周旗俊
(湖南省勘查設計研究院,湖南 長沙 410000)
滑坡區(qū)一帶為侵蝕剝蝕低山地貌,地形起伏較大,植被發(fā)育。海拔標高一般為696m~883m,相對高差約187m。地勢總體是西南與北東兩側山體高,西北與東南一帶低。H1、H2滑坡體及其周邊地形為一向北西傾斜的單面斜坡。H3滑坡體及周邊地形為一向南東傾斜的單向斜坡。
滑坡區(qū)內出露的由新到老的地層主要為第四系及志留系中統(tǒng)羅惹坪群,詳述如下:
(1)第四系(Qel+dl):含碎石粉質黏土,黃褐色、灰褐色,硬塑狀,不均勻含5%~30%的碎石,粒徑20mm~50mm的碎石顆粒質量占總質量5%~20%,粒徑50mm~100mm占3%~5%,顆粒級配差,呈棱角狀,顆粒分選性差,顆粒成分為頁巖,呈強風化狀,顆粒之間充填角礫和黏性土。
(2)志留系中統(tǒng)羅惹坪群(S2lr)全~中風化砂質頁巖:褐灰、灰色,砂巖、砂質頁巖,薄層狀夾有中厚層狀,泥質膠結,節(jié)理裂隙較發(fā)育,節(jié)理裂隙面上有褐色鐵錳質浸染,巖體較破碎,碎裂狀結構。
人類工程活動自坡頂至坡腳,強度增大。坡中上部到坡頂為天然灌木林地,坡中下部階梯狀村落,坡腳局部切坡開挖建成道路,人類工程活動改變了原始坡形態(tài),大大增強了土體的降水入滲能力,坡腳切坡開挖破壞了原始邊坡的連續(xù)性,造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。
H1滑坡主滑方向為330°,H2滑坡主滑方向為280°,H3滑坡區(qū)地勢整體東北高西南低,主滑方向為220°?;驴v向剖面形態(tài)為前緣陡、中部緩、后緣陡。均屬小型淺層推移式土質滑坡。
滑坡邊界:滑坡周界以巖土體是否產生變形破壞界定,其沿滑坡體周邊分布。H1滑坡剪出口前緣陡坎為界,左緣以沖溝為界,右緣以山脊分水嶺為界,后緣以裂縫變形消失處及微地貌為界。H2滑坡剪出口前緣陡坎為界,左緣、右緣基本以山體棱角轉折線為界,后緣以裂縫變形消失處及陡坎為界。H3滑坡后緣以陡坎及裂縫變形消失處為界,左緣、右緣基本以山體棱角轉折線為界。
H1、H2、H3滑坡物質組成及結構特征:在鉆探、淺井和槽探確定滑坡體在自上向下分布的地層為:滑體土(含碎石粉質黏土)、滑帶土、滑床主要為志留系中統(tǒng)羅惹坪群(S2lr)全~中風化砂質頁巖,巖層產狀與主滑方向為反向的關系。
圖1 滑帶土
對研究區(qū)進行地質勘察發(fā)現,可依照H1、H2、H3三種滑坡體的地質條件、變形特征、地形地貌等進行判斷,滑坡形成的主要原因是人工活動誘發(fā)和大氣降水共同作用。受暴雨影響,各個斜坡發(fā)生明顯變形,造成多棟房屋及地坪開裂變形,墻體裂縫多為穿墻裂縫。
圖2 裂縫照片
滑坡群威脅人數30戶,117人,潛在經濟損失1050萬元,按《滑坡防治工程設計與施工技術規(guī)范》(DZ/T0219—2006)滑坡防治工程分級表,確定H1、H2、H3滑坡防治工程等級為Ⅲ級。
內因和外因共同構成了滑坡體,同時這兩個方面存在一定的聯(lián)系,其中地質構造因素、地貌因素、巖性因素為形成滑坡體的內因,人類的工程活動和自然環(huán)境因素為滑坡形成的外因。
(1)地形地貌。出現滑坡群的周圍地形地貌通常是侵蝕剝蝕低山地貌,起伏較大,整體地形坡度較陡,前緣建房切坡,忽略了支護的作用,因易出現滑坡區(qū)域多為山坡凹形區(qū)域,地下水、地表水會長期集聚在一起,導致出現滑坡體。
(2)巖性?;麦w上覆土層為第四系殘坡積含碎石粉質黏土,結構松散,透水性強,易于雨水入滲。地下水主要沿基巖面向下流動,在地下水作用下,易使滑坡體飽和,滑體重度增加,易在土巖接觸面上形成的軟弱滑帶,為滑坡形成奠定了基礎,進而引發(fā)災害。
(3)降雨。大范圍集中降雨會誘發(fā)坡體變形。持續(xù)的降雨過程導致巖土體的自重增加,當孔隙水的壓力增加到無法承受的極限時,基巖就會發(fā)生滑動,當滑坡體受到地下水滲透影響,巖土層被軟化,抗剪強度變弱,巖土體失穩(wěn),最終導致滑坡形成。
(4)人類工程活動。不合理的人類活動是形成滑坡的外在因素。坡腳切坡開挖建成道路,人類工程活動改變了原始坡形態(tài),造成巖土接觸帶這一軟弱帶臨空。另外坡體上大量修建房屋,增加了滑坡體的荷載,同時坡體居民生活用水的無序排放,也加劇了滑坡的變形。綜上所述,地形地貌、巖性、降雨和人類工程活動是形成該滑坡主要因素。其中造成滑坡滑動的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動。
根據踏勘及現場勘探分析,地形地貌、巖土性質、水文地質條件和人類工程活動是影響該滑坡穩(wěn)定性的因素,其中造成滑坡滑動的主要外界影響因素是大氣降水和人類工程活動。在暴雨條件下,地表水容易下滲,致使土體飽和,自重加大,潛在滑動面處的土體抗剪強度降低,有利于潛在滑動面的進一步發(fā)展及貫通,最終導致滑坡失穩(wěn)。
