李青燕，符萬(wàn)鵬

(湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院， 　湖南 長(zhǎng)沙　410000)

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新邵縣DS滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查設(shè)計(jì)方案優(yōu)化研究

李青燕，符萬(wàn)鵬

(湖南省地球物理地球化學(xué)勘查院， 湖南 長(zhǎng)沙410000)

為安全有效治理新邵縣DS滑坡地質(zhì)災(zāi)害，通過(guò)踏勘和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，全面分析了該滑坡的自然地理及地質(zhì)概況，確定了勘查設(shè)計(jì)的目的和范圍，明確了勘查設(shè)計(jì)的任務(wù)和目標(biāo)。制定了地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪模塊建立→鉆探設(shè)計(jì)→槽探、井探設(shè)計(jì)→地下水觀測(cè)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)→巖石、土工試驗(yàn)設(shè)計(jì)共5個(gè)環(huán)節(jié)的勘察設(shè)計(jì)技術(shù)路線，最終圍繞5個(gè)設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)優(yōu)化研究出了DS滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理勘查設(shè)計(jì)方案及細(xì)節(jié)。該設(shè)計(jì)方案可以為以后的治理施工提供準(zhǔn)確的技術(shù)參數(shù)和指導(dǎo)。

地質(zhì)災(zāi)害；DS滑坡；勘查設(shè)計(jì)；滑坡治理

0　前　言

近些年來(lái)，地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生，而滑坡是最常見的地質(zhì)災(zāi)害之一?；陆o當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全帶來(lái)極大的威脅和傷害，因此，社會(huì)必須做好滑坡地質(zhì)災(zāi)害控制和治理，以減免傷害的發(fā)生和擴(kuò)大。想要有效、合理地控制和治理滑坡，必須深入研究滑坡的各性狀條件，全面優(yōu)化勘查設(shè)計(jì)方案。而優(yōu)化合理的勘查設(shè)計(jì)方案是獲得治理所需精準(zhǔn)參數(shù)的前提條件，是確保后期治理效果的技術(shù)基礎(chǔ)，因此勘查設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化研究工作十分重要。

新邵縣DS滑坡(以下簡(jiǎn)稱“DS滑坡”)為省級(jí)重大地質(zhì)災(zāi)害之一，該滑坡于2010年首次發(fā)生，2014年又發(fā)生了大的變形，2015年后程度逐步加大，現(xiàn)處于蠕滑變形階段，屬于十分危險(xiǎn)的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)之一。隨著DS滑坡危害的不斷擴(kuò)大，為了解DS滑坡的后期穩(wěn)定性，并有效、合理地治理該滑坡，在治理前期必須全面分析滑坡的各種性質(zhì)，研究出優(yōu)化合理的滑坡勘查設(shè)計(jì)方案。

1　DS滑坡勘查區(qū)自然地理與地質(zhì)環(huán)境

1.1自然地理概況

DS滑坡勘查區(qū)位于湖南省新邵縣，區(qū)內(nèi)鄉(xiāng)村道路網(wǎng)發(fā)達(dá)，交通較為便利。

勘查區(qū)屬亞熱帶大陸性季風(fēng)濕潤(rùn)氣候，四季分明，熱量豐富，雨量充沛。區(qū)內(nèi)多年平均降水量為1233.6 mm，多年平均降雨日數(shù)為159.2 d。

1.2地質(zhì)環(huán)境概況

勘查區(qū)屬溶蝕剝蝕丘陵地貌，位于抗震設(shè)防烈度VI度區(qū)，區(qū)內(nèi)為向南西緩傾斜的單斜構(gòu)造，未見較大區(qū)域性斷層。區(qū)內(nèi)出露地層主要為第四系(Q4el+dl)殘坡積層、泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組(D2t)粉砂巖段和泥盆系中統(tǒng)棋梓橋組(D2q)灰?guī)r段。

