【摘要】滑坡在我國地質(zhì)災害中扮演了重要的角色,造成了嚴重的生命財產(chǎn)威脅,必須做好勘查與防治治理工作。本文首先針對我國滑坡地質(zhì)災害進行了簡要分析,其后具體圍繞永州市瀟湘公園滑坡地質(zhì)災害詳細分析了具體的勘查、穩(wěn)定性評價以及防治治理工作,可供參考。
【關(guān)鍵詞】滑坡;地質(zhì)災害;勘查;防治;治理
【DOI】10.12334/j.issn.1002-8536.2022.07.053
引言:
滑坡是山區(qū)和丘陵地區(qū)常見的一種地質(zhì)災害。近年來,伴隨著我國經(jīng)濟的高速發(fā)展,工程建設迅猛發(fā)展,工程活動改變了原有的環(huán)境條件,經(jīng)常誘發(fā)工程滑坡。因此,為確保社會的穩(wěn)定和經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展,保證當?shù)鼐用竦恼Ia(chǎn)和生活,保護當?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境,對滑坡地質(zhì)災害進行勘查、研究、治理具有十分重要的意義。
1、我國滑坡地質(zhì)災害概述
我國山區(qū)地質(zhì)災害頻發(fā),而其中又以滑坡最為常見。2021年,全國共發(fā)生地質(zhì)災害4772起,從災情類型看,滑坡2335起、崩塌1746起、泥石流374起、地面塌陷285起、地裂縫21起、地面沉降11起。作為一種常見的地質(zhì)災害現(xiàn)象,滑坡給人類帶來的災難往往是致命的,其中最常見的是山體發(fā)生變形現(xiàn)象,滑體物質(zhì)沿滑面運動最終中斷交通、掩埋房屋、堵塞河道等,帶給人類致命的災難。
滑坡的發(fā)生通常是多方面誘因相互作用的結(jié)果,如人為因素(例如開挖坡腳、采礦等)改變了坡體原有的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等,造成坡體穩(wěn)定性降低,再加之自然因素(如降雨、地震)的共同作用下,導致滑坡失穩(wěn),發(fā)生滑動。因此,對滑坡體滑坡地質(zhì)災害進行準確的勘查,已成為地質(zhì)災害防治研究的重要課題,準確查找滑動面的位置,評價滑坡體穩(wěn)定性,對滑坡地質(zhì)災害的勘查和防治具有重要意義。
滑坡地質(zhì)災害勘查的主要方法有:收集區(qū)域地質(zhì)或工程勘察資料,勘查人員入場對場地內(nèi)及周邊地質(zhì)環(huán)境進行踏勘,對場地地下巖土體情況,采用坑探,槽探,鉆探,物探等勘探方法進行探明,對巖土體物理力學性質(zhì),采用現(xiàn)場原位實驗以及室內(nèi)實驗獲取。基于滑坡地質(zhì)災害勘查情況,可通過定性、定量及有限元分析的方法評價滑坡穩(wěn)定性,并結(jié)合滑坡特征及工程地質(zhì)條件提出不同的滑坡治理方案,最后利用相關(guān)評價方法對滑坡治理方案進行優(yōu)選,保證滑坡地質(zhì)災害獲得較好的防治治理效果。本文以永州市瀟湘公園HP2滑坡地質(zhì)災害防治工程勘查與防治治理為例展開分析。
2、永州市瀟湘公園滑坡地質(zhì)災害勘查情況
2.1滑坡概況
