南岭乡红卫滑坡地质灾害补充勘查报告

PAGE山西省晋城市泽州县南岭乡红卫滑坡地质灾害补充勘查报告山西省第四地质工程勘察院二〇一二年六月山西省晋城市泽州县南岭乡红卫滑坡地质灾害补充勘查报告项目负责：杨进秋技术负责：何纪林编写：高杨袁玉龙审核：何纪林审定：何纪林总工程师：樊武义院长:贾志宁山西省第四地质工程勘察院二〇一二年六月

目录TOC\o"1-2"\h\z\u第一章前言 1第二章问题经过及施工情况 1第一节问题经过 1第二节施工情况 3第三章新发现的滑坡变形破坏特征 4第一节滑坡边界的变化 4第二节滑坡下伏采空区的变化 4第三节滑坡变形特征的变化 5第四章变化区滑体稳定性评价 8第五章滑坡防治工程方案变更建议 9附图1：泽州县南岭乡红卫滑坡核定后的滑坡和采空区边界图1:5002：泽州县南岭乡红卫滑坡地表变形现状图1:500附件：山西省晋城市泽州县南岭乡红卫滑坡采空区物探勘查报告PAGE7第一章前言泽州县南岭乡红卫滑坡位于泽州县南岭乡红卫村，该滑坡自1996年滑动以来至今变形仍未停止，已经造成红卫小学及村民房屋开裂、南武公路及部分农田被毁，同时潜在威胁红卫村100户、300人，南岭乡政府驻地包括商铺、政府办公机构等630人，总计930人的生命财产安全。灾情发生后，各级政府主管部门高度重视，本着“以人为本、预防为主，减少损失”的原则，先后开展了滑坡地质勘查、可研及治理设计工作，目前该滑坡处于治理工程施工前期准备阶段。经多次深入红卫滑坡实地调查走访及现状地质环境条件调查，并结合红卫滑坡出现的新的变形破坏特征，在红卫滑坡具体成因上出现了一些新的特点，为了进一步核实滑坡诱发因素及影响大小，开展施工阶段地质灾害补充勘查工作很有必要。第二章问题经过及施工情况第一节问题经过根据红卫滑坡勘查报告，红卫滑坡发生的主要因素包括：1.地形因素，红卫一带地处低山丘陵区，滑坡区总体处于一单面坡上，南武公路建设后，由于填方堆积了大量的建筑、生活垃圾等杂填土，使原有的地形地貌变化较大，且现有的这种地形条件有利于滑坡发生。2.地层岩性因素，红卫滑坡滑带即滑面部位，以泥岩为主、强风化、且遇水易软化和泥化，在外力作用和地表、地下水作用下，容易发生滑动。3.构造因素，滑坡区位于晋获褶断带南段边缘，受晋获褶断带影响，岩性极为破碎，同时节理裂隙的发育，进一步促进了滑坡的发生。4.地表水因素，滑坡区堆积了大量的松散层，包括杂填土和上更新统粉质粘土。这些松散堆积物容易接受大气降水入渗，增加滑体重量并促使滑坡下滑。5.地下水因素，滑坡区地下水位埋深均较浅，滑坡前缘附近有地下水溢出带，滑面受地下水浸润，降低其抗滑阻力，导致滑坡体失稳，对滑坡稳定性影响较大。6.采煤因素，红卫滑坡所处部位上世纪70～80年代进行过小规模15号煤采煤活动，同时还曾局部开采过9号煤层。按滑坡勘查报告，红卫滑坡具体成因分析为：=1\*GB2⑴2004年前后在滑坡后缘修建的犁川－南岭－武城县级公路，路面宽6m，本路段为半填半挖路基，在其北侧形成1.5～2.0m的回填路基；红卫村北侧一带，也主要是回填整平后修建的进村道路、厕所等，回填土厚0～2.0m。改变了坡体的自然结构。=2\*GB2⑵由于填土下面的地层主要为铝土质泥岩或碳质泥岩，其导水性差，大气降水下渗后，增加了坡体的重量，并沿泥岩层面形成一层侵润面，从而导致坡体沿侵润面发生滑动。=3\*GB2⑶在红卫村北的冲沟附近分布的一段35m长开采9号煤的采空区或巷道，对滑坡的稳定影响小。根据红卫滑坡现状地质环境现状调查，红卫滑坡勘查报告就红卫滑坡发生因素分析比较全面，具体成因分析前两条相对准确，但第3条采空区的分布范围及其对滑坡稳定性影响大小分析有欠合理；同时，红卫滑坡实际范围也比勘查报告圈定的滑坡范围要大。在红卫滑坡勘查报告和可研报告的基础上，设计单位于2011年6年根据当时滑坡特征对滑坡范围进行了扩大调整，并在上述资料的基础上开展了初步设计。2011年9月30日山西省国土资源厅组织专家组对初步设计进行了评审，评审在充分肯定初步设计方案的基础上，提出了“在项目施工或施工设计前，应对红卫滑坡范围内及周边的采空区进行详细勘察，查明采空区分布范围、埋深等特征，对采空区进行分析评价，并提出采空区治理方案”的要求。