蒙 毅
(廣東省核工業(yè)地質局二九二大隊,廣東 河源 517000)
粵東地區(qū)某礦山花崗巖開采區(qū)地表大面積分布厚度較大的風化土層。近年隨著資源開發(fā)利用對地表地質環(huán)境和巖土層應力平衡破壞較大,受降雨影響,滑坡地質災害時有發(fā)生,嚴重危害人民生命財產安全。為防范滑坡危害,本文以該滑坡點勘查資料為依據(jù),重點分析其基本成因,評價其穩(wěn)定性程度,并提出優(yōu)選處置方案。
該滑坡點位于粵東地區(qū),屬于中低山-河谷平原地貌,地形是堆積成因類型,該點及周邊地勢整體呈西高東低,山體坡度30°~45°。植被較為發(fā)育,以低矮灌木、蕨類、松樹為主[1]。該點屬于老滑坡點,滑坡首次發(fā)生始于2003年,受強降雨誘發(fā),滑坡體滑動后,在滑坡前緣形成鼓丘,滑坡后緣形成陡坎,整個滑坡體形成較緩的地形,此后該滑坡未發(fā)生過滑動。
據(jù)調查,滑坡體位于后山坡上,微地貌為低丘陵,滑坡體平面上呈下寬(寬約104m)上窄(寬約18m)的簸箕形,滑坡規(guī)模:長213m,寬90m,平均厚度5m,體積為95850m3?;?17°,垂直走向方向滑體長為213m?;麦w所在邊坡為土質邊坡,坡腳處最低海拔為198m,滑坡后緣海拔為228m,現(xiàn)狀坡度為在14°~28°之間。該滑坡點及影響范圍匯水面積約0.02km2,最大小時降水量取64.8mm,匯水量約0.18m3/s。
滑坡后緣位于227.5m~228.0m的等高線之間,呈圈椅狀,破裂壁高約1.0m,破裂面已風化,看不到擦動的痕跡,表面植被繁多。
滑坡體上存在兩條裂縫,裂縫面雜草叢生,不易被察覺。裂縫LF1位于海拔207m~210.5m,長42.4m,屬于張拉裂縫;裂縫LF2位于海拔218m~223m,長34.6m,屬于張拉裂縫。
滑坡坡腳附近為自然溝谷,坡腳未發(fā)現(xiàn)裂縫、變形、冒水現(xiàn)象,目前處于基本穩(wěn)定狀態(tài)[2]。坡腳受威脅建筑物距坡底4.5m~11.0m,為鋼筋混凝土框架結構(2~4層)及土坯結構(1層),現(xiàn)場查勘未發(fā)現(xiàn)建筑物變形跡象。
滑坡區(qū)地層自下而上分為下侏羅統(tǒng)金雞群中亞群(J1jnb)和第四系(Q4)。
(1)侏羅系下統(tǒng)金雞群中亞群(J1jnb)巖性為泥質粉砂巖、局部夾粉砂巖與頁巖互層,按風化程度可細分為全風化、強風化2個風化巖層,現(xiàn)分述如下:
全風化泥質粉砂巖:黃褐色,稍濕~濕,原巖結構尚可辯認,巖芯呈堅硬土柱狀,局部為硬塑狀,巖芯采取率高,土質較均勻,以粉質粘土為主,夾粉砂。該層進行標貫試驗7次,其實測標貫擊數(shù)42~49擊,平均值45.4擊。
強風化泥質粉砂巖:灰白色、灰褐色,巖石風化強烈,裂隙發(fā)育,巖芯碎塊狀、短柱狀,合金鉆頭干鉆可鉆進。強風化泥質粉砂巖屬于較軟巖,巖石完整程度分類為較破碎~破碎,巖體基本質量級別為Ⅴ級。
(2)第四系(Q4):第四系地層巖性主要為坡積粉質粘土、殘積粉質粘土,自上而下可劃分為:
坡積層(Qdl)粉質黏土:褐黃色、棕紅色,稍濕,硬塑狀,主要成分為粉黏粒,粘性一般,夾少量2~4cm的碎石,分布較均勻,為坡積土。該層進行標貫試驗8次,其實測標貫擊數(shù)17~30擊,平均值20.8擊。
殘積層(Qel)粉質黏土:褐黃色、棕紅色,呈硬塑狀,稍濕,主要成分為粉粘粒,含少量礫石,土質較純,韌性差,干強度一般,為殘積土。該層進行標貫試驗9次,其實測標貫擊數(shù)30~35擊,平均值32.8擊。
根據(jù)滑坡的基本特征與變形特點分析,引發(fā)滑坡的成因主要是:①滑坡常發(fā)生于低山丘陵地區(qū)的山體斜坡地,地形坡度一般較陡,為邊坡體滑移提供了空間;②滑坡區(qū)巖土體主要為坡殘積粉質黏土、全(強)風化泥質粉砂巖,巖石呈薄層狀,節(jié)理裂隙發(fā)育,巖石易風化、破碎,其物理力學參數(shù)偏低,為發(fā)生滑坡的內在因素;③坡面植被主要為林地,山體灌草不發(fā)育,加之雨水沖刷坡面,從而增強滑坡的趨勢;④強降雨雨水滲入邊坡巖土體中,巖土體富水飽和,減小顆粒之間的摩阻力,直接導致滑坡地質災害發(fā)生;⑤資源開發(fā)削坡,坡腳開挖支護不當,坡體臨空,巖土體受力失衡,導致該坡體發(fā)生滑坡。綜上所述,在內外雙重因素的加持下,巖土體內部應力失衡及抗剪強度削弱,從而形成貫通的滑動面,是滑坡發(fā)生的基本成因。