第四系含碎石粉質(zhì)粘土土體較為松散，水浸泡較易變軟變散，力學(xué)強(qiáng)度低，土體穩(wěn)定性差。泥盆系中統(tǒng)跳馬澗組鈣質(zhì)泥質(zhì)粉砂巖淺部為強(qiáng)風(fēng)化，原巖結(jié)構(gòu)已風(fēng)化破壞，與第四系接觸面因巖土力學(xué)性質(zhì)、滲透性不同，遇水浸泡軟化土體，降低其力學(xué)強(qiáng)度而容易產(chǎn)生滑動(dòng)。原山坡坡面由于植被破壞、修路取土和建房開挖導(dǎo)致坡體極不穩(wěn)固?；滦螒B(tài)及構(gòu)成見圖1和圖2。

圖1　滑體、滑帶、滑床界面

圖2　滑帶、滑床界面

2　DS滑坡勘查的目的與任務(wù)

DS滑坡勘查的目的是在充分分析已收集資料的基礎(chǔ)上，通過(guò)詳細(xì)勘查查明滑坡的類型、基本特征、成因及危害范圍；并查明災(zāi)害體水文地質(zhì)條件、工程地質(zhì)條件；提供工程設(shè)計(jì)需要的巖土力學(xué)參數(shù)，進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和推力計(jì)算，為滑坡治理工程施工提供所需的工程地質(zhì)資料等。具體任務(wù)如下：

(1) 調(diào)查并收集勘查區(qū)的自然地理資料及以往地質(zhì)工作成果等資料；

(2) 查明勘查區(qū)的水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)條件；

(3) 勘查滑坡體的物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)構(gòu)造、形態(tài)特征、變形特征、變形發(fā)育史等，確定滑坡的類型、基本特征、成因和危害范圍；

(4) 查明分析非地質(zhì)孕災(zāi)因素(如降雨、地震、沖蝕、人類工程活動(dòng)等)的強(qiáng)度、周期以及它們對(duì)滑坡體穩(wěn)定性的影響，查明滑坡體發(fā)展變化趨勢(shì)，進(jìn)行滑坡危險(xiǎn)性預(yù)測(cè)；

(5) 對(duì)滑坡體穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)及剩余下滑力計(jì)算，定性評(píng)價(jià)和主勘探剖面計(jì)算分析(定量評(píng)價(jià))，為治理工程提供準(zhǔn)確地質(zhì)資料，并采取滑體、滑帶、滑床巖(土)樣，進(jìn)行室內(nèi)物理力學(xué)測(cè)試，提供巖土體物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)。

3　DS滑坡勘查設(shè)計(jì)方案

DS滑坡類型：其變形特征主要表現(xiàn)在滑體后緣出現(xiàn)拉張裂縫，兩側(cè)出現(xiàn)剪切裂縫，局部有巖土體崩滑現(xiàn)象等。對(duì)于DS滑坡的宏觀變形跡象進(jìn)行分析，初步判斷DS滑坡為小型淺層牽引式土質(zhì)滑坡，初步定性判斷其穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。

DS滑坡范圍：工程地質(zhì)測(cè)繪面積約220000 m2，勘查范圍包括前緣部分居民區(qū)、公路及農(nóng)田，鉆探和山地工程的布置范圍為南北向長(zhǎng)約135 m，東西向長(zhǎng)約270 m，面積約36450 m2。依據(jù)滑坡類型和范圍優(yōu)化確定此次滑坡勘查設(shè)計(jì)方案路線為：地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪模塊建立→鉆探設(shè)計(jì)→槽探、井探設(shè)計(jì)→地下水觀測(cè)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)→巖石、土工試驗(yàn)設(shè)計(jì)等5個(gè)環(huán)節(jié)。

3.1DS滑坡地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪模塊建立

DS滑坡為土質(zhì)滑坡，滑體主要構(gòu)成為第四系含碎石粉質(zhì)粘土，針對(duì)該粘性土滑坡，滑坡地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪應(yīng)著重調(diào)查以下方面：土層的成因，裂隙的組數(shù)、性質(zhì)、產(chǎn)狀、發(fā)育程度及充填情況；地表形態(tài)，邊坡開挖情況，地表水和地下水的分布、匯集和排泄情況；土層中的軟弱層、礫石層、結(jié)構(gòu)層、氣候作用層、夾砂層、下伏基巖頂面形態(tài)等；當(dāng)?shù)氐慕涤炅?、蒸發(fā)、日照、氣溫變化情況。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于DS滑坡地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪的模塊建設(shè)情況如下：

