1、滑坡自然地理概况
年4月4日13点15分,重庆市万州区孙家镇荆竹屋基地带发生大面积滑坡,滑坡位于万州区孙家镇天宝村五组,滑坡前缘为孙家-梁平公路,北侧(滑坡前缘坡下部)为渝万高速公路,北京坐标系X:~、Y:~。孙家滑坡地理位置如下图所示。
2、滑坡空间形态
孙家滑坡为新型滑坡,根据详细调查,由于滑坡整体变形、位移明显,边界清楚,滑坡平面形态呈纵长形,形如“长舌状”(详见平面图),滑坡左、右侧乡村公路错位,解体的滑体堆积于冲沟均以冲沟为界,前缘剪出口为梁平-孙家公路内侧边坡坡脚,后缘靠近乡村公路,滑坡后缘高程约~m(雷打石南部乡村公路),前缘剪出口高程约~m(孙家—梁平公路),滑坡相对高差m。
滑体平均厚度约13m,宽度约~m,纵长约m,体积约.44×10m,属大型滑坡。滑坡中后部和前部左侧面滑坡方向°,中前部右侧滑坡方向16°。下方渝万高速公路高程约~m,高速公路外侧居民区高程约m,滑坡相对高速公路外侧居民区高差m。
3、滑坡物质组成及结构特征
(1)滑体
根据现场调查和勘探资料表明,滑坡中后部为土质滑坡,滑体为碎块石土;中前部为基岩顺层滑坡,滑体上部为碎块石土、下部基岩为砂岩和页岩。其中,碎块石土呈褐色、黄褐色、红褐色、黑灰色,主要为砂岩碎块石和滚石、粉质粘土、砂土组成,干燥-稍湿,中上部结构松散,下部结构稍密,碎块石一般粒径1~80cm,局部达80~cm。滚石直径一般为3~5m,局部达8~10m,碎石成份多为砂岩和页岩,块石和滚石成份为砂岩,碎块石呈次棱角状,滚石以浑圆状为主、少量呈次棱角状。本层厚度约0.5~9.9m,中后部厚度相对较厚,中前部厚度较薄。碎块石土以下为砂岩和页岩地层。碎裂页岩体:黑灰色、黄灰色,泥质结构,薄层状构造,局部含砂质重,岩体较破碎,呈碎块状、薄饼状、浑圆状,该层厚度0.5~2.0m。碎裂砂岩体:灰色、灰白色、黄灰色,中~粗粒结构,主要成分为石英、长石,钙、泥质胶结,岩体较破碎,呈碎块状,呈次棱角状、浑圆状,该层厚度1.60~25.5m.(2)滑动带(面)。
(2)滑动带(面)
由滑坡剖面可知,滑坡后部的土质滑坡以岩土界面为滑动带,粉质粘土夹碎石组成,粉质粘土呈可-软塑状,碎石粒径约0.5~2cm,揉搓呈浑圆状,厚度10~30cm,滑移面平直、光滑且分布有擦痕(图6-4)。
滑坡中部为岩质顺层滑坡,基岩内部出现岩层层间滑移面,滑移面平直、光滑,及见有擦痕。滑坡前部在剪出口边坡坡脚表面砂岩之下为灰黑色薄层状的页岩,泥质结构,在页岩层顶面可见已被水浸泡,且有地下水侵出和滴出,可见有泥化物质,岩石强度极软,为软弱层,且上部砂岩由于滑坡滑动揉搓后岩体较破碎,呈碎块、浑圆状,该层页岩为滑坡滑动带,在地下水长期浸泡作用下,抗剪强度逐渐降低。
(3)滑床
该滑坡基岩滑床主要为页岩和砂岩。其中页岩呈黑灰色、黄灰色,泥质结构,薄层状构造,局部含砂质重,岩体较完整,该层厚度0.5~4.6m。砂岩呈灰色、灰白色、黄灰色,中~粗粒结构,主要成分为石英、长石,钙、泥质胶结,岩体较完整。
4、滑坡水文地质条件
(1)地表水系
滑坡分布面积大,为一长斜坡地形,地形坡度较陡,有利于地下水的径流和排泄,且滑坡两侧均分布有1冲沟,大气降水后,滑坡区外上部大面积的地表水和地下水部分汇集到滑坡区内,大部分由两侧冲沟排至斜坡坡脚低洼地带。
(2)地下水特征
地下水按赋存条件划分为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两类。滑坡区上部为粉质粘土夹块碎石,遇粉质粘土无水。地下水类型以潜水为主,局部含上层滞水。地下水主要由大气降水通过地表渗入补给,地下水动态不稳定,水量受季节影响大,降雨后滑坡体内地下水位明显上升。由于区域内地形坡度较大,有利于地下水的径流和排泄,地下水的径流方向总体由北向南,排泄于坡脚地势低洼处。而下部基岩裂隙水由于泥质岩富水性差,砂岩虽具备含水条件,但未揭露出承压含水层,页岩仅在浅层风化带网状裂隙密集部位含水性较好。由于斜坡坡度较陡,开挖切割暴露后排泄条件良好,也不利于地下水的富集。经地面调查,滑坡区内地下水主要为松散岩类孔隙水,水量受季节影响大。
