鄭冬冬
(莆田市東圳水庫管理局 351137)
淺析渠道山體斜坡破壞的防治
鄭冬冬
(莆田市東圳水庫管理局 351137)
山體斜坡是地質災害的形式之一,不僅破壞了原有的山體結構,也給周圍渠道的正常使用造成巨大的破壞力。從自然地質構造看,山體斜坡極易導致山體滑坡問題且容易引起地質結構損壞,對山體斜坡的穩(wěn)定性、安全性都是很不利的。為避免山體斜坡對渠道帶來的不利影響,做好斜坡現(xiàn)象的防治處理十分重要。針對這一點,本文以東圳灌區(qū)渠道為對象,分析了有關渠道山體斜坡的防治方法。
渠道 山體斜坡 破壞 防治方法
最近幾年,地質報告顯示山體斜坡是國內自然災害的多發(fā)形式,每年我國的山體斜坡事件持續(xù)增長,這些均意味著我國地質構造開始出現(xiàn)異常變化。若不及時處理山體斜坡問題,對于社會經濟、生態(tài)系統(tǒng)的長期發(fā)展都會是一道很大的障礙[1]。國家在地質勘查中要注意山體斜坡問題,發(fā)現(xiàn)異常情況后盡快要求當?shù)夭块T采取措施處理。現(xiàn)結合東圳灌區(qū)渠道山體斜坡處理案例進行分析。
東圳灌區(qū)渠道地處福建東南沿海,位于莆田市,周圍跟臺灣島相互靠攏。由于地理位置特殊,頻繁遭受臺風侵襲;此外,隨著市場經濟的不斷發(fā)展,很多外來投資商對渠道沿線進行房地產開發(fā),大量高層建筑、商務大樓的出現(xiàn)使得原先完整的地質構造被破壞,這些現(xiàn)象都是造成山體滑坡等地質災害的主要因素[2]。經專家檢測其發(fā)生山體滑坡的概率較高,一年四季均有可能發(fā)生地質災害,對東圳灌區(qū)渠道功能的正常發(fā)揮造成較大影響。
此次研究將“東圳灌區(qū)所轄的0K+300~23K+000渠道”作為對象,分析山體斜坡問題的防范策略與處理方法,為其他類似問題的處理提供參考。
對于沿線渠道而言,周圍的地質構造往往會決定山體斜坡的發(fā)生概率,影響區(qū)域地質構造的組合特性。根據(jù)調查報告,東圳灌區(qū)渠道的地質構造情況如下。
參照地質勘測部門提供的數(shù)據(jù)信息,東圳灌區(qū)渠道0K+300~23K+000段,基巖都由凝灰?guī)r構成。凝灰?guī)r為火山巖漿巖系,在火山巖系中與同系巖石相比,比重、容重處于較低水平,比重為2.56~2.78,容重僅為0.74~1.4g/cm3,孔隙率最大可超過25%。在強度勘測上,巖石的強度偏小,若受到外力影響會出現(xiàn)變形現(xiàn)象;同時,力學性質會受到風化作用的破壞,使得地質渠道的地質構造穩(wěn)定性大大減弱。該渠道摩擦系數(shù)只有0.25,說明渠道的抗滑能力較弱。力學性質上的不穩(wěn)定,導致東圳灌區(qū)渠周圍山體在雨季易受到降雨影響,因地下水流不斷增大而出現(xiàn)滑坡問題,破壞了渠道的正常使用結構。
數(shù)據(jù)報告顯示,東圳灌區(qū)渠道0+000~0+700地段填土平均深度1.65m,素填土為5.0m,以下為弱風化的基巖;0+770~5K+000地段填土最大深度為2.6m,最小為1.2m,坡積層平均深度為6.0m,強風化深度在1.9~2.7m之間;5K+097~6K+500地段填土厚度平均為1.7m,坡積層厚度為6.3m,強風化深度為2.0m;6K+500~11K+100地段填土深度逐漸加大,6K+500地段為0.70m,最大3.6m,平均2.5m,坡積層厚度平均為3.2m;14K+700~15K+850填土厚度為2.0m,殘積層平均厚度為5.2m,強風化層深度為1.8m;15K+850~17K+000段填土的深度為3.8m,坡積層深度為1.4m,殘積層厚度在1.6~9.9m之間,基巖為弱風化。從這些數(shù)據(jù)可知:東圳灌區(qū)渠道坡積層、殘積層厚度較大,很容易出現(xiàn)風化問題,巖石內的礦物含量、地質構造、斜坡狀態(tài)等會隨之出現(xiàn)異常變化;同時,造成巖石層內部的孔隙數(shù)量增多,到了雨季會因雨水過滲而出現(xiàn)滑坡問題,這些都對渠道穩(wěn)定造成不利影響。