永州市瀟湘公園東南周邊由于中心城區(qū)工程建設人工切坡形成多處高陡的不穩(wěn)定斜坡。2017年7月1日,受汛期連續(xù)暴雨的影響誘發(fā)了滑坡(群)地質(zhì)災害,包括HP1、HP2、HP3等三個滑坡災害點及斷續(xù)分布的不穩(wěn)定斜坡,其中南側(cè)HP2滑坡位于永州市城投公司—市地稅局后方邊坡,最為嚴重。HP2滑坡為以往工程建設引發(fā)的滑坡地質(zhì)災害,坡體滑動、開裂痕跡清晰,坡腳采用擋墻進行了支擋,但沒有從根本上消除地質(zhì)災害隱患。該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨或連續(xù)強降雨的誘發(fā)下可能加劇滑動,威脅坡體下方多家單位、200多戶住戶2000余人的生命財產(chǎn)安全?;聻暮Ψ植紙D詳見插圖1。
2.2滑坡地質(zhì)災害勘查方法
本次滑坡勘查勘查范圍為滑坡上方后緣至滑坡后緣分水嶺以東30m的穩(wěn)定斜坡,前緣至滑坡可能影響的最大區(qū)域,兩側(cè)以滑坡邊界外50m,南北寬約185m、東西長約150m,面積0.027km。勘查方法包括:地形測量、勘查工程測量、工程地質(zhì)測繪、工程鉆探、取樣及室內(nèi)試驗、原位測試。鉆探工程是查明HP2滑坡特征及工程地質(zhì)條件的重要手段,本次共在滑坡區(qū)內(nèi)施工鉆孔8個,主輔剖面線間距40-50m,鉆孔間距一般為30m,鉆孔深度5.35m~14.12m,滑坡鉆探采用無水沖擊鉆進。本次勘查嚴格按規(guī)范及設計要求,結(jié)合鉆探共采取了14組原狀土樣、3組巖樣及3組水樣,對5個鉆孔滑體粉質(zhì)粘土進行了標準貫入試驗,并對原位測試數(shù)據(jù)進行了校正、分析、計算,查明了粉質(zhì)粘土密實程度,力學性質(zhì)等工程地質(zhì)特征。
2.3地質(zhì)災害體基本特征及危害對象
2.3.1形態(tài)特征
根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及綜合分析,滑坡周界確定主要以地形、基巖露頭、地質(zhì)條件、斜坡裂縫分布及擋土墻開裂位置圈定,滑坡地貌形態(tài)及邊界特征如下:
滑坡后緣:為斜坡東北方向頂部分水嶺,高程142.5m,據(jù)實地調(diào)查,分水嶺北東側(cè)外未見明顯變形跡象,西南側(cè)出現(xiàn)公園游覽道路面開裂沉降,形成的臺坎高度約1.00m。因此,綜合確定斜坡頂部分水嶺一帶為滑坡后緣。
滑坡前緣:該區(qū)域坡體及構(gòu)筑物變形情況主要有:(1)市地稅局樓體北側(cè)坡腳有部分土體垮落,長9m,寬4m,厚0.5-0.8m,滑體為土體及泥質(zhì)粉砂巖風化塊石,方量約25m。(2)擋墻上方排水溝開裂變形;中段10m處磚砌格構(gòu)護坡鼓脹開裂變形;北西端市衛(wèi)計委樓后紅磚擋墻出現(xiàn)外傾和開裂變形現(xiàn)象。綜上所述,滑坡剪出口自東南至北西依次位于坡腳--擋土墻上方—坡腳陡坎處。
滑坡左側(cè)壁:坡體下部有基巖(紫紅色泥質(zhì)粉砂巖)出露,坡體中部、上部表面土體均有新、老裂縫。綜合確定以山頂沿裂縫延伸范圍至坡底作為滑坡左側(cè)壁。
滑坡右側(cè)壁:上部地面裂縫明顯,至中部原抗滑樁下方土體亦有拉張開裂,下部見地面裂縫。因此,根據(jù)邊坡支護情況、地形變化及裂縫分布綜合圈定滑坡右側(cè)壁。
綜合上述,圈定永州市瀟湘公園南側(cè)滑坡范圍,其后緣標高142.5m,前緣標高113.5,前后緣高差29m。主滑方向為230°,沿滑動方向長85m,寬約210m,滑坡區(qū)面積17850m,滑體平均厚8m,體積142800m,為中型土質(zhì)滑坡。
2.3.2物質(zhì)組成特征
(1)滑體:滑體土主要由粘土①1、卵石①2和粉質(zhì)粘土①3組成。
(2)滑帶:根據(jù)鉆探揭露,滑帶主要位于粉質(zhì)粘土①3層內(nèi),施工的8個鉆孔中均揭露了軟塑層,厚0.19-0.38m,濕潤-飽和。
