徐 俊,程先鋒,齊武福,袁 佳
(云南國土資源職業(yè)學院,昆明 650217)
云南省麻栗坡縣獨田村滑坡特征與整治
徐 俊,程先鋒,齊武福,袁 佳
(云南國土資源職業(yè)學院,昆明 650217)
滑坡是我國山區(qū)城鎮(zhèn)建設中危害極大的地質災害類型。云南省麻栗坡縣獨田村滑坡即是城鎮(zhèn)新區(qū)建設過程中因平整場地開挖山坡而誘發(fā)的。本文闡述了該滑坡形成的環(huán)境工程地質條件,描述了滑坡特征,分析了其成因,并進行了穩(wěn)定性評價。在此基礎上,提出了該滑坡的整治措施,對城鎮(zhèn)建設誘發(fā)類似滑坡的治理有一定的借鑒意義。
滑坡;特征;整治;獨田村
云南省麻栗坡縣位于山間小盆地之中,城鎮(zhèn)建設面臨同樣問題,沿“V字形”溝谷兩側開挖山坡平整場地時,在山坡坡腳大量挖方,形成高達5m~35m的人工邊坡,于獨田村一帶誘發(fā)了滑坡,對村莊和建設場地造成很大威脅。因此,查清滑坡特征,并提出科學合理的治理措施十分必要,同時對城鎮(zhèn)建設誘發(fā)滑坡的治理也有一定的借鑒意義。
1.1 地貌特征
滑坡區(qū)位于云貴高原的南緣部分,屬亞熱帶季風氣候,年均降水量1 065.7mm。地貌為低中山構造剝蝕斜坡溝谷地貌,一般高差40m~125m。場地原為由東向西呈10°~15°的開闊型的“V”字山谷,因工程建設,場地進行了挖填平整,已形成谷底為平地、兩岸為山坡的地形。其南側地形坡度達25°~50°(局部達60°~70°)、高為40m~100m的邊坡及陡坎。北岸地形坡度達15°~30°,高為10m~50m的邊坡及陡坎。
1.2 地層巖性
根據(jù)鉆孔和探井編錄資料,結合對滑坡區(qū)調查情況分析,區(qū)內大部分地段表部為第四系坡殘積(Qdl+el)粉質粘土夾透鏡狀碎石層。下部為三疊系中統(tǒng)法郎組(T2f )全風化~強風化破碎的泥質板巖。地層巖性特征由上而下分述如下。
粉質粘土呈黃褐色~深紅褐色,局部為棕褐色,濕??伤軤顟B(tài)~硬塑狀態(tài),局部軟塑狀態(tài),含不等量的礫石、碎石及風化巖屑、巖塊,斷面粗糙,無搖震反應,干強度和韌性中等,分布不穩(wěn)定、均勻性差,各向異性明顯。一般厚1.3m~5m。
碎石層呈透鏡狀分布于粉質粘土的下部,局部出露地表。深黃褐色~深紅褐色,局部為棕褐色,濕,粘粒和粉粒充填物少,膠結差,呈松散狀,滲透性強。碎石(礫石)含量50%~80%,粒徑20mm~50mm居多,少部分5mm~20mm。成分以全風化~強風化的泥質板巖為主,少量鈣質板巖。一般厚0.8m~2.7m,局部可達6.5m。
三疊系中統(tǒng)法郎組(T2f )泥質板巖按風化程度可分為全風化層和強風化層。全風化層呈黃褐色~棕褐色,少數(shù)呈磚紅色,薄層至中厚層狀,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖層破碎,巖芯呈碎石狀、砂土狀,裂隙中充填有粘性土,滲透性差。巖體質量等級為Ⅴ級。厚5m~15m。強風化層呈黃褐色~棕褐色,夾磚紅色,薄層至中厚層狀,局部中等風化,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖芯呈碎塊狀、碎石狀,透水性中等。巖體質量等級為Ⅳ級。
1.3 地質構造及地震
區(qū)域性主干斷裂文山—麻栗坡斷裂在該區(qū)西側約1km處通過,構造形跡呈NW-SE向。巖層產(chǎn)狀40° ~68°∠20°~28°,總體上是單斜構造。受構造影響,區(qū)內節(jié)理裂隙發(fā)育,主要發(fā)育兩組:95°∠65°~75°和170°∠86°。新構造運動強烈,以第四紀時期間歇性上升為主。受地震影響小,抗震設防烈度為6度。1.4 水文地質條件
邊坡地段處于山坡水文地質單元徑流區(qū)的中下段,侵蝕基準面之上,區(qū)域水文地質單元大致由南部高山區(qū)分水嶺至場地低平地段。地下水多為雙層結構,即淺部的孔隙水和下部的裂隙水,自然條件下總體由東南部向西北部徑流排泄,在地形低凹處形成間歇性泉水出露地表;在雨季則形成遍地滲流,至旱季隨著補給大氣降水的減少,又產(chǎn)生地表干燥的特點。由于勘察期處于旱季,鉆孔深度內基本未形成穩(wěn)定的地下水位。
2.1 滑坡基本特征