滑坡区地表覆盖层为碎块石土,以下为砂岩和页岩,砂岩为透水层,页岩为隔水层,且页岩位于砂岩以下,由大气降水通过地表松散碎块石土和砂岩渗入补给,并沿砂岩或砂岩和页岩接触面形成地下水,在北侧斜坡坡脚或低洼处排泄,部分地下水在滑坡后部低洼处以泉水方式排出(图6-6)、部分地下水从前缘陡坡坡脚渗出(图6-7),动态不稳定,雨季水量较大,旱季水量明显减少,目前水量约0.1~0.5I/min。
6、滑坡影响因素及破坏机理
(1)影响因素
孙家滑坡为不涉水滑坡,影响滑坡稳定性的因素主要包括地形条件、地层岩性、岩层产状与斜坡产状的关系、人类工程活动及暴雨和地震作用等。
①、地形条件:滑坡在地貌上主要为顺直或凸型斜坡,地形坡度较大(20~30°),加之在滑坡区左、右侧均为冲沟,两冲沟在平面上形成一倒“八”字型,冲沟使得滑坡坡体脱离左右两侧坡体的联系,加之前缘坡度较大,公路修建开挖坡体部分临空,为滑坡的形成和发展提供了有利的临空地形和滑移空间。
②、地层岩性:滑坡中前部均以砂岩、页岩为主,以上硬下软岩体结构类型形成,砂岩中裂隙发育,砂岩、页岩力学强度差异大,中、后部为土质斜坡,且土质疏松,有利于降雨及地表水渗入,表层土以下为碎块石土层,块石含量较多,土层最大厚度为12m,为滑坡的形成提供了有利条件。
③、岩层产状与斜坡产状的关系:整个斜坡区斜坡倾向与岩层倾向一致,形成规模较大的顺向坡,加之滑坡前缘临空,故为本次滑坡提供了内在条件。下部基岩主要为侏罗系中统新田沟组砂岩和页岩,属于易滑地层,砂岩位于页岩之上,页岩为隔水层,地表水和地下水汇集于砂岩和页岩接触面,降低砂、页岩接触面的抗剪强度,且该斜坡为顺向坡,为滑坡产生滑动提供了良好的条件。
④、人类工程活动:在滑坡前缘,原万梁高速公路已废弃采石场和修建孙家—梁平公路开挖形成两级切坡,下方采矿区面积约m2,上方采矿区面积约m2,单级切坡高度10~15m,坡角达50~70°,为滑坡形成创造了临空条件,人类工程活动较强烈;其余地带为居民区、林地和耕地,人类工程活动不强烈。
⑤、暴雨作用:山区降雨频繁,特别是长时间连降暴雨时,导致岩土体中孔隙水渗透压力骤增,降低岩土界面和岩层层面抗剪强度,并形成动水压力。今年3月22日以来降雨次数增多,日降雨量达60余毫米以上(其中3月26日降13.6mm,3月28日降17.1mm),降雨是形成滑坡的诱发因素。
(2)破坏机理
孙家滑坡后部滑体厚度大,地形坡度较陡,加上碎块石的含量较大,土体间的孔隙较多,且砂岩以下有一层薄层页岩,页岩为隔水层,在持续暴雨的作用下,地表水和大气降雨来不及沿地表排泄,迅速下渗进入滑坡体内。渗入的地表水在基岩面一带、砂岩与页岩接触面赋存,致使滑坡土体和软弱层面抗剪强度降低,上部岩(土)体稳定性下降,滑坡中后部滑体先从后部开始下陷蠕变,在地表水和前期降雨的影响下,最后形成贯通的滑面,加上滑坡前缘临空条件较好,滑坡体向前产生滑动。因此,持续的暴雨以及高强度的前期累积降雨是诱发滑坡后缘土质斜坡失稳的重要因素。
另外,由于滑坡前缘中部有两处废弃采石场,采石场开挖形成岩质边坡,为滑坡滑动提供较良好的临空条件。且滑坡前缘左右两侧临空高度较低,而中后部滑动面深度较大,受地形条件约束,无法直接从左右两侧前缘剪出,再加上中部采石场临空条件较好,沿采石场两侧各有一条近于平行采石场侧壁的贯通性较好的结构面,滑坡中后部滑体滑动后受到前缘两侧基岩阻挡,沿采石场两侧结构面,从中部采石场后缘边坡坡脚剪出,滑坡滑体堆积于采石场中,且左侧滑体受前部基岩阻挡后在滑坡中陡缓交界处形成鼓丘和洼地。
滑坡中后部整体滑动29.5m,大量的拉裂槽、鼓丘、洼地、拉裂缝、公路下错等变形迹象主要分布在滑坡中后部。据现场调查访问,滑坡后缘先出现变形,中前部后出现变形,因此从变形和破坏过程来判定,该滑坡主要为推移式滑坡(图6-8)。