經過分析,導致東圳灌區(qū)渠道山體斜坡破壞的因素很多,為防止問題的發(fā)生,應從不同的角度考慮采用科學方法,避免斜坡遭受破壞。
根據(jù)東圳灌區(qū)渠道勘測得到的結果,對渠道周圍采取圍護措施。目前,常用的圍護處理方法包括噴混凝土、錨桿圍護基巖等,可以根據(jù)渠道的實際情況合理選擇。就0K+000~0K+100渠段迎水右內坡這一情況而言,因該地段降雨量較大,地質構造容易受到水滲透的影響。而路段被雨水、地表水等長時間沖刷后,大大降低了巖石結構的抗風化能力。處理過程中需將巖石裸露地段的弱風化層鑿去,再以錨桿錨至完整的巖層,最后對巖體表面噴射高強度混凝土,通過這樣的處理過程來加強結構的穩(wěn)定性。
壓力灌漿主要是用于處理巖層破碎、巖石裂縫等現(xiàn)象[3]。如果斜坡巖層結構出現(xiàn)開裂或受損問題,會導致巖層出現(xiàn)不同程度的崩塌,使之前穩(wěn)定牢固的結構遭到破壞。例如,此次研究的工程中,渠道0K+300-0K+700地段基巖出現(xiàn)風化現(xiàn)象。渠道右內坡屬于原山體,整體構造較為復雜,巖層產生破裂之后有碎石掉落而易導致危險事故。針對這一情況,用壓力灌漿法處理時在山頂上打梅花形或平行四邊形排列的灌漿孔,孔深一般控制為3~6m,通過灌水泥漿在斷層破碎巖體之間進行有效的加固處理,避免斜坡巖層面發(fā)生變形。
對渠道運用的斷面襯砌法是“全斷面的鋼筋混凝土襯砌”,一般是選定左外背水坡腳位置,通過添加砂石反濾層對雨水進行導流處理,避免雨水聚積而發(fā)生入滲現(xiàn)象。此前對渠道15K+850~17K+000地段選擇的處理方案中,采取的粘土材料性能不達標,減弱了地質層面的穩(wěn)定性。此次采用高性能的粘土材料,對渠道全斷面鋪設由φ6鋼筋制成的20cm×20cm的鋼筋網,最后通過澆筑混凝土的方式加固結構。這樣在雨季天氣,可以利用斷面結構引導水流及時排出,防止對地質結構造成沖刷。
加固坡腳法一般選擇“重力式擋土墻加固坡腳”,采用這種方法的同時配備相應的倒濾層排水、截水溝隔水,這對于渠道山體滑坡問題的處理是最普遍、最見效的一類方式[4]。此次研究的渠道21K+363地段在施工過程中,因施工階段遭到暴雨襲擊,使得地質構造在強大水流的沖擊下出現(xiàn)滑坡,經過加固坡腳法處理之后,這一路段的斜坡結構依舊安然無恙。同樣,對其他類似結構的處理,如左外背水坡,坡積層、殘積層、全風化層等,加固坡腳法同樣發(fā)揮了預期的成效,值得推廣。
對于山體斜坡破壞問題的處理,必須借助于大量的地質勘測數(shù)據(jù),且結合渠道周圍的實際情況綜合分析,才能用保證處理方案的有效性。此次研究的東圳灌區(qū)渠道案例中,對于山體斜坡問題的處理則采用了幾種先進的加固、圍護方式,可供今后類似問題參考。
1 袁振棠.山體滑坡問題的形成因素與地質危害[J].工程地質學.2009,14(8):31-33.
2 吳紹寬.有關工程地質與水文地質問題的研究[J].工程地質與水文地質.2009,37(12):30-32.
3 李金平.淺淡水利工程渠道滑坡的形成和治理[J].中國地質勘測.2010,19(3):46-48.
4 陳偉彥.我國山區(qū)地質構造常見危害的防范與處理[J].地質災害研究.2010,24(11):76-77.