滑坡區(qū)堆積類型的坡體為坡積粉質黏土、殘積粉質黏土和全、強風化泥質粉砂巖組合,不同成因和結構的巖土,密實程度、含水狀態(tài)和強度各異。斜坡地形在暴雨天氣條件下,地表土體一般呈半干硬,非飽和狀態(tài),工程地質特性較好。高度5m~30m,坡度45°~60°的土質邊坡能保持極限平衡或基本穩(wěn)定狀態(tài)。一旦雨水入滲坡體后,入滲帶土體則由非飽和轉為飽和,重度增大,抗剪強度降低,重度或下滑力增加,極限平衡被破壞失穩(wěn),土體內部產生滑裂面并逐漸貫通,巖土體沿著滑裂面下滑,形成滑坡。比擬地區(qū)相似類型滑坡,該滑坡在天然狀態(tài)下呈基本穩(wěn)定,在連續(xù)降雨等不利工況下則呈基本穩(wěn)定~欠穩(wěn)定[3]。事實上通過監(jiān)測顯示,開挖坡腳和極端降雨條件是影響穩(wěn)定性的主控因素,多年來,亦未發(fā)現(xiàn)新的裂縫,坡腳及坡面亦未發(fā)現(xiàn)新的變形形跡,說明該滑坡暫時穩(wěn)定。
本滑坡體受威脅設施的重要性為較重要,危害對象重要性為較重要,滑坡防治工程等級為Ⅱ級;邊坡屬土質邊坡,破壞后果為很嚴重,可確定該邊坡工程安全等級為一級,邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)為1.35。根據(jù)室內試驗成果,并結合本地區(qū)成熟勘察經(jīng)驗綜合得出滑坡體巖土物理力學參數(shù)指標,滑坡穩(wěn)定性分析采用瑞典條分法(圓弧滑動面),計算由理正巖土計算6.5PB4軟件完成,最不利滑動面采用軟件進行自動搜索。計算剖面選取布置在滑坡中心危險性最大的坡段,為3~3′剖面,計算過程中按照3種工況類型進行[4]。工況包括:①工況1:天然狀態(tài),考慮地下水作用;②工況2:飽和狀態(tài),考慮50年一遇暴雨情況,滑坡體充分飽和;③工況3:飽和狀態(tài),滑坡體充分飽和,疊加地震作用。計算結果見表1。
表1 各剖面穩(wěn)定性計算成果
根據(jù)3-3剖面穩(wěn)定性計算成果,滑坡體在天然狀態(tài)下呈基本穩(wěn)定,在飽水狀態(tài)下呈基本穩(wěn)定,疊加地震作用下呈欠穩(wěn)定,定量計算結果與定性分析及現(xiàn)場調查基本一致。目前本滑坡體處于整體基本穩(wěn)定的狀態(tài),在各種不利條件(坡腳開挖、極端降雨、地震等)疊加影響作用下,老滑坡有可能會激活,產生新的滑坡或崩塌,亟需對滑坡進行工程治理。
一要因地制宜,針對性地采取治理措施;二要經(jīng)濟合理,篩選經(jīng)濟節(jié)省易于實施的方案;三要科學有效,在資金限額內優(yōu)化設計,追求最大的治理效能。
該滑坡治理應綜合考慮滑坡體及影響地段,尤其強調要分析計算好巖土體下滑力與工程措施抗滑能力的關系,處理好滑裂面與坡腳主體工程接觸位置關系,避免因分析誤差和資料失實出現(xiàn)支護工程“坐船”的安全隱患。基于邊坡體的地質環(huán)境條件、滑坡體高度、寬度及周邊環(huán)境狀況,提供兩個方案進行優(yōu)選。
方案一:錨索格構梁+擋土墻+截排水系統(tǒng)+裂縫填塞+監(jiān)測。
錨索格構梁:格構梁主要防護坡面,土層較厚,產狀平緩,錨固段至強風化層距離較遠,因此選用錨索作為拉力受力件,其設計長度應根據(jù)滑坡破裂面綜合考慮;擋土墻設置在坡腳,提高滑坡體穩(wěn)定性;截排水系統(tǒng)設置在滑坡后緣穩(wěn)定坡面上,降低雨水對邊坡穩(wěn)定性的影響。坡面布設排水系統(tǒng),保證坡體上部及坡面水及時排走。監(jiān)測:以變形監(jiān)測為主,監(jiān)測內容包括位移(水平、垂直)、裂縫充水情況。根據(jù)監(jiān)測結果,對可能發(fā)生滑坡的時間、可能的運方向及路徑、規(guī)模、造成的損失范圍、威脅的人群及財產做出預判,提出危險性預警。巡視監(jiān)測應對地表裂縫等各種變形跡象進行巡視檢查、拍照和記錄。
建議方案二:抗滑樁+截排水系統(tǒng)+裂縫填塞+監(jiān)測
抗滑樁:設置在坡腳滑體較薄處,垂直滑坡的主滑方向成排布設。截排水系統(tǒng):設置在滑坡后緣穩(wěn)定坡面上,降低雨水對邊坡穩(wěn)定性的影響。坡面布設排水系統(tǒng),保證坡體上部及坡面水及時排走。監(jiān)測:以變形監(jiān)測為主,監(jiān)測內容包括位移(水平、垂直)、裂縫充水情況,根據(jù)監(jiān)測結果,對可能發(fā)生滑坡的時間、可能的運方向及路徑、規(guī)模、造成的損失范圍、威脅的人群及財產做出預判,提出危險性預警。巡視監(jiān)測應對地表裂縫等各種變形跡象進行巡視檢查、拍照和記錄。
對該滑坡點場地地層巖性組成結構、水文地質條件、滑坡基本特征、成因及施工技術難度、資金情況綜合考慮,優(yōu)選“方案一”作為本滑坡處置方案。