滑坡位于建設場地東南端斜坡上,地形整體為南東向北西傾斜,坡度25°~50°。2008年2月開始斜坡挖方,在坡腳形成5~15m的陡坡后,邊坡開始蠕滑,坡體后緣上出現(xiàn)裂縫,近坡腳的民房開裂。至當年8月,受雨季降水影響,邊坡出現(xiàn)明顯垮塌,主滑體后緣出現(xiàn)寬約30cm、長約90m、深約2m~3m的裂縫,裂縫北側下錯約50cm,滑坡后緣東側也出現(xiàn)裂縫。2009年5月,滑坡向上牽引至山脊分水嶺地帶,滑坡中部(即原滑坡后緣)鼓張裂縫加長加寬,滑坡西側近90m長的裂縫擴張至170m,并出現(xiàn)明顯錯落,錯落高度最大達2m?;轮胁繓|側裂縫也擴至山脊,滑坡形態(tài)完全成形。
滑坡體前后緣高差約102m,長約325m,中下部寬約290m,中部寬約195m,上部寬約100m,平面形狀似鐘形,主滑方向為338°,滑動體積約26×104m3?;w主要由粉質粘土和碎石土組成。從探井觀察,滑動面位于強風化泥質板巖頂面,在此接觸面上有厚約1~8cm的軟塑粘土構成滑動帶,其底面可見光滑面及擦痕?;瑒用嬖诨潞缶壣疃?.7~4.1m,在滑坡中部深度一般4.8~12.0m,最大深度約14.00m?;瑒用嬖谄履_有剪出口,高程約1 088m。滑動面呈折線型。探井中滑動面產(chǎn)狀60°~80°∠26°,擦痕走向330°左右?;矠閺婏L化泥質板巖,滑動面產(chǎn)狀與滑床的泥質板巖產(chǎn)狀基本一致。綜合上述特征,獨田村滑坡屬淺層~中層牽引式中型順層滑坡。
2.2 滑坡成因分析
獨田村滑坡的形成主要受地層結構、降雨、人類工程建設活動等因素影響,受基巖面控制。
1)地層結構。斜坡表面分布有厚度2m~12m的第四系粉質粘土和碎石層,結構松散,滲透性強。其下為全風化~強風化泥質板巖。土石分界面存在厚度不大、厚薄不均的粘土層呈可塑~軟塑狀態(tài),構成軟弱結構面。加之斜坡與巖層傾向基本一致,形成順層坡,更不利于坡體穩(wěn)定。這是滑坡形成的根本原因。
2)降雨的影響。邊坡的失穩(wěn)與降雨有著密切的關系[4]。該區(qū)降雨充沛,年均降雨量在1 000mm左右,而2008年高達1 306mm,僅6月份就比常年高出66mm。大量雨水經(jīng)由滑坡裂縫系統(tǒng)滲入坡體,通過土體含水率在降雨過程中的改變,導致滑帶土體強度和剛度衰減[5],同時也能起到加大坡體重量、產(chǎn)生動水和靜水壓力等作用,大大降低了邊坡的穩(wěn)定性。
3)人類工程活動。為平整場地,在斜坡坡腳進行人工切坡,開挖形成了5m~35m的陡坡,坡度達25°~50°(局部達60°~70°)。由于坡腳被切,坡體安息角破壞,產(chǎn)生了合適的臨空面和剪出口,斜坡具備了沿軟弱面滑出的條件,又未及時支擋或支擋強度不夠,故形成牽引式滑坡。坡腳人工切坡是滑坡發(fā)生的直接誘發(fā)因素。
2.3 滑坡穩(wěn)定性分析
根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》(GB50330-2002),采用圓弧滑動法和折線滑動法分別計算安全系數(shù)和剩余下滑推力,其計算結果見表1,表明滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。所采用巖土物理力學參數(shù)根據(jù)室內試驗、原位大型剪切試驗和施工圖優(yōu)化設計計算反分析資料綜合確定[6],見表2。圓弧法和折線法的滑坡穩(wěn)定安全系數(shù)分別取1.30和1.25。
表1 滑坡剩余下滑力和穩(wěn)定安全系數(shù)計算結果一覽表
表2 巖土物理力學參數(shù)表
結合獨田村滑坡體形態(tài)特征、變形規(guī)律、形成原因及穩(wěn)定狀況,綜合考慮各種工程的適宜性、經(jīng)濟性、可操作性以及工期等方面因素,滑坡治理采取支擋工程+錨固工程+排水工程的綜合整治措施[7],即坡足設置一排2 000mm×3 000mm的抗滑樁+樁頂兩排預應力錨索+樁間板墻+板墻上設置深部泄水孔,深部泄水孔的排水引到坡足排水盲溝中;滑坡體坡面下部、中部設置2~3道預應力錨索+格構梁+滑坡體深部泄水孔,每道預應力錨索+格構梁的預應力錨索為三排(圖1)。采用的輔助工程措施有滑坡體坡面上的積水坑作填平處理、山坡上設截水溝、坡足設排水溝、在所有框架內和破壞的邊坡上實施坡面綠化等。
治理工程設計根據(jù)滑坡不同地段的特點分為6種剖面類型,以3-3’剖面為例說明。該剖面采用坡腳抗滑樁+樁頂兩排預應力錨索+樁間板墻+板墻上設置深部泄水孔,滑坡體坡面下部、中部、中上部三道格構梁+預應力錨索,滑坡體深部泄水孔,坡腳設毛石擋墻(圖2)。
