張 杰張高帥
(1.湖南師范大學(xué) 資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院,湖南 長沙410000;2.中南大學(xué),湖南 長沙410000)
我國是一個滑坡災(zāi)害多發(fā)的國家。凡是較陡的地方均有可能發(fā)生,并且發(fā)生頻繁,歷年多雨季節(jié)均可能發(fā)生,常常會掩埋村莊、摧毀廠礦、破壞鐵路和公路交通、堵塞江河、損壞農(nóng)田和森林等,從而給人民的生命財產(chǎn)和國家的經(jīng)濟建設(shè)造成嚴(yán)重?fù)p失。
由于城市發(fā)展和鐵路、高等級公路建設(shè)大規(guī)模地改變了土地利用方式,挖填方等土方工程日益增大,施工強度急劇攀升,隨之而來的是滑坡災(zāi)害日益嚴(yán)重,滑坡防治工程研究也日益成為工程研究中的熱點之一。
滑坡在平面上的邊界和形態(tài)特征與滑坡的規(guī)模、類型及所處的發(fā)育階段有關(guān)?;戮哂歇毺氐牡孛蔡卣骱桶l(fā)育過程,在不同的發(fā)育階段又有不同的外貌。研究滑坡的地表特征,有助于識別滑坡存在與否以及擬定相應(yīng)的整治措施。
一個發(fā)育完全的滑坡,一般包括∶(1)滑坡體;(2)滑動帶;(3)滑動面;(4)滑坡床;(5)滑坡壁;(6)滑坡臺階;(7)滑坡舌;(8)滑坡周界;(9)封閉洼地;(10)主滑線;(11)滑坡裂隙。一個滑坡完整的應(yīng)該包括以上11個部分組成。當(dāng)然,在實際的滑坡現(xiàn)象中不一定都完全具備以上特征,因此,往往還要結(jié)合地質(zhì)勘察、測試、長期觀察等手段,綜合加以分析,才能查明滑坡的存在。
滑坡分類的目的在于對發(fā)生滑坡作用的地質(zhì)環(huán)境和形態(tài)特征以及形成滑坡的各種因素進行概括,以便反映出各類滑坡的工程地質(zhì)特征及其發(fā)生發(fā)展的規(guī)律,從而有效地預(yù)測和預(yù)防滑坡的發(fā)生,或在滑坡發(fā)生之后有效的進行治理。根據(jù)不同的原則和指標(biāo),對滑坡提出各種分類方案∶
1.2.1 從研究山坡發(fā)展形成歷史出發(fā),則可以分為古滑坡、老滑坡、新滑坡、現(xiàn)代活滑坡等類型。
1.2.2 按滑坡的發(fā)展階段,將滑坡分為幼年期、青年期、壯年期和老年期。
1.2.3 按滑坡的滑動力學(xué)特征,則可分為推動式、平移式和牽引式滑坡。
1.2.4 按滑動面通過巖層的情況則分為均質(zhì)滑坡、順層滑坡、切層滑坡。
要探討滑坡的成因,就必須考慮影響邊坡穩(wěn)定性的因素,影響邊坡穩(wěn)定性的因素有內(nèi)在因素和外在因素兩個方面。
2.1.1 巖土類型
巖土體是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。一般說,各類巖、土都有可能構(gòu)成滑坡體,其中結(jié)構(gòu)松散,抗剪強度和抗風(fēng)化能力較低,在水的作用下其性質(zhì)能發(fā)生變化的巖、土,如松散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰?guī)r、片巖、板巖、千枚巖等及軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡易發(fā)生滑坡。
2.1.2 地質(zhì)構(gòu)造條件
組成斜坡的巖、土體只有被各種構(gòu)造面切割分離成不連續(xù)狀態(tài)時,才有可能向下滑動的條件。同時、構(gòu)造面又為降雨等水流進入斜坡提供了通道。
2.1.3 地形地貌條件
一般江、河、湖(水庫)、海、溝的斜坡,前緣開闊的山坡、鐵路、公路和工程建筑物的邊坡等都是易發(fā)生滑坡的地貌部位。坡度大于,小于,下陡中緩上陡、上部成環(huán)狀的坡形是產(chǎn)生滑坡的有利地形。
2.1.4 水文地質(zhì)條件
地下水活動,在滑坡形成中起著主要作用。主要表現(xiàn)在∶軟化巖、土,降低巖、土體的強度,產(chǎn)生動水壓力和孔隙水壓力,潛蝕巖、土,增大巖、土容重,對透水巖層產(chǎn)生浮托力等。
2.2.1 地表水的作用
地表水的活動是導(dǎo)致滑坡的重要原因,據(jù)調(diào)查90%以上的滑坡與水的作用有關(guān)。因水滲入坡體后會引起巖土的重度的增加、抗剪強度降低、產(chǎn)生動水力和靜水力,此外,地下水還能溶解巖土中的易溶物質(zhì),使斜坡土、石體的成分和結(jié)構(gòu)發(fā)生變化,河流等地表水會不斷沖刷和切割坡腳,對坡腳產(chǎn)生沖蝕淘空作用。這些因素都會導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性的惡化。
