广西桂广滑石矿龙胜矿区新选厂滑坡群特征及稳定性评价

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　　摘要：文章从地层岩性、地质构造、水文条件等方面，阐述该滑坡群的基本特征和形成机制；通过传递系数法和Janbu法、Bishop法的滑坡稳定性计算对比分析，结果表明：天然状态下，2号滑坡及4号滑坡目前整体稳定系数处于1.05～1.15之间，处于基本稳定状态，（雨季）整体安全系数处于1.00～1.05之间，处于欠稳定状态， 3号滑坡、5号滑坡产生滑动后，目前处于暂时稳定，在旱季可保持基本稳定，在暴雨状态时3号滑坡、5号滑坡主断面的安全系数均小于1.05，处于不稳定状态。最后，提出为提高滑坡稳定性应采取的工程加固措施，具有较高的实践和理论意义。
　　关键词：新选厂滑坡群滑坡特征 形成机制
　　中图分类号: P642.22 文献标识码: A
　　1引言
　　广西桂广滑石矿龙胜矿区新选厂滑坡群位于龙胜县鸡爪村，现存较大的滑坡有5处，2008年已经治理了 1号滑坡，目前3号、5号滑坡已经滑动，造成了重大经济损失， 2号、4号滑坡已经逐渐发展连成一体，一旦发生大规模滑动，将危乡镇公路、新公路及前缘厂房，公路上车辆、行人的安全，危害性较大，预计可能造成的损失将达到5000万元左右。多年来该滑坡群给桂广滑石矿及当地群众的生命财产构成威胁，严重影响桂广滑石矿生产生活和当地经济的发展。
　　2滑坡区地质环境条件
　　2.1地层岩性[1]
　　新建选厂滑坡群初露地层主要有：第四系Q和元古界上板溪群合桐组四段（Ptbh4）。其中第四系分为素填土层及残坡积层，各地层分布、岩性特征如下：
　　1、路面 为乡镇公路的沥青路面及其稳定层，厚度0.5～0.8m,平均厚度0.63m。
　　2、素填土（Q4ml）：主要分布于新选厂乡镇道路附近，褐色、灰褐色、红褐色、黄褐色或杂色。由粘土、碎石角砾和砾粗砂等组成，局部夹块石，硬杂质含量30～60％不等，稍湿～湿，孔隙大，软硬不均，厚度1.1～2.2m，平均厚度1.43m。
　　3、含粘土角砾(Q4el+dl）：广泛分布于滑坡群山体表面，红褐色，局部黄褐色、灰褐色，粘土含量约20～49％，粘土为可塑～硬塑状，角砾、碎石成分以细碧岩为主，粒径一般为1～4cm，砾粗砂含量约15％，局部夹有粒径4～30cm不等的块石，稍密～中密状，厚度0.3～12.9m。
　　4、强风化细碧岩（Ptbh4，）红褐色、浅灰绿色，显微鳞片变晶结构，变余交积细碧结构，有枕状、气孔状、杏仁状构造。风化强烈，属于次软岩，风化裂隙发育，岩芯破碎，局部已全风化成碎石土状，该层分布于滑坡群大部地段，厚度0.7～14.1m。
　　5、中～微风化细碧岩（Ptbh4）
　　红褐色、浅灰绿色，显微鳞片变晶结构，变余交积细碧结构，有枕状、气孔状、杏仁状构造。中等风化――微风化，属于极硬岩，岩芯较完整，厚度大，未揭穿该层。
　　2.2地质构造与地震
　　新选厂滑坡群位于南岭系与广西“山”字型脊柱的复合部位，三门复式倒转背斜的次级构造―林家湾背斜的西翼，矿区构造为更次一级的倒转向斜构造，轴部为合桐组第五段白云大理岩段及拱洞组千枚岩、板岩段，两翼侧为合桐组第四段细碧岩段，轴向北东15～20°。由于受区域地质构造作用的影响，致使基岩面倾角较陡，节理裂隙较发育，力学强度及抗风化能力受到一定影响。本区地震动峰值加速度等于0.05g，反应谱特征周期为0.35s，地震基本烈度等于Ⅵ度，矿山抗震设防≥Ⅵ度。
　　2.3水文地质
　　矿区地下水主要受大气降水补给，其埋藏深度与地形有关，山背部位约6～10m，地下水位随季节变化较大，变幅11.5m滑坡区水文地质条件简单，地下水类型有基岩裂隙潜水和松散层孔隙水。由于滑坡所处位置较高，钻孔孔底高程高于区域地下水位，孔内均未见地下水，土层的渗透系数为1.09～3.42m/d，土层为中等透水层。
