赣州市南康区城市垃圾卫生填埋场滑坡特征及应急处置措施分析

2021-08-31 06:09李海潘黄国平
地基处理 2021年3期
关键词:千枚岩滑体节理

符 勋,李海潘*,许 威,黄国平

(1.江西省赣南地质调查大队,江西 赣州 341000;2.赣州市地质灾害重点实验室,江西 赣州 341000)

0 引 言

南康区城市垃圾卫生填埋场位于龙回镇半岭村陈坑组一条北东东向丘陵沟谷中,已投入使用,进出垃圾填埋场道路位于南侧山坡脚,道路开挖形成高陡人工切坡,2021年3月10日持续降雨中,道路边坡局部发生山体发生滑坡,前缘滑体从人工切坡顶部滑动堆积于道路上,堵塞交通,潜在方量达到26 000 m3,直接威胁垃圾填埋场和垃圾运输车辆及道路的安全。

1 地质环境条件条件

1.1 地形地貌

滑坡周边区域属于丘陵地貌,相对高差一般30~80 m,坡度 20°~30°,局部 35°以上。山顶浑圆,“U”型谷发育,谷底较平缓,山坡植被发育,植被覆盖率达 85%以上,多为松衫杂木等乔本植物。滑坡所在斜坡呈近东西走向,倾向北西,相对高差60 m左右,自然坡度25°~30°,植被发育,主要为杂木和松树,坡脚人工开挖形成三级边坡,每级高度6~11 m,其中下面两级台阶被垃圾填埋。

1.2 地层岩性与岩土体特征

滑坡区及其附近地层主要有[1]:表层为残坡积(Qel-dl)含碎石黏性土,厚度一般0.2~0.5 m,凹坡地带局部可达2~3 m;下伏地层为震旦系老虎塘组(Z2l),岩性为中厚层状石英岩及条带状石英岩(硅质岩)夹含碳砂质绢云千枚岩及绢云千枚岩,岩层产状 350°~10°∠40°~68°,倾向与坡向基本一致,为顺向坡[2]。

残坡积含碎石土厚度变化较大,可塑[3],植物根系发育,中等压缩性,碎石含量20%左右,大小2~5 cm,棱角状,主要成分为石英岩,也见少量砂质绢云千枚岩颗粒。石英岩(硅质岩)抗风化能力较强[4],节理裂隙较发育,被节理裂隙切割成大小0.4~1.0 m的岩块,节理裂隙面多被泥质充填;绢云千枚岩抗风化能力较差,易行成软弱夹层[5]。

1.3 水文地质特征

区域地下水类型有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水[6]。松散岩类孔隙水:主要赋存于残坡积含碎石或碎石质黏性土中,一般情况下,地下水位较低,只有雨季或台风暴雨季节地下水位抬升,才会有地下水[7]。主要靠大气降水补给,垂直入渗给基岩裂隙水或在坡脚直接排泄[8],流经途径短[9]。

基岩裂隙水:赋存于基岩裂隙中,含水量贫乏,从开挖的几个人工边坡看,均未见地下水渗出或泉水出露,地下水位较低。基岩裂隙水主要接受大气降水补给,岩石风化裂隙较发育,坡度缓,利于降水渗入,但由于裂隙多被泥砂充填,渗入补给有限。地下水径流取决于地形及基岩裂隙发育方向,径流量取决于渗入补给量及裂隙发育程度。基岩裂隙水大部分形成径流,呈散流或泉形式,排泄于沟谷洼地。

1.4 地质构造

滑坡及其附近区域构造不发育。滑床地层为震旦系老虎塘组变质岩,岩石受多期次构造影响,节理裂隙发育,其中一组节理产状245°∠40°~65°发育,延伸长数十米,裂面光滑呈舒缓波状,后期被泥砂充填,表现出先压扭后张的特征[10]。该组节理裂隙呈顺坡向产出,为主要的滑裂面[11]。

