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        滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理及生態(tài)修復(fù)研究

        2021-12-09 19:48:29陳耿鴻
        西部資源 2021年2期
        關(guān)鍵詞:噴播坡面巖土

        陳耿鴻

        摘要:在可持續(xù)發(fā)展觀的倡導(dǎo)下,我國對于生態(tài)環(huán)境越來越重視,越來越多的滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程項目落地實施。然而大多數(shù)情況下,滑坡地質(zhì)災(zāi)害治工程主要目標(biāo)放在了消除地質(zhì)災(zāi)害隱患上,對于滑坡區(qū)域的生態(tài)修復(fù)研究較少。本文在分析滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成因素的基礎(chǔ)上,指出了有效的隱患治理措施和生態(tài)修復(fù)技術(shù)方案,供廣大地質(zhì)工作者參考借鑒。

        關(guān)鍵詞:滑坡;邊坡穩(wěn)定性;地質(zhì)災(zāi)害治理;生態(tài)修復(fù)

        隨著我國城市建設(shè)國民越來越大,全國上下開始了大規(guī)模的工程建設(shè)活動,尤其是近年來,大量的公路、鐵路、水利、礦業(yè)及基礎(chǔ)設(shè)施建設(shè)項目正如火如荼地開展中。然而,我國是一個多山的國家,山脈縱橫交錯,在人類活動的影響下,加上雨水、地震等外部因素的影響,很容易出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害,給區(qū)域生態(tài)環(huán)境和廣大群眾人身財產(chǎn)安全造成了巨大的威脅,這一問題已經(jīng)是關(guān)乎我國生態(tài)文明建設(shè)的全局性問題,對于滑坡地質(zhì)災(zāi)害的質(zhì)量和生態(tài)修復(fù),必須要樹立和施行綠水青山就是金山銀山的理念,要在消除地質(zhì)災(zāi)害隱患的基礎(chǔ)上,實現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域的生態(tài)恢復(fù)。因此,對于滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程的研究,將隱患治理和生態(tài)修復(fù)聯(lián)系起來成為一個十分重要的研究課題。

        1.地質(zhì)災(zāi)害工程中邊坡穩(wěn)定影響因素分析

        1.1人為活動的影響

        在很多滑坡地質(zhì)災(zāi)害事故中,人為活動是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一,尤其是近年來很多城郊地區(qū)開始了大規(guī)模的基礎(chǔ)建設(shè),鐵路、公路等工程建設(shè)延伸到了山區(qū),在這些山區(qū)進(jìn)行施工的過程中,會對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生直接的影響。工程建設(shè)項目實施的過程中,對于邊坡及坡腳的不合理開挖,會破壞邊坡的整體結(jié)構(gòu),很容易出現(xiàn)滑坡和崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。除此之外,還有不合理的開挖爆破等都會對邊坡的穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,如開挖放炮過程中會產(chǎn)生巨大的震動,當(dāng)開挖爆破的頻率較高,就會導(dǎo)致巖體出現(xiàn)錯動,并發(fā)展成裂縫,進(jìn)而降低了邊坡穩(wěn)定性。

        1.2降雨的影響

        降雨主要對邊坡的影響,主要表現(xiàn)在降低巖體強度、抬高地下水位和加大邊坡內(nèi)孔隙水壓力三個方面。對于很多山區(qū)的巖石邊坡而言,巖體結(jié)構(gòu)的強度是穩(wěn)定的基礎(chǔ),而水的介入會對硬質(zhì)結(jié)構(gòu)面影響不大,主要會影響巖體的軟弱結(jié)構(gòu)面,當(dāng)長期雨水的浸潤,充填的軟弱物強度會逐漸降低,抗剪強度會逐漸減小,進(jìn)而引發(fā)邊坡失穩(wěn),這一類現(xiàn)象突出發(fā)生在強風(fēng)化帶和軟弱巖層地區(qū)。