　　3滑坡群特征
　　根据调查危害较明显的滑坡共有5处， 1号滑坡已经治理。主要分布于山体560m高程以下。各滑坡主滑方向与山坡坡向基本相同或相近，总的影响范围近30000m2，总方量144224m3。（图1）
　　
　　图1 桂广滑石矿龙胜矿区新选厂
　　3.2滑坡结构特征及变形特征
　　1号滑坡已经治理，目前已处于稳定状态，滑坡群前缘、后缘和滑坡体内地表出现多处裂缝，多数裂缝延伸长，多数钻孔发现滑动带有镜面、擦痕及搓揉现象，滑带土特征明显（见表2）。
　　表2 滑坡结构特征及变形动态综合分析表
　　Table 2 The structure and deformation of landslide dynamic comprehensive analysis table
　　滑坡名称 滑坡前缘 滑坡后缘 滑坡
　　两侧 滑坡体 滑动带（滑动面） 滑坡发育阶段
　　2号滑坡 滑坡前缘已修建挡墙开裂，降雨后有水渗出。 后缘呈阶坎状地形，乡镇公路开裂发育拉张裂缝。裂缝宽0.5～10cm，长度5～20m， 边界
　　明显 滑体出现拉裂缝，排水沟拉裂。 厚度0.1～0.3m。见镜面、擦痕及搓揉现象。 强变形阶段
　　3号滑坡 挡墙破坏，局部土体已经冲下鸡爪河，造成鸡抓河堵塞，降雨后有水渗出。 后缘滑面已经出露呈阶坎状地形，局部发育拉张裂缝。 边界
　　明显 滑体中部较厚，两侧薄， 厚度0.1～0.4m，呈软塑状，土体松散，滑动迹象明显见搓揉现象。 已经滑动，暂时稳定，滑坡壁在降雨时有坍塌现象
　　4号滑坡 挡墙和乡镇公路路面都出现了新的裂缝 出现开裂，裂缝长2～10m，宽2～5cm， 边界
　　明显 滑体出现拉裂缝，排水沟拉裂。 部份勘探孔见滑面及搓揉现象。 强变形阶段
　　5号滑坡 挡墙破坏，局部土体已经冲下乡镇公路 出现开裂，裂缝长5～10m，宽2～5cm， 边界
　　明显 滑体出现拉裂缝，挡墙破坏，排水沟拉裂。 部份勘探孔见滑面及搓揉现象。 已经滑动，暂时稳定，雨季时后缘发生局部坍塌
　　4 滑坡群形成机制
　　4.1形成条件
　　（1）地质条件
　　滑坡群山坡岩体表层多为坡积、残积土层覆盖，坡残积土岩性主要为含粘土碎石，透水性相对较好，致使雨季时坡残积土体与强风化细碧岩接触面局部饱水。土体受水浸泡后重量增加，抗剪强度降低，在坡残积土层与强风化层接触面易形成滑动面，产生滑坡。坡残积土层与强风化层接触面为软弱面，遇到连续集中降雨、大强度降雨入渗到下部泥岩顶面时受阻，顺分界面运移，滑带土软化，强度降低。加之后期人类活动作用改变了斜坡原有的应力状态，促使坡体发生变形，在长时间的变形积累下，应力进一步集中，最终产生滑动。
　　（2）地形条件
　　滑坡区地形上总体为上陡下缓，自然坡度25~45°，局部在45°以上，新选厂的建设，开挖坡脚，致使上述结构面露于人工边坡上，由于人工边坡大部分尚未采取防护措施，或设计有挡土墙，但施工进度缓，使岩土体长期暴露受风化影响而强度迅速降低，在暴雨或其它突变因素诱发下，易产生滑坡。
　　（3）降雨条件
　　据气象资料，年平均降雨量1546.2mm，雨季月平均降雨量273.9mm,日最大降雨量317mm，小时最大降雨量57.3mm，每年雨季集中在4－8月份，且大部分以暴雨或强降雨形式出现，延续时间长，大量雨水渗入山坡，造成地表土体重量增大和下伏含水层地下水位升高，泡软软弱结构面，使软弱结构面力学强度降低，使山体易于沿软弱结构面产生滑坡。
　　（4）人类工程活动
　　主要的人类工程活动有新选矿厂建设、修建新公路、房屋建设、乡镇公路等，对坡体进行切坡和填方，所形成的切坡或填方边坡高度10～30m，这些边坡为土质和岩质边坡，部分地段已经采用片石挡墙进行支护，但还有相当部分未进行支护，在降雨时，边坡发生变形垮塌失稳。