(1) E級(jí)GPS控制測(cè)量點(diǎn)3個(gè)，1∶500地形圖測(cè)量及數(shù)字化面積約0.22 km2、1∶200剖面線測(cè)量約1.9 km、工程點(diǎn)測(cè)量19個(gè)；

(2) 工程地質(zhì)測(cè)量1∶200地質(zhì)剖面測(cè)量長(zhǎng)約1.9 km，1∶500專項(xiàng)工程地質(zhì)測(cè)量(包括水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)同測(cè))約0.22 km2；

(3) 全區(qū)共布置勘探線9條，沿縱向主滑方向布置1條主勘探線，在其東側(cè)布置1條、西側(cè)布置4條輔助勘探線，線距約20～60 m；橫向布置3條勘探線，線距約50 m。

3.2DS滑坡鉆探設(shè)計(jì)

鉆探是勘探最準(zhǔn)確、最重要的方法手段，其主要任務(wù)為：確切查明滑體和滑床的地層結(jié)構(gòu)，查找滑動(dòng)面(帶)和其他軟弱層的位置、物質(zhì)組成和形狀，確定地下水含水層的層數(shù)、位置、埋深、水位變化和涌水量等，采集巖樣、土樣和水樣進(jìn)行試驗(yàn)。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于DS滑坡鉆探的布設(shè)如下：

共設(shè)計(jì)勘探鉆孔9個(gè)，其中主勘探線1-1'線上布設(shè)的4個(gè)鉆孔ZK01、ZK02、ZK03、ZK04為控制性鉆孔，鉆探進(jìn)尺至最低滑動(dòng)面以下5 m；東側(cè)輔助勘探線3-3'線上布設(shè)ZK05、ZK06共2個(gè)鉆孔，鉆探進(jìn)尺至最低滑動(dòng)面以下3 m；西側(cè)輔助勘探線2-2'線上布設(shè)ZK07共1個(gè)鉆孔，4-4′線上布設(shè)ZK08、ZK09共2個(gè)鉆孔，鉆探進(jìn)尺至最低滑動(dòng)面以下3 m。

其中，ZK03、ZK05這2個(gè)鉆孔位于擬設(shè)支擋處。視滑床作為治理工程持力層巖土體的地質(zhì)情況，其進(jìn)入滑床的深度宜為孔位處滑體厚度的1/3～1/2，且應(yīng)保證施工圖設(shè)計(jì)階段的需要。

3.3DS滑坡槽探和井探設(shè)計(jì)

滑坡的槽、井探是鉆探的重要補(bǔ)充。主要用于觀察裂縫走向、傾向、傾角及確定滑坡邊界，同時(shí)滿足不擾動(dòng)樣采樣及變形監(jiān)測(cè)的需要；淺井主要布設(shè)在滑坡范圍內(nèi)進(jìn)行開挖揭露及采樣，以確定滑坡體的物質(zhì)組成、滑動(dòng)特征、進(jìn)行滑坡體大體積重度試驗(yàn)及觀察滑體的動(dòng)態(tài)變化，井深超1.5 m時(shí)，應(yīng)注意施工安全，采用C25混凝土護(hù)壁，并應(yīng)隨挖深進(jìn)行而做地層和地下水描述。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于DS滑坡槽探、井探的布設(shè)如下：

(1) 布設(shè)探槽5個(gè)，其中，TC01、TC02位于滑坡后緣拉張裂縫處，TC03、TC05位于滑坡西側(cè)剪切裂縫處，TC04位于滑坡東側(cè)剪切裂縫處，探槽開挖采用2 m×1 m，長(zhǎng)度為5 m，目的是查明滑坡周界及揭露、追索裂縫，采取土樣和含水量測(cè)試樣等。

