龙川县麻布岗滑坡灾害及其防治研究

2015-06-05 09:37曹春山王存良
山西建筑 2015年10期
关键词:坡脚滑坡体斜坡

曹春山 王存良

(内蒙古第二水文地质工程地质勘查院,内蒙古 鄂尔多斯 017000)

龙川县麻布岗滑坡灾害及其防治研究

曹春山 王存良

(内蒙古第二水文地质工程地质勘查院,内蒙古 鄂尔多斯 017000)

在野外现场调查、滑坡灾害勘查及稳定性计算的基础上,论述了广东省龙川县麻布岗镇后山滑坡地质灾害问题,通过对地质背景、形成机理以及影响因素的分析,结合滑坡稳定性评价结果,提出了削坡减载、抗滑支挡、地表排水、坡面绿化滑坡综合治理方案,研究结果对有效防治该滑坡灾害具有重要意义。

地质灾害,滑坡,综合防治,稳定性

0 引言

近年来,为了满足城镇化的发展需要,依山切坡修路、建房等正逐步成为缓解土地资源稀缺的重要手段。人类工程活动对原有自然地质环境生态的改造,已成为诱发滑坡地质灾害的重要影响因素。由于滑坡灾害数量大、分布广、发生频繁,其灾害所造成的影响面涉及到国民经济和人民生活的各个领域[1],因此,滑坡地质灾害引起了人们的高度关注。

长期以来,众多学者对滑坡的形成、诱发机制进行了潜心研究,取得了一些探索性的成果[2-4],从降雨及水动力学方面分析滑坡过程和诱发机理越来越受到重视[5,6]。应该强调的是地质灾害的形成条件及影响因素是非常复杂的,滑坡所处斜坡地质条件是形成地质灾害的内在因素,外在诱发因素包括降雨、地震、人为扰动等等。正确的认识滑坡的类型、规模、地质条件、诱发因素及破坏机理和模式是制定滑坡防治方案的基础。

龙川县麻布岗镇人民政府后山边坡自出现变形以来,边坡变形逐步发展和扩大,其后多次活动,严重威胁坡脚相关单位及居民的生命财产安全,因此,调查研究该滑坡灾害,分析其规模、诱发因素、成因机制等,提出有效的防治措施,对确保当地人民群众的生命财产安全具有重要现实意义。

1 地质环境背景

1.1 地形地貌

麻布岗镇处于低山、丘陵地貌区的宽缓沟谷中,滑坡处于一小山丘南侧斜坡地带,自然坡度约30°,坡面上植被茂盛。坡脚为人工开挖的边坡,其自然斜坡分为2个~3个平台,平台高度4 m~8 m不等。

1.2 地质构造

区内断裂构造较发育,根据区域地质资料,滑坡区位于河源深断裂带北东段上,总体走向北东,局部为北北东向或北东东向。在滑坡体北侧见有基岩出露,南侧地表浅层基岩节理裂隙较发育,主要节理裂隙共3组,第一组产状185°∠42°,为层面;第二组产状81°∠60°,裂隙面平直、光滑,延伸2 m~3 m,节理密度2条/m~5条/m;第三组产状347°∠79°,裂隙面较平直、光滑,延伸长度不大,节理密度1条/m~3条/m。

1.3 地下水

区内地下水类型按其赋存条件有松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两类。其中松散岩类孔隙水含水层为第四系残坡积层(Qedl),该层土质松散,孔隙较发育,透水性较好,利于降水补给;基岩裂隙水主要分布于震旦系钙质砂岩和石英砂岩层中,节理裂隙较发育,但大多为闭合状态,多为钙泥质充填。

2 滑坡概况

滑坡位于麻布岗镇人民政府后山边坡体上。滑坡体后缘见有一条弧形的横向张裂隙,与滑坡后缘边界基本平行,裂缝长约35 m,宽15 cm~20 cm,可见深度约1 m~1.5 m。滑坡体前缘沿裂缝冒泥浆,坡脚排水沟开裂错位。滑坡剪出口位于坡脚沟壁上,剪出迹象清晰。滑坡体上也有多条横向张裂缝,滑体上可见树木倾倒滑坡地貌。