2.2.2 地震作用
地震能使斜坡土石體的抗剪強度降低。在地震力反復(fù)作用下,土石體結(jié)構(gòu)容易受破壞,并沿著斜坡的軟弱結(jié)構(gòu)面或裂隙、節(jié)理面向下滑。
2.2.3 人為因素
(1)開挖坡腳
修建鐵路、公路、依山建房、建廠等工程,常常因使坡體下部失去支撐而發(fā)生下滑。
(2)蓄水、排水
水渠和水池的漫溢和滲漏,工業(yè)生產(chǎn)用水和廢水的排放、農(nóng)業(yè)灌溉等,均易使水流滲入坡體,加大孔隙水壓力,軟化巖、土體,增大坡體容重,從而促使或誘發(fā)滑坡的發(fā)生。水庫的水位上下急劇變動,加大了坡體的動水壓力,也可使斜坡和岸坡誘發(fā)滑坡發(fā)生。支撐不了過大的重量,失去平衡而沿軟弱面下滑,尤其是廠礦廢渣的不合理堆棄,常常觸發(fā)滑坡的發(fā)生。
為了保證斜坡具有足夠的穩(wěn)定性,防治斜坡穩(wěn)定性降低,以避免導(dǎo)致斜坡發(fā)生危害性變形與破壞,需要采取防治措施?;路乐问且粋€系統(tǒng)工程。它包括預(yù)防滑坡發(fā)生和治理已經(jīng)發(fā)生的滑坡兩大領(lǐng)域。一般說來,“預(yù)防”是針對尚未嚴(yán)重變形與破壞的斜坡,或者是針對有可能發(fā)生滑坡的斜坡;“治理”是針對已經(jīng)嚴(yán)重變形與破壞、有可能發(fā)生滑坡的斜坡,或者是針對已經(jīng)發(fā)生滑坡的斜坡。一方面要加強地質(zhì)環(huán)境的保護和治理,預(yù)防滑坡的發(fā)生;另一方面要加強前期勘察和研究,妥善治理已經(jīng)發(fā)生的滑坡,使其不再發(fā)生。預(yù)防與治理是不能截然分開,“防”中有“治”,“治”中有“防”。因此,滑坡防治應(yīng)堅持“以預(yù)防為主、防治結(jié)合、綜合防治”的原則采取措施減少甚至避免因滑坡復(fù)活、新產(chǎn)生滑坡或潛在滑移體而導(dǎo)致的直接或間接經(jīng)濟損失以及對環(huán)境的不利影響,并盡可能變害為利,為人類造福。
3.2.1 改變邊坡的幾何形態(tài)
主要是消減推動滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì)和增加阻止滑坡產(chǎn)生區(qū)的物質(zhì),即通常所謂的砍頭壓腳,或減緩邊坡的總坡度,即通稱的削方減載。這種方法能迅速遏制滑坡變形,減小滑坡下滑力,技術(shù)上簡單易行且加固效果好,所以應(yīng)用廣泛且應(yīng)用歷史悠久,對于保證施工安全,減小支擋結(jié)構(gòu),節(jié)省資金具有明顯的效果,特別適用于滑面深埋的滑坡。整治效果則主要取決于消減和堆填的位置是否得當(dāng)。
3.2.2 滑坡區(qū)域排水
(1)排出地表水
滑坡以外的地表水多采用攔截和旁引方法排走;對滑坡以內(nèi)的地表水,采取防滲、盡快匯集和旁引等措施治理。
(2)排出地下水
包括采用滲溝(粗顆粒材料構(gòu)筑的支撐滲溝、截水滲溝及邊緣滲溝),排水隧洞,水平孔及垂直孔群等技術(shù)。排水方式有動式、泵抽式、真空式、虹吸式、電解式等。
3.2.3 支擋工程
(1)抗滑擋墻
擋墻是目前較為廣泛的抗滑建筑物,借助于擋墻本身重量,支檔滑體的剩余下滑力,有抗滑片垛、抗滑片石竹籠、漿砌石抗滑擋墻、混凝土或鋼筋混凝土抗滑擋墻、空心抗滑擋墻(明洞)及沉井式抗滑檔墻等。
(2)抗滑樁
抗滑樁系穿過滑體深入于滑床的樁柱,用以支擋滑體的滑動。作為阻滑支撐工程,具有破壞山體少、施工安全、方便、工期短、省工省料的優(yōu)點,已在國內(nèi)外廣泛采用。
3.2.4 改變滑坡范圍內(nèi)土的工程性質(zhì)
包括采用巖石錨固、微樁、土錨釘、錨索、灌漿、熱處理、凍結(jié)、電滲錨固、種植植被等技術(shù)來進行土質(zhì)改良。
可采用錨固或預(yù)應(yīng)力錨固措施,來加固有裂隙或穿過軟弱結(jié)構(gòu)面、深入至完整巖體內(nèi)一定深度的鉆孔,插入鋼筋、鋼棒、鋼索、預(yù)應(yīng)力鋼筋及回填混凝土,以此提高巖體的磨擦阻力、整體性與抗剪強度。
在滑坡防治措施的應(yīng)用上,考慮到滑坡是多因素共同作用的結(jié)果,常根據(jù)當(dāng)?shù)鼐唧w條件,因地制宜,采用綜合治理的措施。
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