(2) 布設(shè)淺井5個(gè)，其中，QJ01位于東側(cè)剪切裂縫附近，QJ02位于滑坡后緣拉張裂縫附近，QJ03位于滑坡前緣剪出口附近，QJ04、QJ05位于滑坡體上，規(guī)格為直徑1 m的圓形，深度為5 m，目的是查明滑體組成結(jié)構(gòu)、滑動(dòng)面(帶)特征、進(jìn)行大體積重度試驗(yàn)、采取土樣和含水量測(cè)試樣等。

3.4DS滑坡地下水觀測(cè)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)

DS滑坡形成的主要影響因素中包含氣象水文條件，因大氣降水和地下水條件等對(duì)DS滑坡的影響較大，故在滑坡勘查設(shè)計(jì)時(shí)需注意地下水的觀測(cè)和試驗(yàn)。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際情況，對(duì)于DS滑坡地下水觀測(cè)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

(1) 泉水觀測(cè)：在調(diào)查DS滑坡范圍附近泉水出露位置、高程、地形地質(zhì)條件的基礎(chǔ)上，觀測(cè)泉水流量和水溫的變化。

(2) 井水觀測(cè)：調(diào)查DS滑坡附近水井的位置、高程、開挖時(shí)穿透的地層和厚度，測(cè)定水位、水溫及其變化。

(3) 鉆孔中地下水觀測(cè)和試驗(yàn)：測(cè)定9個(gè)鉆孔的初見水位和穩(wěn)定水位，分析地下水與滑坡勘查區(qū)地質(zhì)構(gòu)造、含水?dāng)嗔褞У年P(guān)系，并與大氣降水觀測(cè)相結(jié)合分析其補(bǔ)給來(lái)源。同時(shí)采取水樣進(jìn)行水質(zhì)分析試驗(yàn)，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為簡(jiǎn)分析和侵蝕性CO2分析，采樣規(guī)格為500～1000 mL。

(4) 水文地質(zhì)試驗(yàn)：DS滑坡區(qū)內(nèi)根據(jù)實(shí)際情況不采用注水和壓水試驗(yàn)，但應(yīng)對(duì)見水淺井等進(jìn)行抽(提)水試驗(yàn)確定涌水量、彼此間的水力聯(lián)系及含水層的滲透系數(shù)等，為DS滑坡分析及排水工程、治理工程設(shè)計(jì)提供依據(jù)。

3.5DS滑坡巖石土工試驗(yàn)設(shè)計(jì)

滑坡巖石、土工試驗(yàn)是滑坡勘查中的一個(gè)重要環(huán)節(jié)，主要測(cè)試巖石和土體的物理力學(xué)性質(zhì)，以滿足滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)和治理工程設(shè)計(jì)需要為目的。

對(duì)于DS滑坡巖石、土工試驗(yàn)設(shè)計(jì)如下：

(1) 采樣設(shè)計(jì)。在未來(lái)需施工的探井、鉆孔中采取滑體、滑帶、滑床及下伏基巖的巖土體。要求樣品直徑(巖芯直徑)不應(yīng)小于89 mm，高度不小于150 mm，所有樣品及時(shí)包裝蠟封并編號(hào)填寫標(biāo)簽。此次要求巖石抗壓試驗(yàn)和抗剪試驗(yàn)各9組，滑體、滑帶土樣數(shù)量均不宜少于9組，含水量測(cè)試樣，不宜少于20組。

(2) 現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)設(shè)計(jì)。現(xiàn)場(chǎng)原位試驗(yàn)對(duì)滑坡上部土體進(jìn)行10次標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)；大體積重度試驗(yàn)：采用容積法，試坑體積根據(jù)土石粒徑或尺寸確定，不宜小于50 cm×50 cm×50 cm，體積可通過(guò)注水測(cè)量，試坑內(nèi)巖土體試樣通過(guò)稱重法確定，并測(cè)定試樣的含水率。在淺井中進(jìn)行2次。

