湘西朱雀洞紅層滑坡特征及成因分析

1、湘西朱雀洞紅層滑坡特征及成因分析    摘要：論文介紹了朱雀洞大滑坡的現(xiàn)場調(diào)查工作及其特征，根據(jù)滑坡形成過程和空間特征，將滑坡分為河流上游沖刷滑移區(qū)、河流下游側(cè)向牽引滑移彎曲區(qū)，以及滑坡上部第二次牽引滑移區(qū)， 分析 了這一大型復(fù)雜的紅層滑坡的形成機(jī)理。并通過反分析，提出了滑動(dòng) 計(jì)算 的參數(shù)。關(guān)鍵詞：紅層滑坡; 洪水沖刷;地下水; 滑移彎曲1工程概況自2007年7月中旬至8月初，湘西自治州武水河及其支流丹青河流域一直有大到暴雨。湘西瀘溪縣潭溪鎮(zhèn)朱雀洞村隔丹青河的南岸山體，于2007年7月27日凌晨一點(diǎn)多，發(fā)生大面積滑動(dòng)，最大豎向位移20多m，最大水平位移6

2、0多m。該滑坡位于坡頂高程282m，坡腳的丹青河河底高程125m左右。本文試圖進(jìn)行滑坡發(fā)生的成因分析，以提供相關(guān)滑坡治理和工程建設(shè) 參考 與借鑒。2滑坡地質(zhì)條件2.1 滑坡區(qū)域地形地貌滑坡區(qū)域原始地形地貌為山坡上桔林、水田、菜田構(gòu)成階梯狀斜坡地形，斜坡坡度1020o，坡腳為丹青河。丹青河由北至南流至在建高速公路里程K196+700后拐彎,由北東向西南方向流過約900m長的坡腳,在高速公路K197+600對(duì)應(yīng)的河段再次轉(zhuǎn)彎由東向西流出，形成了明顯的U型拐彎。K196+700K197+180路段位于河流彎道沖刷岸的山體中部，距離河道170270m，距山頂200250m，設(shè)計(jì)標(biāo)高為200.60203

3、.69m，其中K196+700780為半填半挖路段、K196+780K197+000為全填方路段、K197+000K197+200為填方向挖方過渡路段。K196+900的填筑高度最大，路基中線最高填土約10m。該路段中樁最大切深5.5m左右。2.2 工程地質(zhì)條件根據(jù)勘探，滑坡區(qū)主要地層包括：第四系全新統(tǒng)（Qh）和白堊系上統(tǒng)（K2）。其中：第四系全新統(tǒng)地層有：填筑土，其成份為粉砂巖路基填料，厚約1.0010.00m；種植土，松軟，分布于農(nóng)田和山坡上，厚約0.300.40m；亞粘土，褐黃色、褐紅色，硬塑狀，厚約1.602.00m，主要分布于邊坡后面的農(nóng)田；碎石，灰黃色、褐紅色，松散，厚約1.006

4、.00m，主要分布于滑體上部。白堊系上統(tǒng)（K2）主要為鈣質(zhì)砂巖與鈣泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖互層，淺灰色、紫紅色，中厚層狀；鈣泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖遇水易軟化。各巖性單層厚度一般24.00m。鈣質(zhì)砂巖主要存在兩層。 勘察過程中揭露強(qiáng)、弱風(fēng)化巖及軟弱夾層。強(qiáng)風(fēng)化層，巖石較破碎，巖芯呈碎石、碎塊狀，巖性較軟弱；弱風(fēng)化鈣質(zhì)砂巖，巖質(zhì)堅(jiān)硬，巖石較完整；弱風(fēng)化鈣質(zhì)泥質(zhì)砂巖，巖質(zhì)較硬，交錯(cuò)層理發(fā)育，巖石較完整；弱風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，巖質(zhì)軟，巖石較完整，該層遇水極易軟化，形成軟弱夾層，局部存在層間錯(cuò)動(dòng)帶。通過勘察對(duì)巖石采取了試驗(yàn)樣，根據(jù)室內(nèi)土工試驗(yàn)結(jié)果，現(xiàn)將巖石天然狀態(tài)下的單軸極限抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)結(jié)果及主要巖土層的力學(xué)

