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        壽佛寺滑坡成因機(jī)制分析及防治措施

        2019-07-01 12:19:44鐘林君
        資源信息與工程 2019年3期
        關(guān)鍵詞:佛寺粉質(zhì)基巖

        鐘林君

        (湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四○二隊,湖南 長沙 410000)

        1 滑坡概況

        資興市位于湖南省東南部、湘江流域耒水的上游,羅霄山脈西麓。每年進(jìn)入雨季,連日暴雨,地質(zhì)環(huán)境更加惡化,都會造成當(dāng)?shù)爻霈F(xiàn)大量的滑坡、泥石流,其中資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺居民安置區(qū)滑坡就是眾多重大地質(zhì)災(zāi)害隱患之一。

        滑坡位于資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺南側(cè)約150 m處,交通便利;地貌形態(tài)以山地為主,丘、崗平地交錯,地表起伏不大,地勢北東高西南低,高差較為明顯?;碌奈鱾?cè)、東側(cè)邊界均以下錯的陡坎為界?;驴v長128 m,平均寬83 m,前緣高程163 m,后緣高程185 m,相對高差22 m,滑體平均厚度為5 m,滑坡物質(zhì)成分為第四系全新統(tǒng)殘坡積粉質(zhì)黏土,滑面為巖土交界面,滑坡體積約為18 900 m3,為小型土質(zhì)滑坡?;乱恢碧幵谌浠冃坞A段,局部已經(jīng)處于變形加速階段。滑坡基巖為石灰?guī)r,為相對隔水層,地表水下滲后富集在土巖交界面,水量不斷富集、運移,基巖界面土體抗剪強(qiáng)度不斷降低,形成軟弱滑帶,使滑體沿基巖界面產(chǎn)生滑動。在降雨(尤其是暴雨)等因素作用下,滑坡可能發(fā)生更大的滑移,嚴(yán)重威脅滑坡體下方居民生命和財產(chǎn)安全。滑坡危害對象為坡下8棟房屋、門面12間、居民15戶80余人以及一條通往壽佛寺的村道,滑坡一旦失穩(wěn),潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 200萬元,治理刻不容緩。

        2 滑坡基本工程地質(zhì)條件

        場地位于壽佛寺東南面,場地原始地貌類型屬丘陵地貌,處在山坡與谷地相連接的部位,經(jīng)機(jī)械開挖整平,形成相對高差約22 m的西低東高斜坡,坡度約35°。

        滑坡區(qū)基巖為石炭系石灰?guī)r,灰褐色,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),中厚層狀構(gòu)造。覆蓋層主要為殘坡積,巖性為紅褐色粉質(zhì)黏土,厚度一般8.5~11.2.m,稍濕~濕,硬塑~可塑,結(jié)構(gòu)較緊密,由石灰?guī)r風(fēng)化殘積形成。

        場地內(nèi)未發(fā)現(xiàn)大的斷裂構(gòu)造通過,場地的區(qū)域穩(wěn)定性相對較好。滑坡區(qū)的水文地質(zhì)條件較簡單,地下水的補(bǔ)給主要為大氣降水和東部區(qū)域的基巖裂隙潛水。殘積粉質(zhì)黏土分布廣泛,具有弱透水性,淺部土層中含弱孔隙水,局部存在上層滯水;場地地下水主要為碳酸鹽巖巖溶裂隙水,賦存于滑床的基巖風(fēng)化巖溶裂隙中,富水性較弱,且沿巖層走向或巖溶裂隙變化較大。大氣降水通過粉質(zhì)黏土層沿層面呈側(cè)向運動,在場地西部的低洼處流出,形成間歇性的地表水流?;鶐r裂隙潛水受地形控制明顯,由東向西呈側(cè)向徑流,在場地西部以滲透水或濕地形式出露地表。

        3 滑坡變形破裂跡象及形成機(jī)制分析

        3.1 滑坡變形破裂跡象

        滑坡坡面總體坡度30°~35°,中、前部較陡后部相對較緩。進(jìn)入雨季,出現(xiàn)了較大范圍的變形破裂跡象,上部殘坡積松散地層發(fā)生滑移變形。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查,坡體中部和后緣出現(xiàn)了較多的縱、橫向的拉張裂縫,裂縫長度一般10~25 m不等,最長可達(dá)30 m,裂縫寬5~40 cm,可見深度普遍5~15 cm。局部裂縫有下錯現(xiàn)象,力學(xué)性質(zhì)上主要有拉張裂縫和剪切裂縫兩大類。在降水入滲等作用的影響下,裂縫變形有進(jìn)一步加劇之勢,原有裂縫不斷延伸變寬,且新增部分裂縫,滑坡前緣及后緣產(chǎn)生了局部滑塌,滑塌造成滑坡體前端的擋土墻破壞。

        3.2 形成機(jī)制分析

        (1)滑坡區(qū)地形平面呈舌狀,后緣有圈椅狀陡坎,兩側(cè)為下錯陡坎,整個地勢向滑坡區(qū)傾斜,形成面積約0.15 km2的匯水區(qū);剖面呈臺階狀,滑坡區(qū)坡度較緩,坡體植被破壞嚴(yán)重,排水不暢,為滑坡的形成提供了良好的條件。

