何 靜
(肇慶市地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測與礦產(chǎn)資源技術(shù)中心,廣東 肇慶 526000)
(1)工程概況。研究區(qū)山體滑坡事件最初發(fā)生在2008年6月,截至目前,未發(fā)現(xiàn)該滑坡體再次大規(guī)模發(fā)育,但滑坡事件發(fā)生后未進行任何治理措施。因滑坡體松散,一旦遇到強降雨天氣,本處滑坡點仍然存在發(fā)生再次滑坡的可能性,嚴重影響了當?shù)鼐用竦娜粘I詈蜕敭a(chǎn)安全。研究區(qū)山體滑坡巖體的主要邊坡類型為土質(zhì)邊坡,從形態(tài)上可分為滑坡1(HP1)和滑坡2(HP2)。其中,滑坡1(HP1)的主要形態(tài)呈圈椅狀,滑動方向為90°,滑坡四周的邊界清晰可見,斜長約為42m,前緣寬約為50m,厚度在6.2m~6.5m之間,滑坡體積在6000m3左右,是一種常見的小型滑坡體。通過調(diào)查發(fā)現(xiàn),該滑坡內(nèi)后緣部位兩側(cè)有著明顯的陡峭狀態(tài),陡坎高在1m~3m之間,兩側(cè)陡坎高也在0.5m~2m左右。同時,滑坡前緣與坡腳房屋產(chǎn)生了許多陡坎,大概高度為3.5m;在坡腳的剪出口位置,經(jīng)實地測量,標高在37.01m~37.37m之間,在臨近坡腳距離0.5m~3m的位置,已拆除了4間受到威脅的房屋建筑?;?(HP2)與滑坡1(HP1)相比,滑坡體積要小些?;?(HP2)形態(tài)也主要是圈椅狀形態(tài),滑動方向為85°,滑坡四周的邊界清晰可見,斜長約為32m,前緣寬為27m,厚度為5.5m,滑坡體積在1800m3左右,也是一種常見的小型滑坡體,后緣部位出現(xiàn)了寬度為0.15m~0.35m的裂縫,陡坎高在2m左右,滑坡體中的樹木和竹子出現(xiàn)嚴重傾倒的現(xiàn)象。
(2)滑坡防治的意義。消除地質(zhì)災(zāi)害對當?shù)鼐用裆敭a(chǎn)的威脅是政府的工作內(nèi)容之一,為了消除地質(zhì)災(zāi)害安全隱患,通過對該山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理分析,制定科學合理的治理方案,保證邊坡的穩(wěn)定,為居民生命財產(chǎn)安全提供有力保障。
圖1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害點航拍圖
(1)地層巖性原因。滑坡出現(xiàn)的主要因素還受到土體土質(zhì)結(jié)構(gòu)以及土壤性質(zhì)的影響,山體斜坡面上的第四系殘積層厚,粘性較差,原巖結(jié)構(gòu)破壞嚴重,是誘導(dǎo)山體滑坡出現(xiàn)的重要的內(nèi)在因素。同時,南方雨水充沛,厚的殘積層經(jīng)過大量的雨水沖刷后,產(chǎn)生大量水入滲山體,如果不能及時的得到處理,就會造成不利影響,山體可能出現(xiàn)裂縫現(xiàn)象,加上強烈的降雨環(huán)境破壞,土體逐漸松動,進而出現(xiàn)山體滑坡現(xiàn)象。山體覆蓋平均厚度為15m的第四系殘積層礫質(zhì)粘性土,粘性一般,遇水易軟化、崩解。根據(jù)勘查報告[6],下伏基巖為燕山期花崗巖,巖石風化劇烈,原巖結(jié)構(gòu)基本破壞,裂隙比較發(fā)育,這為山體滑坡產(chǎn)生提供了有利條件。
(2)地形地貌原因。山體地形地貌也構(gòu)成山體滑坡的內(nèi)在因素。例如,在山體坡度較陡的情況下,出行臨空面,下山體支撐力不足,加上雨水入滲,加重上部山體的重度,山體一旦失衡,山體滑坡就會發(fā)生。山體屬于丘陵地貌,山體最高高程與最低高程相差高度68m,山體自然坡度20°~30°,但山腳局部山體因人工開挖,坡度80°~90°,山體坡度較高,為山體滑坡提供有利條件。
降水因素就是引發(fā)山體滑坡的外在激發(fā)因素。通常情況下,山體遭受大量的雨水沖刷之后,大量水滲入山體,這樣就直接導(dǎo)致了山體重度的增加。另外,在較長時間的雨水侵蝕破壞之下,就會對土壤的結(jié)構(gòu)性質(zhì)進行改變,例如對土壤軟化,導(dǎo)致山體土體的抗剪強度嚴重降低。與此同時。值得注意的是,山體滑坡問題也可能是因為地下水引起的,地下水位的幅度變化可能使得軟弱巖層和泥質(zhì)巖層出現(xiàn)土壤軟化現(xiàn)象,土壤出現(xiàn)大量水縫隙進而形成浮力和水壓力,最后降低巖石抗剪強度,坡體產(chǎn)生軟弱面。研究區(qū)在4-9月份為雨季,日最大降雨量為251.6mm,特別是雨季、臺風季節(jié)的連續(xù)降雨致使淺層土體抗剪強度下降,達到水土飽和后容易發(fā)生滑坡。
人類活動的影響主要表現(xiàn)為削坡建房,坡腳形成過陡的邊坡,山體的上部坡體由于坡腳卸荷,導(dǎo)致上部坡體失去平衡,產(chǎn)生應(yīng)力釋放,降低對山體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)定性,是滑坡的間接因素?;律襟w的坡腳有斜坡建房,導(dǎo)致人工開挖坡度較高,產(chǎn)生滑坡。