2 滑坡变形特征

滑坡平面形态呈舌形(见图1),剖面形态呈线形,主轴长52 m,宽约100 m,厚约5 m,面积约5 200 m2,体积约26 000 m3,主滑方向340°。

图1 滑坡平面图Fig.1 Landslide plan

2021年3月10日强降雨中,滑坡产生滑动,后缘位于山脊分水岭处,产生一条拉涨裂缝,延伸长约70 m,下错约2.2 m,并沿着岩层节理裂隙面向前滑移约2 m,后缘壁产状340°∠55°。左右两翼开裂下错明显,与后缘裂缝相连形成滑坡周界,其中右翼变形较大,裂缝下错局部达4 m左右,裂缝可见深度可达5~6 m;左翼开裂宽度达0.7~1.5 m,下错0.5~1.5 m,裂缝中堆积有大小0.4~1.0 m的变质砂岩岩块。滑体上裂缝发育,方向纵横交错,肢解滑体,裂缝宽度 0.2~0.8 m,可见深度 1.5~4 m,表层为残坡积碎石黏性土,下部为变质砂岩、粉砂岩夹千枚状板岩、千枚岩等,松树、杂木等乔木倾斜或倒塌,形成醉汉林(图 2~8)。滑床为震旦系老虎组(Z2l)变质砂岩、粉砂岩夹板岩,产状为10°∠68°。参考类似工程经验和岩体力学参数,采用理正岩土边坡计算软件对主剖面 A-A’稳定性进行定量计算。采用总应力法,不考虑地震,考虑渗透力作用,不考虑边坡外侧静水压力。根据稳定性分析结果,在工况 1(基本荷载)时边坡稳定性系数为1.08,处于极限平衡状态;在工况2(基本荷载+降雨荷载)时边坡稳定性系数为 0.92,处于不稳定状态。即在暴雨条件下,再次发生滑坡的可能性较大。

图2 滑坡后缘裂缝Fig.2 Cracks on the trailing edge of the landslide

图3 滑坡右翼开裂下错Fig.3 Cracked right wing of landslide

图4 滑体左翼下错Fig.4 Cracked left wing of landslide

图5 滑体裂缝Fig.5 Crack

图6 滑坡全貌及前缘(部分滑体堆积于人工切坡台阶上)Fig.6 Overall view and front edge of the landslide (part of the landslide is piled up on the artificially cut slope steps)

滑面为岩层面或顺坡向节理裂隙面,裂面有泥质、砂质(岩屑)充填(图7~8),厚度5~10 mm,可见明显擦痕。滑坡前缘悬空,部分滑体落入坡脚新开挖道路上,被清理后形成两级台阶坡。滑体绝大部分停留在斜坡上,其前缘高悬,危及坡脚垃圾填埋场及填埋场施工机械和人员生命财产安全[12]。滑坡为岩质滑坡,滑动面形态为折线形;再根据剪出口明显、后缘陡坎后无裂缝发育的特点,推测出潜在滑动面位置;根据滑体裂缝发育,方向纵横交错,肢解滑体的特征,推测滑坡为浅层滑坡。根据以上滑坡特征,推测潜在滑动面如图9所示。

图7 滑面泥质充填物Fig.7 Slippery mud filling

图8 滑面泥砂质充填物中的擦痕Fig.8 Scratches in muddy sand fillings on slippery surfaces

图9 应急放坡示意图Fig.9 Schematic diagram of emergency slope release

3 滑坡成因简析

(1)地形地貌

滑坡位于丘陵斜坡地貌,滑体后缘至前缘相对高差达50 m,斜坡坡度普遍达到25°,局部达30°,相对高差较大加上陡峭的自然坡度是滑坡产生的主要内在因素之一。

(2)地层岩性和岩土体特征

滑坡区地层岩性为中厚层石英岩(硅质岩)夹砂质绢云千枚岩及绢云千枚岩,岩石抗风化能力差异很大,绢云千枚岩易风化成软弱夹层,加上顺坡向产出,是一起滑坡的另一内在因素之一。

(3)地质构造

层间节理裂隙发育,裂隙面光滑呈波状起伏,延伸数十米甚至上百米,产状与岩层产状基本重合,经过多次构造作用,前期表现出压扭后期为张性特征,裂隙面近地表处为泥沙质充填,厚度 5~10 mm,层间节理裂隙发育是引起滑坡的重要软弱结构面之一。

(4)人工切坡与强降雨

垃圾填埋场开挖形成三级人工切坡,总高度达到二十多米,形成高陡边坡,破坏了自然斜坡的结构与力学平衡,在强降雨作用下,地表水沿着顺坡向节理裂隙面入渗,软化泥沙质充填物,降低了节理裂隙面抗剪强度值,从而诱发滑坡。

4 滑坡应急处置措施

目前,大部分滑体仍停留在原始斜坡上,持续降雨将进一步诱发滑坡活动,危及公路及垃圾填埋场安全,因此有必要采取应急处置措施,解除滑坡隐患。

(1)在滑坡外围设置警示牌、警戒线,禁止人员车辆进入滑坡危险区。

(2)由于潜在滑坡隐患规模方量大,影响垃圾填埋场的正常运行,需要立即进行削方减载。针对滑面埋深较浅、延伸长的特点,削方减载后按台阶放坡,以保持边坡的稳定性。总体采取清理滑坡体(削方减载)+台阶放坡+截排水等措施,消除滑坡隐患。

(3)加强对滑坡体的监测和预警,发现险情,及时避让。

5 结 论

南康区城市垃圾卫生填埋场滑坡是由切坡引起强降雨诱发的小型岩质滑坡,目前大部分滑体仍停留在原始斜坡上,形成潜在隐患。滑面为顺坡向节理裂隙面,延伸长贯通行较好,裂面多为泥砂充填,遇水软化变形,再次滑动的可能性大。针对滑面特征,采取相应的应急处置措施,以达到消除隐患目的。

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