(3) 室內(nèi)試驗(yàn)設(shè)計(jì)?；w土室內(nèi)土工試驗(yàn)共布置9組，試驗(yàn)出含水量、密度、重度、孔隙比、天然抗剪強(qiáng)度等九個(gè)指標(biāo)，滑帶土室內(nèi)土工試驗(yàn)共布置9組，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為含水量、密度、反復(fù)抗剪強(qiáng)度等13個(gè)指標(biāo)；滑床及下伏基巖室內(nèi)巖石試驗(yàn)共布置9組，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為抗壓強(qiáng)度和抗剪強(qiáng)度；含水量測(cè)試樣室內(nèi)土工試驗(yàn)共布置20組，主要試驗(yàn)項(xiàng)目為天然含水量。

4　結(jié)　論

基于滑坡勘查設(shè)計(jì)方案對(duì)治理地質(zhì)災(zāi)害的重要技術(shù)指導(dǎo)意義，在進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理過(guò)程中必須詳細(xì)全面了解滑坡的成因、性態(tài)、類型和系列物理化學(xué)性質(zhì)等參數(shù)，所以勘查設(shè)計(jì)方案的優(yōu)化工作十分重要。此次設(shè)計(jì)方案的研究工作取得的成果如下：

(1) 采用先分析DS滑坡的自然地理及地質(zhì)概況，確定勘查的目的和范圍，明確勘查的任務(wù)和目標(biāo)，后制定勘查設(shè)計(jì)方案的方法是十分正確的技術(shù)導(dǎo)向。

(2) 制定的具體滑坡勘查設(shè)計(jì)方案路線為：地質(zhì)調(diào)查測(cè)繪模塊建立→鉆探設(shè)計(jì)→槽探、井探設(shè)計(jì)→地下水觀測(cè)和試驗(yàn)設(shè)計(jì)→巖石、土工試驗(yàn)設(shè)計(jì)共5個(gè)環(huán)節(jié)，該勘查設(shè)計(jì)方案十分科學(xué)合理。

(3) 通過(guò)采用此勘查設(shè)計(jì)方案得出的施工所需要相關(guān)技術(shù)參數(shù)全面、準(zhǔn)確，勘查設(shè)計(jì)的內(nèi)容和流程可以對(duì)施工起到工作指導(dǎo)和技術(shù)參考作用。

(4) 在此次設(shè)計(jì)研究過(guò)程中得出滑坡勘查設(shè)計(jì)系列重要要求如下：首先必須正確識(shí)別滑坡性質(zhì)，以確定總體的勘查方案及工作路線；其次應(yīng)重視滑坡的地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪，認(rèn)真分析滑坡的形成條件和原因，判斷目前的穩(wěn)定狀態(tài)和發(fā)展趨勢(shì)，通過(guò)調(diào)查可達(dá)到滑坡基本定性，這是最重要、最基礎(chǔ)的工作；第三是各個(gè)勘探步驟和各環(huán)節(jié)工作要抓住主要目標(biāo)；最后必須準(zhǔn)確確定滑坡滑動(dòng)面(帶)位置。

[1]劉建兵,顧琳娜,侯利鋒,等.江西山岳型風(fēng)景區(qū)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查存在的問(wèn)題及對(duì)策:以三清山風(fēng)景區(qū)為例[J].中國(guó)礦業(yè),2015(S2):85￣88,95.[2]王首智,何進(jìn),等.淺析滑坡勘查及治理設(shè)計(jì)[J].四川地質(zhì)學(xué)報(bào), 2013(S1):118￣120.[3]徐士申.大紅山鐵礦工程地質(zhì)災(zāi)害綜合防治措施研究[J].礦業(yè)研究與開發(fā),2016,36(01):99￣105.[4]邵曉波,等.淺析滑坡勘查的重點(diǎn)和難點(diǎn)[J].資源環(huán)境與工程,2012(03):251￣253.[5]李孝平,劉國(guó)棟,李強(qiáng).巴東某滑坡應(yīng)急搶險(xiǎn)治理工程設(shè)計(jì)[J].采礦技術(shù),2016,16(02):64￣65，89.

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2016￣07￣15)

李青燕(1981-),男,湖南婁底人,工程師,主要從事地質(zhì)勘探、巖土施工和地質(zhì)災(zāi)害治理工作，Email:519934727@qq.com。