        遇強降雨時,會導(dǎo)致山體地下水位升高,改變地下水文地質(zhì)條件,在一些情況下,地下水位大幅上升,而局部地區(qū)的水位上升會有所限制,對于巖土厚度較薄、山坡較緩并且地下水在弱風(fēng)化層以上的情況下,雨水會順著巖土體的孔隙滲入,水位上升需要更多地表水補給,而同樣的降雨條件下,水位上升幅度較小。加上巖土體裂隙發(fā)育,巖石破碎后滲透系數(shù)變大,水位升高后很容易被排出。降雨導(dǎo)致的地下水位上升,邊坡孔隙壓力增大,當(dāng)遇到長時間強降雨的情況,孔隙壓力就會不斷增大,對邊坡穩(wěn)定性會造成破壞性的影響。降雨強度與滑坡的關(guān)系如下表所示。

        1.3地震等災(zāi)害的影響

        在很多地震區(qū)域,很容易發(fā)生滑坡等地質(zhì)災(zāi)害,地震引發(fā)的震動會使得山體破碎、松散,加上雨水沖刷的作用,雨水滲入巖土體中,巖土體的強度降低,進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。地震對邊坡的影響突出表現(xiàn)在三個方面,第一是地震力的作用,使得邊坡的慣性力發(fā)生了改變,引發(fā)滑坡;第二是地震導(dǎo)致地表出現(xiàn)裂縫和變形,降低了巖土體的強度、地下水位的變化,為滑坡的形成提供了條件;第三是地震的促進(jìn)容易導(dǎo)致出現(xiàn)兩種類型的滑坡,在地震過程中出現(xiàn)大量滑坡,另外是地震導(dǎo)致斜坡出現(xiàn)了新的破壞,促進(jìn)了滑坡的形成,在地震后發(fā)生滑坡,也成為后發(fā)性滑坡。

        地震震級、烈度與滑坡存在著顯著關(guān)系,根據(jù)近年來強震調(diào)查結(jié)果統(tǒng)計,當(dāng)出現(xiàn)七級以上的地震區(qū)域,滑坡發(fā)生的概率極高,而當(dāng)出現(xiàn)五級以上的地震會誘發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害,并且影響的范圍可長達(dá)100km2,在相同的條件下,地震震級越大,滑坡發(fā)生的概率和誘發(fā)滑坡的面積會隨之增大。

        1.4巖土以及巖體結(jié)構(gòu)特征的影響

        在很多邊坡中,巖土體中存在很多的親水礦物,這些存在于如滑石片巖、泥灰?guī)r等結(jié)構(gòu)巖石中,同時也存在著泥質(zhì)填充的破碎巖石,這些巖石一旦受到侵蝕,巖土體的強度會大大降低,穩(wěn)定性也會隨之下降,進(jìn)而引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

        其次,巖土體的結(jié)構(gòu)層也是影響巖石完整性的重要因素,滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與其存在著直接關(guān)系,一旦巖體的完整性出現(xiàn)破壞,巖土體的抗剪強度就會下降,巖體出現(xiàn)相應(yīng)的孔隙,就進(jìn)而導(dǎo)致出現(xiàn)巖體整體結(jié)構(gòu)破壞,引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

        2.滑坡治理的相應(yīng)措施

        2.1精準(zhǔn)測定滑坡區(qū)域

        當(dāng)一斜坡出現(xiàn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害,則說明該區(qū)域的地質(zhì)、氣候以及外部活動因素較為活躍,對斜坡的穩(wěn)定性造成了破壞性的影響。因此,對于這一區(qū)域的檢查,必須要進(jìn)行精準(zhǔn)的勘察檢測,明確具體的影響因素。一方面要對滑坡現(xiàn)場情況進(jìn)行詳盡勘察,明確滑坡區(qū)域的地質(zhì)特征,判斷可能再次發(fā)生滑坡的區(qū)域,在對滑坡地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域勘察的過程中,要對該區(qū)域進(jìn)行宏觀檢測,通過專業(yè)的技術(shù)人員指導(dǎo),投入專業(yè)的監(jiān)測儀器,對地表裂縫等重要指標(biāo)進(jìn)行監(jiān)測。

        2.2設(shè)置支護(hù)結(jié)構(gòu)