(3)滑床:據(jù)鉆孔資料揭露及地表基巖出露情況判斷,滑坡滑床為下伏泥質(zhì)粉砂巖③,頂部為強風化層。
2.3.3變形特征
滑坡變形主要表現(xiàn)為坡面開裂、路面沉降,護坡、擋土墻等構(gòu)筑物受損及坡體前緣產(chǎn)生小滑坡等。
(1)地面開裂
由于坡體植被發(fā)育,后經(jīng)清理,部分裂縫填埋,勘查工作實測34條新、老裂縫。區(qū)內(nèi)裂縫主要表現(xiàn)為下挫、拉張等(新、老)裂縫,護坡及擋土墻歪斜開裂。
(2)坡體前緣產(chǎn)生小型滑坡
坡體西側(cè)底部靠地稅局旁側(cè)坡體產(chǎn)生新小型滑坡,滑向250°,傾角50°,坡長9m,寬4m,厚度0.5~0.8m,方量約25m,土質(zhì)滑坡,見泥質(zhì)粉砂巖塊石,為小型滑坡。
2.3.4危害對象
滑坡滑動已導致后緣瀟湘公園公路80m開裂沉降損毀,造成直接經(jīng)濟損失約3萬元?;氯栽诔掷m(xù)蠕動變形,威脅區(qū)內(nèi)威脅瀟湘公園游客及下方辦公單位、樓體及住戶200多戶約2000余人,潛在經(jīng)濟損失約5000萬元。
根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864-2016)中滑坡防治工程等級劃分方法,永州市瀟湘公園南側(cè)滑坡防治工程等級為一級。
3、滑坡穩(wěn)定性評價與防治治理措施
3.1滑坡穩(wěn)定性評價及發(fā)展趨勢分析
3.1.1 穩(wěn)定性評價
(1)穩(wěn)定狀態(tài):采用不平衡傳遞法系數(shù)進行穩(wěn)定性計算。天然工況下,滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)影響因素:滑坡的形成是受地形地貌、地層巖性、大氣降水與地表水活動的綜合作用形成,其中大氣降水匯集入滲是誘發(fā)滑坡的關(guān)鍵因素,斜坡地形為滑坡提供了勢能,切坡建樓等人類工程活動是導致滑坡的重要原因。
(3)變形階段:城市建設修建樓體切坡較陡,受強降雨影響坡體曾多次開裂、蠕動,2017年7月1日再次受強降雨影響坡體失穩(wěn)滑動,坡體表面開裂、前緣鼓脹,后緣地表路面沉降、開裂變形?,F(xiàn)場調(diào)查前緣擋土墻未出現(xiàn)開裂破損,具有一定的抗滑能力,勘察揭露的滑帶連續(xù)分布,滑動面完全貫通,滑坡目前處于滑動變形階段。
(4)變形方式:滑坡后緣裂縫切割角度大,前緣裂縫具鼓脹特征,表示地面變形由深部逐步向地表發(fā)展,滑坡屬于推移式滑坡。
3.1.2變形發(fā)展趨勢分析
經(jīng)穩(wěn)定性計算,永州市瀟湘公園南側(cè)滑坡天然狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定,暴雨工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。滑坡累積的變形一旦超過擋土墻結(jié)構(gòu)和坡體允許變形量,滑坡將沿前緣剪出,產(chǎn)生大范圍滑移變形。
3.2既有防治工程評述及治理方案建議
3.2.1既有治理工程評述
(1)擋土墻工程:滑坡前緣為兩階梯狀的混凝土平臺,平臺之上建有樓體,樓體與切坡之間修筑了擋土墻,總長103m,為直立墻,墻寬0.6m,墻高3.2m。現(xiàn)場調(diào)查,該擋土墻墻體未開裂,目前擋土墻能承受滑坡的推力。
(2)截、排水溝工程:人類工程切坡后,擋土墻上部坡體修筑了一道截水溝,總長75m,頂寬0.3m,底寬0.3m,深0.50m。該截水溝截水效果較好,降雨后能及時排走匯集的地表水,水溝未堵塞,無積水留存。目前該截水溝北側(cè)部分開裂,輕微變形、傾斜?;聟^(qū)東部靠南側(cè)修筑了的排水溝,經(jīng)調(diào)查,排水溝北部沖毀,降水后匯聚到坡面裂縫及沖溝向坡腳方向排泄。