5、參數(shù)分列于表1。2.3 地質(zhì)構(gòu)造坡體基本為一順向坡，坡體巖層產(chǎn)狀1430o，表現(xiàn)為滑坡后緣至前緣巖層傾角由陡逐漸變緩的趨勢(shì)；滑坡邊界主要受兩條斷層F1、F2控制，兩條斷層走向近南北向（F1）和東西向（F2），地貌上并追溯丹青河在滑坡區(qū)的兩次折彎，斷層傾角陡立，兩條斷層在滑坡體后緣呈弧形相交；坡體發(fā)育兩組陡傾角節(jié)理，一組走向近東西，另一組走向近南北。2.4 水文地質(zhì)條件滑坡區(qū)位于斜坡地形，地表匯水面積大，大氣降水是本區(qū)地下水、地表水的主要來源。2.4.1 地表水：本區(qū)的地表水主要為斜坡腳下的丹青河，河水位受大氣降水 影響 大，雨期河水位驟漲，水勢(shì)兇猛，流速湍急，河流上游為一電站，洪水期間庫區(qū)洪水

6、翻壩而過，雨期過后，水位迅速回落，水流趨于平緩。2.4.2 地下水：形成滑坡后的地下水主要賦存于松散的滑體內(nèi)，對(duì)滑坡巖體起到軟化作用，造成坡體強(qiáng)度降低。大氣降水為地下水的主要來源?；聟^(qū)位于比較平緩的階梯狀斜坡上，比較平緩的階梯斜坡為大氣降水的入滲坡體提供良好的地形條件，大氣降水沿松散的巖體入滲后，迅速轉(zhuǎn)化為地下水，主要為潛水，向坡腳下徑流，在坡腳下的丹青河排泄出本區(qū)?？菟竟?jié)地下水在滑面附近波動(dòng)，水位較低，水量較??；雨季，受連續(xù)大規(guī)模的大氣降水影響，一方面坡體易飽水，另一方面丹青河水位驟漲，地下水由于受丹青河水位頂托作用的影響，短期內(nèi)坡體地下水排泄不暢，易造成坡體內(nèi)水位雍高?？辈炱陂g對(duì)坡體內(nèi)

7、鉆孔地下水位的監(jiān)測(cè)證明了這點(diǎn)。3滑坡成因3.1 滑坡形成過程2007年7月15日7月26日以來，湖南湘西地區(qū)暴雨、大雨頻繁，降雨時(shí)間長，降水量大，7月15日，滑坡區(qū)所在的常吉高速公路K196+700K197+180路段路基產(chǎn)生縱向裂縫，裂縫寬度約1mm左右，隨著時(shí)間的推移，降雨的不斷加劇，河水的不斷暴漲，至7月26日下午，路基上的裂縫已 發(fā)展 到3cm寬，而此時(shí)坡腳下的丹青河彎道沖刷河岸局部垮塌，形成3m高的陡坎，坡腳處出現(xiàn)較多的寬大裂縫，歷時(shí)近兩周的大量降雨及洪水的淘蝕，7月27日凌晨，常吉高速公路所在的朱雀洞村段山體產(chǎn)生高速滑移與垮塌，坡腳處的坡面上噴射23m高的水柱，形成后的朱雀洞滑坡在

8、經(jīng)歷8月34日的又一輪大雨后，滑坡的后緣又向山頂擴(kuò)展了68.5m，此后漸趨穩(wěn)定。3.2 滑坡成因3.2.1 坡體內(nèi)的巖土特征是產(chǎn)生該滑坡形成的基本原因。坡體內(nèi)巖性主要為浸水易變軟的軟質(zhì)巖，且為順向坡，巖層產(chǎn)狀較平緩，易產(chǎn)生滑移變形，巖層內(nèi)存在軟弱夾層或泥化夾層、層間錯(cuò)動(dòng)帶，這為滑坡的形成提供有利的先天條件。3.2.2 坡體表層巖土破碎、山體匯水面積大、山體垂直高差大是誘發(fā)滑坡產(chǎn)生的客觀不利因素。整個(gè)山體縱向500余m，橫向500余m（單面坡），高差150余m，匯水面積達(dá)25萬多m 2 。3.2.3 長時(shí)間的大量降雨及洪水的側(cè)向沖刷淘蝕是滑坡產(chǎn)生的直接原因。長期降雨對(duì)滑坡的形成帶來四個(gè)方面的直接