        (2)滑坡區(qū)覆蓋層為殘坡積粉質(zhì)黏土,稍濕~濕,其下基巖為石灰?guī)r,滑坡體上水體滲透至基巖面處富集,水量不斷富集、運移,基巖界面土體抗剪強(qiáng)度不斷降低,形成軟弱滑帶,使滑體沿基巖界面產(chǎn)生滑動。

        (3)滑坡前緣既有兩級擋土墻多處產(chǎn)生了局部垮塌及錯位,坡腳的阻抗降低。

        4 滑坡穩(wěn)定性分析及防治工程

        4.1 滑坡穩(wěn)定性分析

        資興市東江鎮(zhèn)壽佛寺居民安置區(qū)滑坡計算剖面按照滑動方向選取,采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性評價和推力計算,滑帶土力學(xué)參數(shù)采用室內(nèi)實驗以及反演分析進(jìn)行確定,計算工況按天然、暴雨兩種考慮。

        (1)計算結(jié)果見表1。

        表1 滑坡穩(wěn)定性計算成果表

        (2)穩(wěn)定性評價。根據(jù)現(xiàn)場定性判斷,壽佛寺居民安置區(qū)滑坡在暴雨過程中已經(jīng)發(fā)生過較大的變形,坡表產(chǎn)生了變形破裂跡象,在坡體中部和后緣發(fā)育較多的縱向剪切裂縫和橫向拉裂縫,前緣擋土墻部分出現(xiàn)了嚴(yán)重的破壞變形,地面有隆起現(xiàn)象。經(jīng)過現(xiàn)場踏勘和調(diào)查分析判斷,天然狀態(tài)下,壽佛寺居民安置區(qū)滑坡尚處于穩(wěn)定狀態(tài),但在暴雨工況下可能失穩(wěn)或處于欠穩(wěn)定狀態(tài),因此,計算結(jié)果與滑坡體現(xiàn)場實際定性判斷基本吻合。

        4.2 滑坡推力計算

        為了取得整治滑坡的依據(jù),除了對滑坡的各種性質(zhì)需有足夠的認(rèn)識之外,還必須對設(shè)置工程的部位給出一個比較接近實際的定量數(shù)據(jù),這就必須進(jìn)行滑坡推力計算。本次滑坡推力計算采用的是規(guī)范規(guī)定的剩余下滑力傳遞法。將滑動方向和速度大體一致的滑體視為一個計算單元,在順滑動主軸方向的地質(zhì)縱斷面上按滑面的產(chǎn)狀、巖土性質(zhì)及地面轉(zhuǎn)折點劃分為若干地質(zhì)條塊,由后向前計算各條塊分界面上的剩余下滑力,即是該部位的滑坡推力,最后一塊的剩余下滑力就是整個滑坡的下滑力。

        治理工程支擋結(jié)構(gòu)位置處的滑體剩余下滑推力計算結(jié)果見表2。

        表2 治理工程支擋結(jié)構(gòu)位置處滑坡推力計算結(jié)果(單位:kN/m)

        所以進(jìn)行支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計時,以F=277.2 kN/m作為設(shè)計荷載。

        4.3 防治工程

        地質(zhì)災(zāi)害治理工程的設(shè)計應(yīng)貫徹安全、合理、經(jīng)濟(jì)的設(shè)計原則,在保證安全和正常使用的前提下,尋求方便施工、對環(huán)境影響小、最經(jīng)濟(jì)的結(jié)構(gòu)形式。從技術(shù)可行性、施工難易程度與經(jīng)濟(jì)性比選,推薦滑坡治理方案為:“抗滑樁+截排水+裂縫封填+人字形骨架護(hù)坡+加固處理已建擋墻”。選取277.2 kN/m作為設(shè)計推力進(jìn)行抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計。

        5 結(jié)論

        (1)壽佛寺滑坡為小型推移式土質(zhì)滑坡,其威脅對象為坡下8棟房屋、門面12間、居民15戶80余人以及一條通往壽佛寺的村道,潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 200萬元,本次滑坡危害對象等級為Ⅲ級,地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等。

        (2)通過本次勘查和穩(wěn)定性計算分析可知:天然狀態(tài)下,滑坡尚處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但在工況2(暴雨工況)下可能失穩(wěn)或處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

        (3)滑坡變形較為劇烈,根據(jù)穩(wěn)定性計算分析可知:滑坡在工況2(暴雨工況)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在未來暴雨條件下,很可能進(jìn)一步發(fā)生較大規(guī)模的崩滑或滑坡災(zāi)害,需采取適當(dāng)?shù)闹卫砉こ檀胧?/p>

        (4)可采取“抗滑樁+截排水+裂縫封填+人字形骨架護(hù)坡+加固處理已建擋墻”等措施對滑坡進(jìn)行治理。

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