N/ m3 。 稳定性计算参数选取采用权重取值方法， 即试 验值、 地区经验值和滑坡稳定性现状的反算值进行 权重取值。 工 号滑坡、 W号滑坡和铜岩贬危岩体稳定性计 算结果见表2 。 表 2 东溪危岩滑坡群稳定性计算结果 T a b l e 2 S t a b i l i t y a p p r a i s a l o f l a n d s I i d e g rou p s a n d u n s t a b l er o c kma s s 编号计算状态 稳定系数 k 1号基岩 滑坡稳定性评价 天然状态饱和状态 不考虑静水压力考虑静水压力 1 。 4 61 。 0 3 稳定 该状态相 当于 滑坡变形之初， 滑坡欠稳定 W号滑坡 稳定系数 k 稳定性评价 稳定系数 乏 俐岩贬崩 塌变形体 稳定性评价 稳定 1 . 0 7 处于蟠变状态 1 。 0 1 不稳定状态 计 算断面为调查 的危险断面 注 n、 班号滑坡规模较小， 未进行计算 官 户lj .1矛 1 式中， K为滑坡的稳定系数; R ‘ 为第 1 条块的抗滑 力 k N / m ; 界为作用于第1 条块滑面上的滑动分 力 k N / m ; R 。 为第n条块的抗滑力 k N / m ; 兀 为 作用于第n条块滑面上的滑动分力 k N / m 。 危岩体计算时考虑 危岩体的自重力、 孔隙水压 力 两个方向的力 、 水平地震力。 计算公式 K〔 Wl 仁 Wl . c o 明， . 51 明 ， ‘ 音 B 一 。 2 〕 / 音 H 奋 、 h 十 奋 、 b W 资b Wl WZ E1二 ， ，. 下 丁 月 J 乙 式中， K为稳定系数， W 为基座段的岩体 自重 k N ; W 为临空段岩体自重 k N ; B为危岩体宽 度 m ; b l 为基座段的岩体宽度 m ， b 为临空段的 岩体宽度 m ; H为岩体高度 m ; 夕 为软弱基座的 5 滑坡推力计算 因R、 111号滑坡规模小 且111号滑坡滑动后仅残 留有部分滑体 ， 故仅选择 1 号及W号滑坡 最危险 断面 进行计算。 计算公式 尸 ; “P * ， 巩一 1 F ， 工一尺 式中， 凡为滑坡推力计算安全系数; P ‘ 、 尸 1 一 ， 分别为 第1 块、 第1 一1 块滑体的剩余下滑力kN / m ; 工为 作用于1 块滑动面上的滑动分力 k N / m ; R ‘ 为作 用于第1 块段的抗滑力kN / m ; 巩一 ， 为第 1 一1 块 滑体的传递系数。 剩余下滑力、 滑动分力、 条块的抗滑力计算与滑 坡稳定性计算所取参数相同， 滑坡推力安全系数按 两种情况选取 在最不利工况条件下取F 片1 . 20， 一般情况下取凡 1 . 15。 采用前述计算方法， 区别天然和饱和状态， 计算 各滑面稳定系数， 并按安全系数为1 . 20 和1 . 15分 别计算剩余下滑力。 W号滑坡 天然状态滑坡稳定， 下滑推力为零; 饱和状态， 安全系数为K1 . 20 和K1 . 15时其 剩余下滑推力分别为 1 2 2k N / m和8 3 . 3 8 k N / m。 1 号滑坡 天然状态滑坡稳定， 下滑推力为零; 饱和状态下 考虑静水压力 ， 安全系数为K1 . 20 万方数据 第 17 卷第 3 期 谭昌明、 李辉、 刘良春 东溪危岩滑坡群特征及稳定性评价 6 . 3 预管监测 在1 号滑坡后缘拉裂缝处和铜岩贬危岩体各布置 两个长期监测预警点， 专人负责监测， 雨季加密监测。 6 . 4 搬迁避让 对受直接威胁的村民全部搬迁避让。 7 结论 东溪危岩滑坡群系互层的砂泥岩因差异风化后 沿裂隙拉裂变形形成， 也有松散堆积物因暴雨激发 形成， 其规模较大， 天然状态下基本稳定， 但饱和状 态下 1 号滑坡、 IV号滑坡处于欠稳定状态。铜岩贬 危岩体处于不稳定状态， 且目前正处于变形发展期， 遇暴雨或地震等条件可能激活滑坡， 诱发崩塌。直 接威胁山下村民人身财产安全。建议 1 首先将危险地带的 16户村民迁出危险区。 2建立健全滑坡监测及预警预报系统， 发挥 群策群防的优势， 对1 号、 W号滑坡和铜岩贬危岩体 变形情况进行重点监测， 发现变形加剧要采取应急 措施， 保障人民生命财产安全。 参考文献 廖育民. 地质灾害预报预警与应急指挥及综合防治实务全书 [ M ] . 哈尔滨地图出 版社， 2 0 0 3 9 8 8 一 1 0 1 1 . 任致远. 地质灾害防治实例实施手册〔 M〕 . 安徽文化音像出版 社， 2 0 0 4 7 3 3 一 7 3 5 . 成永刚. 近二十年来国内滑坡研究的现状及动态口〕 . 地质灾害 与环境保护， 2 0 0 3 ， 1 4 4 1 一 4 . 一IJlweJ，11 11已‘，0 rLFL工了‘ 和K1 . 15 时其剩余下滑推力为 166 . sk N / m和 1 3 5 . 7k N/ m。 6 危岩滑坡群的危害及防治措施 根据稳定性计算和发展趋势分析， 山体仍不稳 定， 若遇特大暴雨或地震， 可能诱发滑坡和崩塌， 直 接危害斜坡下部 10 余户居民60 余人的生命和财产 安全， 山体崩塌将对田菜乡粮站及附近居民安全产 生影响， 威胁财产价值约 12 0 00 万元。