山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理的前提是進行現(xiàn)狀邊坡穩(wěn)定性進行定量定性的分析,通過穩(wěn)定性分析才能提出跟有效的防治措施。主要采用理正巖土邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)計算進行地質(zhì)災(zāi)害情況分析[1]。根據(jù)場地巖土分布,結(jié)合實際邊坡的地形地貌,選擇對邊坡安全影響最大的推力滑動方向?qū)ι襟w滑坡進行穩(wěn)定性定量分析計算,采用簡化bishop法分析選取最不利情況,根據(jù)現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查結(jié)果、巖土松散程度及有關(guān)特征綜合判別確定滑坡面,分別計算滑坡穩(wěn)定系數(shù),對于均質(zhì)土類邊坡,可采用圓弧型滑動面法進行邊坡穩(wěn)定性分析,計算模型見圖2,穩(wěn)定性系數(shù)計算見公式A.1-1。
圖2 圓弧形滑面邊坡計算示意
式中:Fs—邊坡穩(wěn)定系數(shù):Ci—第i條塊內(nèi)聚力(kPa);φi—第i條塊內(nèi)摩擦角(°);Li—第i條塊滑面長度(m);ai—第i條塊滑面傾角(°),滑動傾向與滑動方向相同進取正,滑動傾向與滑動方向相反時取負;Ui—第i條塊滑面單位寬度總水壓力(KN/m);Gi—第i條塊滑面單位寬度自重(KN/m);Gbi—第i條塊滑面單位寬度豎向附加荷載(KN/m);方向指向下方時取正值,指向上方時取負值;Qi—第i條塊滑面單位寬度水平荷載(KN/m);方向指向坡外時取正值,指向坡內(nèi)時取負值;hwi,hw,i-1—第i及i-1計算條塊滑面前端水頭高度(m);γw—水重度,取10(KN/m3);i—計算條塊號,從后方算起;n—條塊數(shù)量。
使用理正巖土邊坡穩(wěn)定分析系統(tǒng)計算得到的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)見表1。
表1 邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果
計算分析結(jié)果表明,在正常和暴雨工況下,邊坡均處于不穩(wěn)定狀態(tài),需要盡快治理。
坡體抗滑能力較差是導(dǎo)致山體滑坡發(fā)生的主要原因,因此,相關(guān)部門可以采用坡面支護等防治措施來提高坡體穩(wěn)定性[3]。首先,應(yīng)在坡體驅(qū)滑路段清除碎石,邊坡應(yīng)降低坡度消方并減小荷載,開挖選擇分層、分段、對稱、均衡開挖,自上而下的方法消方減載,然后進行安裝骨架梁進行護坡,固定坡體。以某山體滑坡治理為例,坡面支護采用消方減載+骨架梁+植草綠化+截排水的坡面支護方式進行。
在坡腳修使用鋼筋混凝土修筑擋土墻,在擋土墻設(shè)計期間,設(shè)計人員可以重點參考滑坡推力大小的參數(shù)[2],在對山體土質(zhì)情況進行實地勘察和數(shù)據(jù)分析整理之后,制定科學的擋土墻設(shè)計方案[4]。研究區(qū)山體滑坡治理采用:擋土墻采用C30硂鋼筋硂澆筑,擋土墻后設(shè)置反濾層,墻后回填硬塑以上粘土,分層夯實,擋土墻自地面起0.5m布置一排泄水孔。
截排水措施是為了減少降雨入滲,減輕山體重度。排水系統(tǒng)宜于當級邊坡支護工程施工前先行實施,一般排水溝梯度不小于0.3%[5],同時在必要的地段需設(shè)置急流槽和消能池。
山體滑坡治理過程中實行邊坡監(jiān)測與信息化施工。監(jiān)測信息主要用于指導(dǎo)施工,同時可將監(jiān)測結(jié)果作為動態(tài)設(shè)計的依據(jù)。邊坡監(jiān)測點布置、監(jiān)測內(nèi)容、監(jiān)測頻率以及監(jiān)測期限應(yīng)根據(jù)治理項目的需求而設(shè)定。信息化施工主要用于當治理邊坡變形過大,速率過快出現(xiàn)治理過程中的邊坡發(fā)生開裂或有崩塌跡象等險情時,提醒立即停止施工,查明原因后選用適當?shù)膽?yīng)急措施進行加固,以保證施工正常進行。
山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害出現(xiàn)是受到多種因素影響的,相關(guān)部門應(yīng)結(jié)合具體的情況,全面的分析地質(zhì)災(zāi)害地貌地形,引進先進的檢測設(shè)備,在因地制宜、與時俱進的基礎(chǔ)上,統(tǒng)籌規(guī)劃,不斷學習國內(nèi)外先進地質(zhì)災(zāi)害處理方法,提高地質(zhì)災(zāi)害治理的安全性和經(jīng)濟性,最后促進社會的可持續(xù)發(fā)展。