        在滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程當(dāng)中,擋土墻是最常見、最有效的治理方案之一,通常情況下是通過石塊、片石及條石等材料進(jìn)行擋墻設(shè)置,材料選用不同,可以分為不同類型的擋墻,如塊石擋土墻、混凝土擋墻、漿砌石擋土墻等,其中塊石擋土墻是滑坡地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)用最常見的一種類型,經(jīng)常會設(shè)置在坡體邊緣區(qū)域,能夠有效避免山體滑坡現(xiàn)象。

        2.3設(shè)置截排水溝排除地表水

        誠如上文所述,巖土體中的水分是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素,因此在滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程中,應(yīng)該結(jié)合區(qū)域地形,設(shè)置截排水渠,進(jìn)而降低雨水滲入對巖土體的侵蝕作用,降低土壤重量,保障巖土體結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性。

        在截排水渠施工的過程中,應(yīng)該根據(jù)設(shè)計文件,結(jié)合施工場地的實際情況設(shè)置合理的排水方向和截面尺寸,要根據(jù)山體的情況來確定排水指標(biāo),通常而言,排水渠的深度控制在0.5m左右,坡比控制在1∶3左右,在實際布置的過程中,要結(jié)合場地排水的需要,設(shè)置樹枝形狀,若場地排水量較大,則應(yīng)該設(shè)置盲溝來排除巖層內(nèi)的地下水,減少雨水對邊坡穩(wěn)定性的影響。

        2.4建設(shè)減壓腳來治理滑坡

        滑坡地質(zhì)災(zāi)害之所以會形成,是因為坡體的滑動力大于抗滑力,針對此類現(xiàn)象需要設(shè)置減壓角來治理滑坡。主要是通過削減土石、并轉(zhuǎn)移到坡體的阻滑段區(qū)域,這種方式能夠抵消一部分的下滑力,增強抗滑力,進(jìn)而減少滑坡發(fā)生的概率,對于開挖的具體量,應(yīng)該根據(jù)坡腳的具體穩(wěn)定性進(jìn)行進(jìn)確定。

        3.滑坡生態(tài)修復(fù)的技術(shù)方法

        3.1液壓噴播技術(shù)

        所謂液壓噴播技術(shù),是指通過噴播機,將草種、保水劑、肥料、木纖維以及水等,按照比例配合成混合物,噴播在特定區(qū)域,以實現(xiàn)邊坡生態(tài)復(fù)綠的目的。噴播的混合物噴播在邊坡表面,能夠形成毯狀覆蓋物,為植物的生長提供良好的水分和養(yǎng)分,并且還能夠有效減少水分蒸發(fā)。同時,在噴播的混合物中加入染色劑,很容易在施工中對漏噴的區(qū)域進(jìn)行檢查,并及時地進(jìn)行補噴。液壓噴播技術(shù)常應(yīng)用于風(fēng)化、半風(fēng)化的砂巖邊坡和石質(zhì)網(wǎng)紋層邊坡,在施工的過程中,首先要對邊坡進(jìn)行整理,然后準(zhǔn)備混合材料進(jìn)行攪拌,并進(jìn)行噴射,然后對噴播的區(qū)域進(jìn)行覆蓋和養(yǎng)護(hù)。

        液壓噴播技術(shù)是機械化施工,在對大面積邊坡復(fù)綠工程中有著較好的應(yīng)用效果,施工效率高,成本低、草坪生長均勻且速度較快,但同時也易受坡體肥力不足、基質(zhì)養(yǎng)分補充不足,強降雨沖刷的影響。

        3.2客土噴播技術(shù)