9、影響，即坡體層間強(qiáng)度降低、土體飽水后山體荷載顯著增大、地下水揚(yáng)壓力升高、滑坡后緣靜水壓力增大。7月中旬以來，滑坡所在湘西武水河及其支流丹青河流域連降大雨、暴雨，坡體較為斜緩的地形及坡體內(nèi)松散的坡積層、巖體內(nèi)發(fā)育的陡傾角節(jié)理裂隙為地表水的入滲提供了有利的條件，賦存層間地下水，造成土體飽水、坡體巖層層間強(qiáng)度下降；另一方面由于坡體賦水，層間產(chǎn)生較大的地下水揚(yáng)壓力，對(duì)坡體產(chǎn)生浮托。坡體由軟質(zhì)巖組成，易浸水軟化，軟化后的巖體抗沖刷能力較差，丹青河彎道處坡腳的巖層在河流長期的浸泡淘蝕作用下局部失穩(wěn)坍塌，巖層層面臨空出露，臨空面的形成對(duì)滑坡的形成提供了良好的空間環(huán)境。   &#

10、160;3.3 滑坡特征 常吉高速公路朱雀洞大滑坡周界平面上表現(xiàn)為圈椅狀，周界主要受斷層控制，滑坡長度448m（垂直于常吉路方向），寬度沿常吉路425m，坡腳下的前緣寬約500m。3.3.1滑坡周界：常德端邊界受一斷層控制，斷層產(chǎn)狀傾向近正西方向，傾角陡立，滑坡邊界陡坎由上至下高約210m，肉眼可見斷層及基巖出露；吉首端邊界受傾向近正北的斷層控制，滑坡邊界沿?cái)鄬幼呦蛳蚱孪卵诱?，受常吉路K197+200左側(cè)樁板墻阻擋后沿走向近北西的節(jié)理向常德方向轉(zhuǎn)折，然后沿走向近東西的節(jié)理穿過路基進(jìn)一步向坡腳下河邊延展，地形上受一走向與坡面傾向一致的沖溝控制，部分滑體在沖溝內(nèi)的稻田陡坎邊剪出；滑坡后緣受一組傾向

11、近北西，傾角陡立的節(jié)理控制，上述三組結(jié)構(gòu)面在滑坡后緣相交后形成弧形，后緣邊界陡坎高約24m；滑坡體前緣剪出口位于邊坡坡腳，部分滑坡舌沖入坡腳下的丹青河中。3.3.2 滑動(dòng)面（帶）及滑床：坡體的滑動(dòng)面（帶）產(chǎn)狀由基巖產(chǎn)狀控制?；瑒?dòng)面（帶）傾角表現(xiàn)為后陡前緩，滑坡后緣地段傾角約2130o，滑坡前緣傾角1417o，靠常德端巖層局部傾角10o?；娴男螤钍軒r層層面控制，同時(shí)受順坡向陡傾角節(jié)理的 影響 ，滑面局部存在階坎狀。滑面上發(fā)育滑坡擦痕，其滑移方向與主滑方向一致?；娴闹骰较蚴軒r層傾向控制，約為314316o?；瑤翞榉凵百|(zhì)泥巖中軟弱夾層或泥化夾層，呈軟塑土狀。滑動(dòng)面的下部滑床巖性主要為較為完整

12、的弱、微風(fēng)化巖。根據(jù)鉆探及地質(zhì)調(diào)繪，滑動(dòng)面的埋深主要表現(xiàn)為后淺前深，滑坡后部滑面埋深約011m，K197+000左側(cè)上部邊坡滑床已經(jīng)出露；滑坡前部滑面埋深1320m。3.3.3 滑坡裂縫：滑坡體內(nèi)的裂縫按走向可分為近東西向、南北向、北東向、北西向，力學(xué)性質(zhì)可分為拉張裂縫、鼓脹裂縫，此處不再詳述。3.3.4 滑體：根據(jù)勘探,滑體主要由殘積的碎石土、強(qiáng)、弱風(fēng)化巖組成，滑體厚度約020m，滑體體積約260萬m 3 。3.4 滑坡的分區(qū)根據(jù)滑坡的變形特征，滑坡主要可分為區(qū)（河流上游沖刷滑移區(qū)）、區(qū)（河流下游滑移彎曲區(qū)）、區(qū)（上部二次滑動(dòng)區(qū)）三個(gè)分區(qū)（詳見圖1工程地質(zhì)平面略圖）。區(qū)（河流上游沖刷滑移區(qū)）