综合上述分析，在对红卫滑坡范围做扩大调整处理后，在治理工程实施前，弄清实际采空区分析范围、埋深等特征，以及采空区的存在对滑坡稳定性影响和后续治理工程的影响就很有必要。为此，受泽州县国土资源局的委托，山西省第四地质勘察院承担了红卫滑坡施工阶段地质灾害补充勘查任务。第二节施工情况本次施工阶段补充地质勘查的主要目的是查明红卫滑坡范围内采空区的分布特征，并分析采空区对滑坡稳定性的影响。为此施工单位于2012年3月对红卫滑坡范围及周边采用高密度电法重新进行了物探勘查工作，此次物探勘查共布设物探线9条，测区面积约0.023km2，物探测网线距15m、点距为3m，累计剖面长度1533m，物理点511个。在物探勘查初步解释成果的基础上，施工钻探验证孔5个。钻探验证结果表明：红卫滑坡范围内煤层主要分布9号、15号煤层，9号煤层埋深10.1-34.3m，厚度0.7-1.5m，底板标高670.01-677.80m；15号煤层埋深44.70-60.0m，厚度1.9-3.5m，底板标高638.62-643.51m。5个钻探验证孔全孔漏水，其中ZK2在60.0m位置冒落2.7m、ZK3在55.6m位置掉钻1.1m，根据煤层赋存底板标高来看，应为15号煤层采空区的直观反应；ZK5在20.5m位置冒落0.8m（在18m左右位置还存在塌孔现象）、ZK6（即滑坡勘查中的ZK6）在22.3m位置掉钻0.5m根据5个钻探验证孔揭露9号、15号煤层特征，红卫滑坡范围内9号、15号煤层采深采厚比分别为9.18-31.18、13.44-18.05。第三章新发现的滑坡变形破坏特征第一节滑坡边界的变化红卫滑坡自1996年滑动至今，变形仍没有停止。2011年6月设计单位现场开展地质环境条件调查时，发现滑坡东、西两侧滑坡边界有所扩大，为此本着“实事求是、准确合理”的原则，设计单位根据调整后的滑坡边界进行了初步设计，调整前后红卫滑坡边界如【附图1：泽州县南岭乡红卫滑坡核定后的滑坡和采空区边界图】所示。第二节滑坡下伏采空区的变化根据地质环境条件调查和前期滑坡勘查报告、可研报告成果，红卫滑坡范围及周边有开采9号、15号煤层的历史，尽管开采规模不大，但其开采的无序性，给准确判别红卫滑范围及周边采空区的分布特征带来了困难。前期的滑坡勘查施工钻孔10个，钻孔揭露深度10.1-25.2m，钻孔底板标高611.4-697.4m；10个钻孔中打到9号煤层层位的钻孔只有ZK4、ZK6、ZK7，所有钻孔均没有打到15号煤层所在层位，在打到9号煤层层位的3个钻孔中：ZK6在9号煤层层位掉钻为了进一步弄清红卫滑坡范围及周边采空区的分布特征，确保治理工程的最终效果，根据初步设计评审专家意见，施工单位于2012年3月对红卫滑坡开展了高密度电法和钻探验证补充地质勘查工作，此次钻探验证工作的显著特点在于：其一，施工的5个钻探验证孔均穿过了9号、15号煤层所在层位；其二，采用了更适用可靠的成孔工艺，岩芯采取率相对较高，更能较准确反映实际地层层序。高密度电法和钻探验证结果表明：=1\*GB3①9号、15号煤层在红卫滑坡范围内分布相对稳定，钻探验证揭露9号煤层厚度0.7-1.5m、15号煤层厚度1.9-3.5m。=2\*GB3②红卫滑坡范围不仅存在9号煤层采空区，还存在15号煤层采空区，且采空区分布范围较前期滑坡勘查和可研报告圈定的范围要大。5个钻探验证孔中有4个钻孔揭露9号煤层，而另一个钻孔ZK5揭露到9号煤层层位时有冒落现象；5个钻探验证孔中全部揭露15号煤层，其中两个钻孔ZK2、ZK3在15号煤层层位分别有掉钻和冒落的现象。=3\*GB3③红卫滑坡范围滑坡体和局部滑床岩体相对破碎，补充地质勘查施工的5个验证基本上全孔漏水，在9号煤层层位以上局部地段还存塌孔现象。综合上述分析，红卫滑坡范围及周边不仅分布有9号煤层采空区，还存在15号煤层采空区，采空区分布规模较大。补充地质勘查前后红卫滑坡范围及周边采空区分布如【附图1：泽州县南岭乡红卫滑坡核定后的滑坡和采空区边界图】所示。第三节滑坡变形特征的变化红卫滑坡变形至今仍在发展，当前状态下变形出现了一些新的变形特征：=1\*GB3①滑坡后缘持续下错，滑坡前缘出现了鼓胀裂缝和新的滑塌现象。