        客土噴播與液壓噴播存在異曲同工之妙,客土噴播將客土與種子按照一定比例進(jìn)行混合后,噴播在坡面上,客土為植物的生長提供了環(huán)境。植被生長后,會對邊坡表面起到固結(jié)的作用,降低雨水對坡面沖刷的影響,并降低流失的速度。而植物根系則可以抵擋地表徑流對邊坡的影響,增強邊坡的抗沖刷能力,提高邊坡的穩(wěn)定性??屯羾姴コS糜诟叽?、侵蝕顯著的坡面。具體施工,首先要對處理的邊坡進(jìn)行整理,將植被網(wǎng)沿坡面由上至下鋪于坡面上,網(wǎng)與坡面之間保持平順結(jié)合,對拌和的基料進(jìn)行噴播,并進(jìn)行覆蓋和養(yǎng)護(hù)。客土噴播在實際工程應(yīng)用中,機械化程度高,施工效率快,效果好,同時也具有噴播的混合物不均勻的問題,因此在進(jìn)行施工的過程中需要將混合物進(jìn)行攪拌均勻才能進(jìn)行噴播施工。

        3.3植生袋技術(shù)

        植袋袋按照一定比例的種子、保水劑、肥料和土壤放在無紡布袋子中,制作成植生袋。在施工的過程中,用錨桿施工工藝將植生袋固定在石質(zhì)或土質(zhì)邊坡上,當(dāng)植物生長的過程中,滿滿填充對邊坡起到固定作用。植生袋一般應(yīng)用在被加固的石質(zhì)邊坡上。一般而言,植生袋施工的成活率較高,出苗快、運輸方便且施工簡單,但是在高邊坡施工的過程中,如果沒有做窗格式混凝土肋,就很難進(jìn)行施工固定。

        4.滑坡體災(zāi)害治理及生態(tài)修復(fù)工程實例分析

        4.1工程概況

        廣東省X村,受連續(xù)強降水的災(zāi)害性天氣的影響,特大暴雨引發(fā)了大量山體滑坡和民房倒塌。滑坡區(qū)屬于丘陵斜坡地貌,滑坡發(fā)育最大高差為50m,斜坡坡度40°,滑坡造成五處居民房屋破損。通過實地勘察,滑坡所處的斜坡坡度較大,為滑坡發(fā)生提供了基本條件,同時滑坡區(qū)所在地層巖性為粘土夾雜碎塊,強降雨導(dǎo)致雨水入滲,形成較強的吸水性,導(dǎo)致斜坡土體面產(chǎn)生滑動。

        4.2滑坡災(zāi)害治理

        結(jié)合本項目的特點,采用重力式擋土墻支護(hù)結(jié)構(gòu),擋土墻墻高控制在8m以內(nèi),在進(jìn)行設(shè)置的過程中,每隔4m~5m左右的區(qū)間,設(shè)置混凝土構(gòu)造層(如下圖1),在工程實踐中,為了提高擋土墻的應(yīng)用效果,對危巖體采取錨桿錨固的治理措施,錨桿設(shè)計長度為13m、12m、11m,錨固長度為4m,錨固角度為15°,填充M30水泥砂漿,同時對危巖體下部砂巖、泥巖互層段采取掛網(wǎng)噴漿的方法防護(hù),注漿采用M30水泥砂漿,注漿體抗壓強度標(biāo)準(zhǔn)值不低于30Mpa,全孔全面注漿。

        4.3植物防護(hù)及生態(tài)修復(fù)

        植物防護(hù)及生態(tài)修復(fù),通過漿砌石或者鋼筋混凝土與錨桿錨索組成,對邊坡形成工程防護(hù)體系,漿砌石對坡面進(jìn)行保護(hù)。

        在邊坡進(jìn)行施工完畢后,格構(gòu)中間對土壤進(jìn)行填充,種植草類及灌木類的植物。在這樣的防護(hù)體系中,格構(gòu)梁的骨架減少了坡面雨水沖刷的影響,降雨時期,流水在坡面的流速減小,對坡面的影響和損害也會得到削減。主要施工方法首先對邊坡進(jìn)行整理,削筑多級邊坡,并對格構(gòu)位置進(jìn)行放線開挖,對格構(gòu)骨架進(jìn)行支設(shè),按照設(shè)計要求進(jìn)行鋼筋綁扎后進(jìn)行混凝土澆筑,格構(gòu)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定后對坡面進(jìn)行綠化,對于格構(gòu)內(nèi)土壤條件不滿足或土量不夠的,先進(jìn)行覆客土,植物選型優(yōu)先以繁殖能力強、耐旱耐瘠的草籽為主。

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