唐清平,姚 杰
(1.湖南省有色地質(zhì)勘查局二一七隊(duì),湖南 衡陽(yáng) 421001;2.桂林理工大學(xué)地球科學(xué)學(xué)院,廣西 桂林 541006)
近年來(lái),隨著城市與社會(huì)經(jīng)濟(jì)等建設(shè)進(jìn)程的加速發(fā)展,人類工程活動(dòng)加劇了地質(zhì)環(huán)境的變化。由此帶來(lái)的地質(zhì)災(zāi)害問(wèn)題,如滑坡、泥石流、崩塌、地面塌陷等[1,2],嚴(yán)重威脅了人民的生命安全,并在一定程度上制約了災(zāi)害所在地的經(jīng)濟(jì)發(fā)展。據(jù)統(tǒng)計(jì)[3,4],可能誘發(fā)各類地質(zhì)災(zāi)害的人類工程活動(dòng)包括道路工程建設(shè)、礦產(chǎn)資源開(kāi)發(fā)、水利水電建設(shè)、切坡建房與城市建設(shè)、地下水資源開(kāi)采利用以及濫伐亂墾等。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育總體上具群發(fā)性、突發(fā)性以及周期性等特性[5,6],所以,對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)區(qū)與危險(xiǎn)區(qū)的評(píng)價(jià),是建設(shè)地質(zhì)災(zāi)害預(yù)警系統(tǒng)和災(zāi)害防治工作的基礎(chǔ)。
滑坡最早發(fā)現(xiàn)于2015年4月,2017年6月連續(xù)暴雨影響下規(guī)模進(jìn)一步擴(kuò)大,直接危害坡腳18戶共110人的生命財(cái)產(chǎn)安全,潛在經(jīng)濟(jì)損失570萬(wàn)元,滑坡危害等級(jí)為III級(jí)。
滑坡位于湖南省常寧市某村北側(cè)山坡,坡體植被發(fā)育,地形總體為北部高、南部低,坡度16°~18°,坡向150°,主滑方向150°(圖1)。滑坡前緣最低點(diǎn)標(biāo)高77.2m,后緣最高點(diǎn)標(biāo)高99m,最大高差21.8m。中部及后緣多見(jiàn)陡坎,平面呈不規(guī)則簸箕型?;麦w縱長(zhǎng)約71m,橫寬約251m,滑坡面積約10558m2,最大厚度8.1m,平均厚度約6.5m,體積約為6.86×104m3,屬小型淺層土質(zhì)滑坡。
圖1 滑坡平面示意圖
該滑坡最初出現(xiàn)坡體裂縫(圖2),裂縫最大寬度達(dá)到0.6m,可見(jiàn)深度1.2m,且不斷擴(kuò)展,前緣擋土墻開(kāi)裂、前移。在連續(xù)暴雨影響下,前緣及坡體中部相繼發(fā)現(xiàn)裂縫,局部形成最高達(dá)1.2m的位錯(cuò)臺(tái)階。
圖2 典型裂縫
目前滑坡處于變形破壞階段,后緣穩(wěn)定區(qū)也出現(xiàn)了新的裂縫,共統(tǒng)計(jì)裂縫23條,延伸長(zhǎng)度4m~67m,可見(jiàn)深度0m~1.2m,寬度0m~1.3m,位錯(cuò)0m~1.2m。
滑坡區(qū)內(nèi)構(gòu)造不發(fā)育,地表未見(jiàn)基巖出露,巖體較完整,巖性穩(wěn)定,屬相對(duì)穩(wěn)定區(qū)域?;麦w物質(zhì)主要為粘土,局部有碎石土。粘土,黃褐夾灰白色,可塑~硬塑狀;碎石土,黃褐~灰褐色,密實(shí),碎石成分砂巖碎塊,含量約57%,磨圓度差,僅出現(xiàn)在主勘探線滑坡中后部;滑體在滑坡后緣及兩側(cè)較薄,在中部較厚,平均厚度約6.5m;滑帶為粘土中的軟弱結(jié)構(gòu)面(中后部)、巖土交界面附近粘土,黃褐色夾灰白色,軟塑~可塑狀。厚度0.1m~0.4m,含水量高,基巖以上的滑帶呈現(xiàn)層內(nèi)錯(cuò)動(dòng)現(xiàn)象。床由粘土和中風(fēng)化灰?guī)r組成,粘土,黃褐色夾灰白色,可塑~硬塑,工程地質(zhì)條件相對(duì)較好。灰?guī)r,灰~灰黑色,隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu),中~厚層狀構(gòu)造,局部可見(jiàn)方解石脈穿插,偶見(jiàn)粘土充填型溶洞?;瑒?dòng)面在縱向上呈近似圓弧的折線,橫向上為凹狀,后緣近似于圈椅形。
滑坡區(qū)為丘陵斜坡地貌,前緣較陡,存在臨空面,整體地形坡度15°~23°,滑坡滑動(dòng)方向與地形坡向一致,為滑坡產(chǎn)生提供了有利的地形條件。
鉆探資料分析滑坡深入巖體滑動(dòng)的可能性不大,僅在表層土體間滑動(dòng)。表層土體結(jié)構(gòu)不均勻,裂隙發(fā)育,物理力學(xué)性質(zhì)差,飽水時(shí)發(fā)展成為滑動(dòng)帶;灰?guī)r滲透系數(shù)低,作為相對(duì)隔水層,下滲地表水易在巖土交界面匯集、滲流,成為滑坡滑床。