红卫滑坡邻近原红卫小学一侧的后缘陷坑虽然经过几次回填压实处理，但至今压实填土仍在下陷，和滑坡后缘大致平行的下错张裂缝仍在持续出现和发展，如照片2.3-1所示；红卫滑坡后缘邻近南岭乡街口南武公路路段出照片2.3-1照片2.3-2现了新的滑塌现象，该侧南武公路路面下错高度局部达到了90cm,、而该侧滑坡前缘坡体则出现了鼓胀裂缝，如照片2.3-2、照片2.3-3所示；红卫滑坡前缘中西部剪出口位置在2012年年初出现了局部结冰现象，至照片2.3-3照片2.3-44月份天气转暖解冻后，该侧出现了新的滑塌现象，如照片2.3-4所示；=2\*GB3②红卫滑坡后缘南武公路路面出现波浪型地形，同时出现滑坡后缘垂直的张裂缝和滑坡体局部地面塌陷，如照片2.3-5、照片2.3-6所示。波浪型地形和垂直于滑坡后缘的张裂缝应该说滑坡关系不大，波浪型地形应该为采空地面塌陷直观表现，而垂直于滑坡后缘的张裂缝应该为采空地面塌陷诱发地裂缝。上述变形迹象表明；在红卫滑坡上述区域存在下伏9号或15号煤层采空区，这点与物探勘查和钻探验证结果是相吻合的。照片2.3-5照片2.3-6综上所述，红卫滑坡出现的新的变形特征，一方面说明该滑坡变形仍未停止；另一方面说明该滑坡局部地段出现的地表变形为下伏煤层采空地面塌陷诱发，采空区或许是诱发红卫滑坡并影响其稳定性的重要因素。第四章变化区滑体稳定性评价红卫滑坡实际下伏采空区面积较大，且除存在9号煤层采空区外，还存在15号煤层采空区。较大面积采空区可能是红卫滑坡重要的诱发因素，同时采空区的存在对红卫滑坡场地的稳定性和支挡结构的正常作用发挥会带来不利影响。一般情况下采空区失稳因素包括：1.在采空区上部及其影响范围内进行工程建设，其工程荷载可导致原已塌陷地层的进一步压密，继续形成塌陷。这一点现状条件下，南武公路路面出现波浪型地形可以得到证实。2.人为或自然因素改变采空区的充水状态，可导致采空区原有应力平衡的改变，造成采空区的重新活动。红卫滑坡滑体和局部滑床地层相对破碎，大气降水的直接入渗，会改变红卫滑坡下伏采空区的水文地质特征，易导致采空区复活产生新的塌陷及伴生地裂缝，这一点目前南武公路路面出现的垂直于滑坡后缘裂缝可以间接得到证实。3.临近地区煤层的开采或下组煤开采，有可能打破采空区原有的应力平衡状态，导致采空区的重新活动，塌陷范围扩大。红卫滑坡范围不仅存在9号煤层采空区，还存在15号煤层采空区，由于双层采空区的存在使得红卫滑坡所在坡体应力状态相对复杂，由于受15号煤层采空区的影响，地形变形可能会更剧烈，采空区影响范围可能会更大。4.地下采空区残留煤柱处于风化、煤层自然与压力双重作用之下，随着时间的推移，残留煤柱被压垮以致压碎。这种从量变到质变的过程，将打破采空区原有的平衡，导致采空区重新活动。由于红卫滑坡所在区域煤层开采历史较长，因残留煤柱被压垮以致压碎而造成采空区复活的情况肯定是存在的，此点现状条件下从红卫滑坡范围出现的与采空地面塌陷相应变形迹象可以得到证实。红卫滑坡范围9号、15号煤层采深采厚比分别为9.18-31.18、13.44-18.05。按照采深采厚比判断法，可定性大致判断红卫滑坡范围内煤层开采对地表变形的破坏情况。国内外采矿经验认为，当煤层采深采厚比小于30时，煤采出一定面积后，会引起岩层移动并波及到地表，其地表沉陷和变形在空间上和时间上都有明显的不连续特征，地表变形剧烈，煤矿采空区上方会形成较大的裂缝或塌陷坑；同时当采空区位于斜坡地带下方时，还可能会诱发滑坡地质灾害，这一点与红卫滑坡所处地质环境条件基本吻合，也就是说采空区可能是红卫滑坡重要的诱发因素。同时因采空区复活诱发的地面塌陷及伴生地裂缝对红卫滑坡整体稳定性会带来不利影响。根据前述分析，红卫滑坡下伏采空区具有采深采厚比小的特点，同时因为采空塌陷垮落带的影响，红卫滑坡支挡结构地基岩体完整性相对较差、局部地基岩体还可能处于悬空状态，这无益会影响支挡结构地基稳定性，不利于其正常发挥支挡作用。第五章滑坡防治工程方案变更建议红卫滑坡初步设计主要采用抗滑桩及挡土板、截排水沟与深部排水孔、采空区灌浆等方案，经过施工阶段地质灾害补