滑坡体由残坡积粉质粘土夹碎石组成,土质松散,滑坡体长约50 m,宽近30 m,厚约8 m~10 m,平面上呈圆拱形,规模约1.5万m3,属小型滑坡。

3 滑坡形成机制

根据野外实地调查、钻探、室内测试等综合分析,麻布岗滑坡的成因与地形地貌特征、斜坡的岩土体特性、降雨及人类工程活动密切相关。

1)地形地貌:滑坡处于低山、丘陵地貌,相对高差较大,地形坡度较陡。滑坡前部为人工开挖的边坡,构成高陡的临空面,为滑坡的形成提供了有利的空间条件。

2)边坡岩土体特征:滑坡所处地带基岩为震旦系深变质岩系,表部为残坡积粉质粘土层,内夹碎石,土质较松散,物理力学性质差,稳定较差,易沿坡脚向临空面产生滑移。

3)降雨:滑坡形成于斜坡中下部,其上缓斜坡体植被较发育,有利降水入渗。在暴雨及连续降雨作用下,岩土体含水量激增导致强度降低;同时地下水顺坡向径流使得边坡土体的动、静水压力增加,导致主滑段土体产生滑移,并最终导致滑坡的形成。

4)人类工程活动:滑坡所属斜坡处于城镇区,人类工程活动强烈,已发滑坡北侧及山顶局部被人为改造为耕地,南侧开挖山体坡脚形成了高陡的人工边坡,是诱发滑坡的主要因素,此外,在边坡体上进行耕作,破坏植被,加剧了地表水入渗,也不利于边坡的稳定。

4 滑坡稳定性评价

1)计算方法:滑坡稳定性计算采用GB 50021—2001岩土工程勘察规范推荐的剩余推力传递法。该方法可考虑滑体自重、动静水压力及滑带土抗剪强度差异等因素的影响。

2)计算工况:滑坡体在天然状态和连降暴雨作用下所受荷载包括自重、动水压力及浮托力。暴雨对潜在滑坡的作用表现为经入渗或径流改变地下水位以及地下水位以上潜在滑坡体物质的含水量,从而改变潜在滑坡体自重、动水压力和浮托力等荷载以及潜在滑体土和滑带土的抗剪强度,进而影响潜在滑坡体的稳定性。根据麻布岗滑坡的形成机理及实际受力状态,确定以下两种计算工况,工况一:自重;工况二:自重+暴雨。

3)计算剖面:本次稳定性计算选用1—1′,2—2′和3—3′三条剖面(见图1),其位置依滑坡的形态、稳定情况及钻孔位置确定。

4)岩土物理力学参数:滑坡稳定性分析计算参数主要依据勘察钻探分析测试资料确定,滑带土残余强度采用反算法确定,各参数取值见表1。

表1 岩土物理力学参数取值表

5)安全系数计算:经计算,剖面1—1′控制南侧边坡段处于相对较稳定的状态,但在连降暴雨情况下稳定系数不高;2—2′剖面控制的中部人工边坡在天然状态下边坡处于基本稳定状态,但安全余度不高,在连降暴雨时处于临界稳定状态;3—3′剖面控制的北侧边坡目前已发生小规模滑坡,在天然状态下稳定性系数很低,在连降大雨时有进一步失稳的可能,计算结果见表2。

表2 边坡稳定性定量评价计算结果

5 滑坡防治对策研究

影响麻布岗滑坡稳定性的因素包括低强度的边坡岩土体、坡脚切坡和雨季连降暴雨等,考虑到滑坡的成因机制、形态特征、变形规律、稳定状况及成灾体特性等,防治工程措施应做到经济、安全、合理、可行。按上述分析,对麻布岗滑坡提出如下应急防治措施及工程治理方案[7,8]:

1)应急防治措施。

考虑到本滑坡灾害危险性及危害性,在未采取工程处理措施前应采取如下应急防治措施:a.由于降雨入渗是引发和加剧滑坡的重要因素,因此在未采取综合治理措施前,应对地面裂缝进行灌浆处理,防止雨水入渗对滑坡的稳定造成不利影响。b.制定完善的监测方案,加强监测与巡查,做好预警工作,特别是暴雨及连续降雨期间,应加大监测的力度。