　　4.2滑坡形成机制[2]
　　（1）1号滑坡已经治理，目前处于稳定状态。
　　（2）2号滑坡，4号滑坡目前处于蠕动变形阶段，未产生大规模滑动，特点：①滑动边界明显，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前缘为都坎，具备滑坡滑动的临空面，其中2号、4号滑坡前沿的挡土墙已经开裂变形④大气降雨易从后缘拉裂缝中入渗，具备滑坡滑动的水动力条件。
　　（3）3号滑坡、5号滑坡已经发生，目前暂时处于稳定状态，在暴雨的激发下可能产生小规模的滑动。
　　可见2号、3号、4号、5号滑坡具备滑移条件，在暴雨的激发下有再次滑动的可能。
　　5 稳定性计算
　　5.1计算方案的选取
　　极限平衡理论的刚体极限平衡法是建立在Mohr-Coulomb准则基础上的，是工程实践中最广泛、最成熟的方法。本次新选厂滑坡群稳定性评价采用目前理论成熟，且在生产实践中应用最为广泛的刚体极限平衡分析法。在极限平衡分析中，由于传递系数法具有力学概念清晰、适用面广、操作简单的优点， 因此本研究选用这种方法对新选厂滑坡的稳定性进行综合分析评价，并把Janbu法、Bishop法的计算结果作为分析参考[3] [4]。
　　5.2计算参数的选取
　　（1）、滑坡体土重度的确定
　　根据滑坡体室内土样试验结果和本区前人勘察资料以及周边同类边坡现场大容重试验资料，考虑土层土质不均，局部颗粒有架空现象，综合确定滑坡体土天然重度取20.5KN/m3，饱和重度取21.0KN/m3。
　　滑坡参数的确定在土体的剪切强度参数选取时，考虑室内试验成果与反演分析，并根据试验值，同时考虑碎块石对抗剪强度的影响，综合确定参数值（见表3）。
　　
　　
　　表3 滑坡群滑动带土抗剪强度和滑体容重参数
　　
　　
　　5.3滑坡稳定性评价
　　通过综合分析滑坡群特征、影响因素形成机制、滑坡稳定性计算结果和现场调查结果后，对其稳定性评价如下：
　　2号滑坡及4号滑坡目前（旱季）整体稳定系数处于1.05~1.15之间，处于基本稳定状态，（雨季）整体安全系数处于1.00~1.05之间，处于欠稳定状态，稳定性计算结果表明：在天然条件下， 2号、4号滑坡体处于欠稳定状态，在暴雨(工况Ⅱ)的情况下，2号、4号滑坡稳定性差，将产生整体滑移。3号滑坡、5号滑坡产生滑动后，目前处于暂时稳定，经计算，在清除滑坡体前缘堆积物恢复原建筑场地后，在旱季可保持基本稳定，在暴雨状态时3号滑坡、5号滑坡主断面的安全系数均小于1.05，处于不稳定状态，还会产生新的滑移（见表4）。
　　表4滑坡群稳定性计算结果表
　　
　　
　　6 结论及建议
　　（1）结论：①2号、3号、4号、5号滑坡组成的滑坡群滑坡体总方量144224m3，分布和影响范围约30000m2,处于蠕动变形和暂时稳定阶段，其危害对象主要为下方新选厂及其机械设备、进厂道路、职工和居民生命和财产。②稳定性计算结果表明：在暴雨状态时，各滑坡处于欠稳定～不稳定状态，在极端不利工况下，有发生滑坡等地质灾害的可能。
　　（2）建议①为了确保乡镇公路、新选厂厂房、附近居民的生命安全，防止滑坡地质灾害发生和灾害加剧，应及时对2、3、4、5号滑坡进行加固治理。②根据场地地质条件、地形条件，提出采用预应力锚索+抗滑桩+挡土墙为主体结构的抗滑体系与地表地下排水相结合的综合防护加固方案[1][5]。③建立完善的地表排水系统，防止地表水入渗，确保边坡体的稳定。④建立滑坡、边坡变形监测系统，监测其发展变化情况。
　　
　　
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