建议采取以 下措施 6 . 1 生物措施 滑坡区范围内的水田改为早作; 斜坡的中下部 退耕还林; 对斜坡中上部的天然林加强保护。 6 . 2 1程措施[ 2 ， 3 〕 1 排水 ①清除1 号滑坡区拉裂缝中的碎石， 用粘土回填夯实， 防止坡面水人渗。在后缘拉裂缝 后壁稳定坡段， 开挖一条浆砌块石环形排水沟， 截断 后山来水， 引流于两侧沟谷中。②n、 111、 IV号滑坡 规模较小， 在滑坡外围修建环形排水沟， 在滑体上修 建树枝状排水沟。 ③在铜岩贬危岩体裂缝内侧修建 截水沟， 将地表水排出开裂体外。 2 阻滑 ① 1 号基岩滑坡滑体， 在剪出口上侧 布置一排锚索。②n、 m土层滑坡规模较小， 毋需抗 滑治理; W号滑坡用浆砌条石挡土墙。 3 支挡 对铜岩贬危岩体山体开裂部分， 浆砌 条石支撑， 用混凝土充填封闭岩腔， 以支撑危岩体并 遏制岩腔进一步风化。 T HE CHARAC T ERI S T 1 C SAND S T AB L I T Y 0FT HE LANDS L 1 DE GR0UP SAND UNS T AB L E R0CK MAS S0FD0NGXI T A NC h a n g m i n g l ， L I H u i Z ， L I UL i a n g c h u n 3 1 . G u a n g y u a nMo n i t o r i n gS t a t i o n o f G e o l o g i c a l E n v i ron m e n t ， G u ang y u a n 6 2 8 0 1 7 ， C h i n a ， 2 . Dep a r t m e n t o f Mi n i n g a nd G eol o g i cal E n g i n e e r i 雌， U n i v e r s i t y o f A l a s k a ， F a i r b a n k s ， A K， 9 9 7 0 9 ， U S A， 3 . N o . 9 0 9 T e a mo f H y d ro一g eol o g y a n dE n g i n e e r i n g G e o l o g y ， S i c h u a n B u r e a u o f G eol o g ya nd Mi n e r a l R e s u r c e s ， J i ang you 6 2 1 7 0 1 ， C h i na A bs t rac t T h e l a nds l i d e g rou p s a n d u n s t a b l e ro c k mas s o f D o n g 范， w h i c ha r e c l a s s i f i e da s p rov i n c i a l i n s p e c t i o ns p o t s o f g co- l o g i c a l h a zar di ns i c h u a n P rov i n c e ， a r e i n d u c e db y t h e roc k f a l l s a n d l a nds l i P s . I n t h i s P a p e r ， b a s edo n d e l i nea t i n g t h e c h a r a c t e r - i s t i c s o f t h e l a nds l i d e s a n d u n s t a b 托roc k m a s s o f Don g 劝a n d a n a l y z i 昭 i t s fo r m a t i o n ， t h e s t a b i l i t y o f t h e l a n d s l i d e s a r e e v a l u a t ed b yu s i n gt h e c r o s s 一s e c t i o ni ndu c t i v e f a c t o r m e t h o d s .F u r t h e r ， t h e h az a r d n e s s o f l a n d s l i d e s i nt h i s r e g i o ni s a c c e s s e d .I t p r o - v i d e s a r e fe r e n c e o f e 雌i n e e r i n gd e s i g nfor t h e o P t i m i z e dt r e a t m e n t P r oj ect . K 盯w o r ds T h e l a n d s l i d e g rou p s a nd u nst a b l e r o c km a s s o f D o ng城; c h a ra c t e r i s t i c s ; s t a b i l i t y 作者简介 谭昌明 1 9 6 5 一 ， 男， 工程师， 主要从事灾害地质、 环境地质、 工程地质及水文地质研究。 万方数据