結合H1、H2、H3滑坡的發(fā)展過程和現場調查資料,主要是由于人類工程活動及降雨造成,滑坡變形主要從中后緣開始,且剪切面為軟弱結構面控制,因此判斷該滑坡群屬于小型推移式滑坡。
此次研究中,主要針對H1、H2、H3這三種滑坡形式的穩(wěn)定性進行準確計算,滑坡體的抗剪強度指標C、φ值可通過反演試驗、實驗室內的評價結果綜合評定后得出。H1、H2、H3滑坡穩(wěn)定性計算結果見下表1。
表1 滑坡穩(wěn)定性計算結果表
H1滑坡:在自重工況下,滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡:在自重工況下,滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡:在自重工況下,滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。其沿滑動面滑動的可能性存在,需采取適當工程治理措施。
H1滑坡目前處于蠕動變形階段?;虑熬壢祟惢顒痈脑鞆娏遥衅陆ǚ啃纬膳R空面大大降低了坡腳阻抗,增大了下滑力,滑坡中后部人類活動也較強烈,生活飲水亂排亂放,在基覆面附近富水,造成滑體自重增加,滑面抗剪強度降低,如果滑坡地質災害出現后不能及時進行治理,巖土體的變形程度會進一步加劇,滑坡體變形范圍向外部擴散,淺層松散的滑體有崩塌的風險,巖土體的整體穩(wěn)定性變弱,周邊建筑也有變形的風險,會導致地質災害發(fā)生。
H2滑坡尚且處于向變形發(fā)展的一個階段。巖土體的結構松散,具有良好的透水性,因未安裝排水設施,遇到降雨天氣,雨水逐漸滲入巖土體,當地表土層含水量達到極限時,滑面自重增加,巖土體失穩(wěn)。另外后緣切坡建房形成3m~6m的陡坡,且未進行任何形式的支護,人為地加快了滑坡的變形,從而引發(fā)更大地質災害發(fā)生。
H3滑坡目前處于蠕動變形階段?;麦w結構松散,透水性較好,加上地表缺乏必要的排水設施,降雨期間,隨著地表水不斷入滲,表層滑體土飽和,自重加大,下滑力增加,從而導致滑坡體穩(wěn)定性降低,居民房屋變形進一步加劇,從而引發(fā)更大地質災害發(fā)生。
綜上所述,三處滑坡在暴雨工況下穩(wěn)定性均較差,潛在危險性大,治理非常必要。
本方案為在不對滑坡地質災害進行有效治理恢復的前提下,為確?;掠绊懛秶鷥染用裆敭a安全而采用的被動避讓方案。即對30戶117人村民進行整體搬遷,另選安全地段重建安置。搬遷避讓主要工作內容如下:①安置點選擇;②宅基地劃撥;③現有建筑物拆除、清運;④房屋重建;⑤安置點生產、生活設施。
按綜合單價1600元/m2的建筑成本估算,搬遷避讓需資金720萬元。該村地處侵蝕剝蝕低山地貌,山地多平地少,搬遷用地選址較難實現,且搬遷時仍需切坡建房,不可避免造成人工邊坡,切坡建房造成的邊坡仍然需要治理。據現場實地調查,災害點距離某國家森林公園最近距離約1.5km,大部分村民的經濟收入主要靠旅游業(yè)支持,多數村民對搬遷抵觸。綜上所述,搬遷避讓方案難度較大,因此不建議采用此方案。
滑坡群為小型淺層推移式土質滑坡,主要由3個滑坡H1、H2、H3組成,根據滑坡變形跡象及變形特征,建議防治方案如下:
(1)推薦對H1滑坡防治設計:滑坡前緣布置一排抗滑樁,坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。
(2)推薦對H2滑坡防治設計:滑坡前緣布置一排抗滑樁,坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。后緣較陡部位(張業(yè)龍屋后)設置錨桿格構,并對邊坡坡面進行修坡植草,張功福房屋后設置擋土墻。
(3)推薦對H3滑坡防治設計:滑坡前緣布置兩排抗滑樁,坡頂修建截水溝+對裂縫回填壓實。滑坡前緣及中部陡坎部位設置擋土墻。
(1)通過地形數字化測量成圖,工程地質測繪,工程鉆探、井探、槽探,原位測試,室內試驗等綜合手段,查明了滑坡的地質環(huán)境條件、規(guī)模、地貌形態(tài)、氣象水文、地震效應、構造及新構造運動,在此基礎上,進行了滑坡、崩塌成因機制分析、預測及穩(wěn)定性計算評價。
(2)計算表明:H1滑坡:在自重工況下,滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H2滑坡:在自重工況下,滑坡體處于穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。H3滑坡:在自重工況下,滑坡體處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況下,滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。沿滑動面滑動的可能性存在,需采取適當工程治理措施。
(3)根據滑坡群威脅對象情況和穩(wěn)定性分析,為確?;氯河绊懛秶鷥染用裆敭a安全采取科學的防治方案。