2)防治工程方案。

滑坡的防治方案既要考虑滑坡的基本要素特征、机理等要素,又要保证方案技术合理、经济可行。结合麻布岗滑坡的现状及对于土地的再利用,提出削坡减载+抗滑支挡+地表排水+坡面绿化的综合防治方案。

a.削坡减载:考虑到坡体稳定性及政府、学校等用地要求,将原有斜坡进行分级削坡减载处理,控制削坡分级高度、坡率满足稳定性及有关规范要求。

b.抗滑支挡:目前东南侧滑坡已出现明显活动迹象,为了满足“一次根治,不留后患”的防治原则,在边坡东南侧坡脚设置抗滑桩或重力挡土墙进行支挡,桩长伸入滑动面以下一定深度,确保充分发挥抗滑桩的抗滑效果,挡土墙需满足抗滑移及抗倾覆要求。

c.坡面锚固:清除滑坡松散土体及分级削坡后,西侧坡脚地段仍有高陡人工边坡,存在局部失稳问题,因此,对高陡坡面采用锚杆(索)格构梁护坡,确保边坡的局部稳定。

d.地表排水:在滑坡治理范围内的坡顶、坡脚及各级削坡平台做好截排水工作,在较陡的坡面可设置急流槽或跌水,并保证排水系统能够有效运行,确保地表水及时排除滑坡影响范围,有效减少地表水入渗对于滑坡稳定的不利影响。

e.坡面绿化:考虑到滑坡防治的生态效益,对治理后的边坡进行穴植绿化处理。

6 结语

1)麻布岗滑坡成因复杂,导致坡体失稳的长期作用主要是滑坡体的物质较松散、斜坡岩土体抗剪强度低,以及不合理开挖导致坡脚应力集中;滑坡的诱发因素主要是降雨及农耕,降雨入渗恶化了斜坡岩土体的物理力学特性,并最终导致滑坡发生。

2)稳定性分析结果表明,南侧边坡目前处于相对较稳定的状态,但强降雨条件下稳定系数不高;中部人工边坡处于基本稳定状态,但安全余度较低;北侧边坡目前已发生小规模滑坡,在强降雨条件下处于临界平衡状态,随时有进一步滑动的隐患。

3)考虑到麻布岗滑坡的特殊性,提出了治理前对裂缝进行灌浆封闭、加强监测及巡查的应急处理方案;依据滑坡稳定性计算结果,同时考虑到滑坡防治后对于土地再利用的特殊要求,提出了对麻布岗滑坡采用削坡减载+抗滑支挡+地表排水+坡面绿化的综合防治方案。

[1] 张振中.黄土地震灾害预测[M].北京:地震出版社,1999.

[2] Ersmann T H.Mechanisms of large landslides[J].Roch Mech,1979(12):15-46.

[3] Sass K.Geotechnical model for the motion of landslides[A].In:Proceedings of the 5th International Symposium on landslides[C].Rotterdam:A.A.Balkema,1988:37-56.

[4] 黄润秋.中国西部地区典型岩质滑坡机理研究[J].地球科学进展,2004,19(3):443-450.

[5] Brand E W,Premchitt J,Phillipson H B.Relationship between rainfall and landslides[A].In:Proc.4th International Symposium on landslides[C].Toronto, Bitech Publishers,Vancouver,Canada,1984:377-384.

[6] 张加桂.三峡库区奉节县新城宝塔坪小区大型复杂滑坡特征及成因机制[J].地质论评,2000(4):431-436.

[7] 郑颖人,陈祖煜,王恭先,等.边坡与滑坡防治工程[M].北京:人民交通出版社,2007.

[8] 徐邦栋.滑坡的分析与防治[M].北京:中国铁道出版社,2001.

Landslide disaster and its prevention and mitigation of Mabugang in Longchuan County

Cao Chunshan Wang Cunliang

(InnerMongoliaSecondHydrogeologyEngineeringGeologicalProspectingInstitute,Erdos017000,China)

Based on field investigation, exploration of landslide disaster and stability analysis, Mabugang landslide in Longchuan County, Guangdong Province is discussed. Based on analyses on geological setting, formation mechanism and influencing factors, combined with quantitative evaluation of landslide stability, the comprehensive control scheme, including cutting slope, sliding resistance, draining and slop greening, are proposed. The research has important significance to effective prevention and mitigation landslide disaster.

geologic hazard, landslide, prevention and mitigation, stability

2015-01-23

曹春山(1977- ),男,硕士,工程师; 王存良(1976- ),男,高级工程师

1009-6825(2015)10-0075-03

P642.22

A

猜你喜欢
坡脚滑坡体斜坡
软弱结构面位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响
单一挡土墙支护边坡安全性的数值模拟研究
陕北矿区黄土沉陷坡面土壤有机质的时空变化特征及对土壤侵蚀的影响
信仰的“斜坡”
秦巴山区牟牛沟滑坡体治理施工技术
梦是长长的斜坡(外一首)
强震下紫坪铺坝前大型古滑坡体变形破坏效应
基于灰色系统理论的滑坡体变形规律研究
一毫米治好“坡脚井”
无轨斜坡道在大红山铁矿中的应用