13、：斜坡區(qū)位丹青河的沖刷岸，在山洪的沖刷側(cè)蝕作用下，坡體下部失穩(wěn)坍塌，進(jìn)而引發(fā)坡體上部滑動(dòng)，形成滑坡區(qū)?；聟^(qū)前緣寬約215m，一般寬度約170m?；虑熬壐叱虨楝F(xiàn)在溝床以下附近，后緣高程約208m?；碌匦慰傮w呈圈弧狀，后緣陡坎高度達(dá)9m左右，滑坡后緣斜坡坡度為19o，滑坡區(qū)總體坡度為14o?；露逊e區(qū)地形變化較大，其中在高程160m一帶存在一相對(duì)隆起帶，隆起帶呈N42oE走向，其內(nèi)側(cè)地形反傾強(qiáng)烈，隆起帶上部地形相對(duì)較緩，總體坡度12o，下部地形相對(duì)較陡，坡度達(dá)26o?；禄噙_(dá)近100m，近下游側(cè)緣中上部一帶N74oE裂縫較發(fā)育，裂縫具有向下游方向變窄的特點(diǎn)。河床一帶的滑體巖層近水平，表明該

14、處滑帶位于現(xiàn)今河床下部附近。區(qū)（河流下游滑移彎曲區(qū)）：滑坡區(qū)在滑移過程中，通過巖層對(duì)滑坡區(qū)產(chǎn)生側(cè)向牽引，區(qū)巖層產(chǎn)生滑移彎曲，直至滑落。斜坡總體坡度16o，滑坡體主滑方向?yàn)镹4550oW。在高程174181m一帶存在一明顯的隆起帶，隆起帶總體走向?yàn)镹50oE。 區(qū)（滑坡上部二次滑動(dòng)區(qū)）：在第一次滑動(dòng)基礎(chǔ)上，于8月初的暴雨過后，山體上部又發(fā)生一次規(guī)模較大的滑動(dòng)，滑坡的滑動(dòng)方向?yàn)镹4550oW。該次滑坡前緣位于公路一帶，高程約191194m，后緣位于255m高程一帶，滑坡在237m高程以下與II區(qū)在平面上重疊?；鲁５露诉吔缡茏呦蚪媳睌鄬涌刂疲锥诉吔缡茏呦蚪鼥|西斷層控制，平面形態(tài)呈近三角形?；?/p>

15、坡坡面總體坡度為17o，前緣相對(duì)寬緩，坡度為12o。4滑坡穩(wěn)定性 計(jì)算 根據(jù)滑坡發(fā)生前后的地形圖、地質(zhì)資料及 目前 滑坡的滑動(dòng)狀態(tài)，選取五個(gè)典型地質(zhì)斷面（圖2是五個(gè)典型地質(zhì)斷面之一）反算滑面力學(xué)參數(shù)?；瑒?dòng)面參數(shù)計(jì)算結(jié)果為：滑動(dòng)段（上部順層滑動(dòng)面）C17kPa 1=14°抗滑段（下部巖層折曲剪切段）C219kPa2=25-26°5結(jié)論以朱雀洞紅層滑坡為 研究 對(duì)象，對(duì)其特征和成因進(jìn)行了深入探討，采用極限平衡 理論 對(duì)其穩(wěn)定性進(jìn)行了判定。本文的研究成果對(duì)紅層順向邊坡和滑坡工程具有一定的借鑒作用。 參考 文獻(xiàn) ：1 彭華，吳志才.關(guān)于紅層特點(diǎn)及分布 規(guī)律 的初步探討J.中山大學(xué)學(xué)報(bào)，2003，42(S)：109113.2程強(qiáng)，寇小兵，黃紹檳. 中國 紅層的分布及地質(zhì)環(huán)境特征J.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2004.3張倬元，王士天，王蘭生等.工程地質(zhì) 分析 原理M.北京：地質(zhì)出版社，1997.4孫玉科，牟會(huì)寵，姚寶魁等.邊坡巖體穩(wěn)定性分析M.北京： 科學(xué) 出版