1)抗滑樁。在坡足處設置抗滑樁,樁截面尺寸:2 000mm×3 000mm,水平間距5m,13#樁長22.4m,14#樁長31.4m,16#樁長27.5m,15#、17#樁長18.5m。
2)格構梁。在坡中上部、中部、下部各設置格構梁一道,梁截面尺寸為500mm×500mm,水平間距為4 000mm,沿坡面向間距三道從上到下均為5 000mm。梁嵌入邊坡巖土體中不小于300mm。格構梁水平方向每隔20~30m作一次沉降縫。
3)預應力錨索。在坡中上部、中部、下部以及坡足各設置一道預應力錨索,施加預應力750kN,鉆孔直徑130mm,水平間距4 000mm,錨索采用1860級6sΦ15.24mm鋼絞線。
抗滑樁樁頂兩排預應力錨索,第一排和第二排除鉆孔角度分別為25°和30°,總長均為28m,自由段15m,錨固段13m。坡中上部三排預應力錨索,每排總長28m,自由段15m,錨固段13m。坡中部三排預應力錨索,每排總長29m,自由段17m,錨固段12m。坡下部三排預應力錨索,每排總長28m,自由段13m,錨固段15m。
4)毛石擋墻。坡腳處設置一排毛石擋墻,墻后設置反濾層。擋墻高5.0m,擋墻基礎埋深要求進入第四系坡洪積粉質粘土層不小于1 500 mm,強風化泥質板巖中不小于800mm。
5)排水措施。在坡腳擋墻處設置泄水孔,水平間距4 000mm,梅花形布置。擋墻前,設置排水溝,尺寸為500mm×500mm。在坡中上部、中部和下部設置三道深部泄水孔,水平間距4 000mm,長度18m,泄水孔成孔直徑不小于76mm,泄水孔材料為Φ57PVC管。邊坡上泄水孔坡腳設置排水明溝,截面3 000mm×3 000mm,縱坡坡度不小于1%。泄水孔水排入盲溝及明溝,盲溝及明溝與擋墻前排水溝相連。
圖1 獨田村滑坡治理工程平面圖
6)砼擋板。在抗滑樁間布設砼擋板,砼采用C30,厚度200mm,水平長度為3000mm,高度為1000mm。
圖2 3—3’治理工程設計剖面圖
1)獨田村滑坡屬淺層-中層牽引式中型順層滑坡,其形成主要受地層結構、降雨、人類工程活動等因素控制。
2)滑坡治理采取支擋工程+錨固工程+排水工程的綜合整治措施。經(jīng)過三年多時間的現(xiàn)場觀測,治理后邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),證明整治措施是成功的。
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Characteristics and Control of the Dutiancun Landslide in Malipo, Yunnan
XU Jun CHENG Xian-feng QI Wu-fu YUAN Jia
(Yunnan Vocational College of Land and Resources, Kunming 650217)
Landslide is one of the most dangerous geohazards in mountain areas. The Dutiancun Landslide in Molipo, Yunnan was induced by ground excavation. This paper deals with environmental and engineering geological conditions of the landslide, geological features, genesis and stability of the landslide assessment of the landslide. Some control measures are put forward.
Dutiancun Landslide; characteristics; formation; control; geohazard
P642.22
A
1006-0995(2014)04-0577-04
10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.024
2013-11-06
徐?。?965—),男,云南宣威人,高級工程師,主要從事工程地質勘察與基坑支護設計相關工作