3.2.2治理工程方案布置原則
(1)準確界定滑坡工程安全等級,并以此作為地質(zhì)災害防治工程設計基準點。
(2)地質(zhì)災害防治設計必須與社會經(jīng)濟與環(huán)境發(fā)展相適應,與市政規(guī)劃、環(huán)境保護、土地利用、建設規(guī)劃相結(jié)合。
(3)地質(zhì)災害防治設計方案均應滿足永久性地質(zhì)災害防護設計的有關(guān)規(guī)定。
(4)地質(zhì)災害防治設計必須滿足在最不利荷載和工況作用下,能處于正常使用極限狀態(tài)。
(5)防治設計一次治理,不留后患。
(6)采用動態(tài)設計,信息法施工。
(7)治理工程措施應充分吸取當?shù)爻晒Φ闹卫斫?jīng)驗,做到方案可行、技術(shù)可靠、經(jīng)濟。
(8)防治工程結(jié)合現(xiàn)場條件,充分利用土地,避免重復工程,節(jié)省投資。
(9)永久治理,為坡體下方受威脅居民排除安全隱患。
3.2.3治理工程設計參數(shù)建議
根據(jù)本次勘查結(jié)果,參照《滑坡防治工程設計與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T 0219-2006)及《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013)的有關(guān)規(guī)定??够乞炈惆踩禂?shù)取1.10;抗傾覆驗算安全系數(shù)取1.60。設計參數(shù)選取地區(qū)經(jīng)驗值,取值如下:
3.2.4治理方案建議
根據(jù)滑坡的分布范圍、變形特征、誘發(fā)因素、穩(wěn)定現(xiàn)狀與趨勢等,結(jié)合其危害與威脅對象,滑坡的防治方案主要采用鋼管樁、樁板式抗滑樁支擋,前緣擋土墻加固、格構(gòu)錨固及截排水相結(jié)合的型式,并進行長期監(jiān)測,以確?;麦w長期穩(wěn)定。具體方案如下:
(1)坡面削坡卸載:清除塌方及具明顯滑塌趨勢的土方;
(2)鋼管樁:坡體中上部設置1排鋼管砼微型樁,橫向貫穿整個滑坡體;
(3)樁板式抗滑樁:坡體中下部設置1排樁板式抗滑樁;
(4)擋土墻:于滑坡前緣修筑擋土墻及加固原來的擋土墻;
(5)截、排水:坡體切坡平臺靠坡體修筑橫向截水溝,順坡方向修筑縱向排水溝,完善滑坡區(qū)排水系統(tǒng),引導地表水迅速排離斜坡;
(6)削坡后坡面格構(gòu)錨固工程;
(7)生物措施:削坡后坡面植草皮,防止水土流失并兼顧美化環(huán)境;
(8)監(jiān)測:監(jiān)測措施主要是在治理前、治理中和治理后開展地質(zhì)災害巡查和監(jiān)測,檢查邊坡穩(wěn)定性情況和施工質(zhì)量及治理效果。
結(jié)語:
綜上所述,為滿足經(jīng)濟建設的需要,很多地方不得不開山造地,天然地形地貌改變,水土流失嚴重,易誘發(fā)滑坡災害,嚴重威脅當?shù)鼐用裆敭a(chǎn)安全。針對滑坡地質(zhì)災害必須做好勘查工作,通過定性分析和定量計算,結(jié)合立地條件因地制宜確定綜合治理措施,提高滑坡長期穩(wěn)定性,保證區(qū)域社會安全可靠運行。
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作者簡介:
周靈仟(1987.03.05-),本科,工程師,主要從事水工環(huán)地質(zhì)、礦產(chǎn)地質(zhì)工作。