滑坡區(qū)地表裂縫發(fā)育,連續(xù)強(qiáng)降雨時(shí),降水易沿裂隙滲入滑體,導(dǎo)致地下水位抬升,滑體的容重增大,同時(shí)浸潤(rùn)軟化滑帶附近巖土體,降低土體的抗剪強(qiáng)度,對(duì)滑坡的變形破壞起促進(jìn)作用。
當(dāng)?shù)卮迕袂衅陆ǚ俊⑿蘼菲茐牧嗽嫉孛?,打破原有?yīng)力平衡狀態(tài),導(dǎo)致坡腳巖土體失穩(wěn),后期未得到科學(xué)有效的治理,致使滑動(dòng)范圍規(guī)模不斷擴(kuò)大。
滑坡的穩(wěn)定性分析通過(guò)定性評(píng)價(jià)與定量評(píng)價(jià)進(jìn)行綜合確定。
2.2.1 滑坡穩(wěn)定性定性評(píng)價(jià)
本次對(duì)滑坡體及滑坡邊界附近進(jìn)行了詳細(xì)調(diào)查和測(cè)繪,滑坡體后緣新出現(xiàn)數(shù)道拉張裂縫,且不斷擴(kuò)大,槽探揭露由于滑坡滑動(dòng)形成的拉張裂縫,滑坡前緣擋土墻出現(xiàn)明顯傾斜偏移,滑坡體中還存在多處陡坎,滑坡跡象明顯,邊界清晰,表明滑坡目前處于蠕滑階段。在暴雨的影響下,極有可能產(chǎn)生進(jìn)一步的滑動(dòng)。
2.2.2 滑坡穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)
考慮滑坡現(xiàn)態(tài),參數(shù)反演分析計(jì)算采用現(xiàn)狀穩(wěn)定性系數(shù)F=1.03,根據(jù)反演分析計(jì)算成果,依據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)數(shù)據(jù)及類比其他工程經(jīng),滑體土天然重度平均值為19.50 KN/m3,飽和重度平均值為20.08KN/m3,滑帶土的天然抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C=14.0KPa,Φ=10.20°。飽和抗剪強(qiáng)度指標(biāo)C=12.8KPa,Φ=9.3°。
該滑坡工程防治等級(jí)為Ⅲ級(jí),根據(jù)各災(zāi)點(diǎn)的形態(tài)和結(jié)構(gòu)特征、變形機(jī)制及穩(wěn)定性和區(qū)域氣象、地震等情況綜合分析,確定采用2種工況進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算,即工況Ⅰ(自重+地下水+地震)、工況Ⅱ(自重+地下水+暴雨+地震),其安全系數(shù)分別為1.20、1.05。
最后,選用3條實(shí)測(cè)縱斷面為計(jì)算剖面,剖面計(jì)算分析圖如圖3所示,采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864-2016)推薦的傳遞系數(shù)法進(jìn)行計(jì)算。
圖3 主剖面計(jì)算示意圖
斜坡穩(wěn)定性分為四級(jí):不穩(wěn)定(F<1.00)、欠穩(wěn)定(1.00≤F<1.05)、基本穩(wěn)定穩(wěn)定(1.05≤F<1.15)及穩(wěn)定(F≥1.15)。在本滑坡中,工況Ⅰ條件下,1-1′剖面的穩(wěn)定系數(shù)為1.018,2-2′剖面的穩(wěn)定系數(shù)為1.016,3-3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)為1.046;工況Ⅱ條件下,1-1′剖面穩(wěn)定系數(shù)為0.981,2-2′剖面的穩(wěn)定系數(shù)為0.945,3-3′剖面的穩(wěn)定系數(shù)為0.981。該滑坡在工況Ⅰ處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在工況Ⅱ處于不穩(wěn)定狀態(tài),強(qiáng)降雨會(huì)誘發(fā)加速滑動(dòng),亟需采取相應(yīng)治理措施保證坡體的穩(wěn)定。
工程措施確保50年使用期安全可靠,以安全、經(jīng)濟(jì)、保護(hù)生態(tài)環(huán)境及方便施工為原則。
(1)建議靠近滑坡前緣的部分村民在防治工程實(shí)施前先行避險(xiǎn)。
(2)為防止大量地表水匯入滑坡體,滑坡后緣穩(wěn)定區(qū)及滑坡內(nèi)部修建截排水溝并與坡腳原有排水措施構(gòu)成一套完整的排水系統(tǒng)。
(3)坡體裂縫進(jìn)行夯填并鋪設(shè)隔水土工布。
(4)坡體前緣采用樁板墻進(jìn)行支擋,樁頂連系梁連接,樁體進(jìn)入穩(wěn)定巖土體不少于規(guī)范最低要求。
(5)為固定表層土體,坡面整平后噴播混合草籽進(jìn)行復(fù)綠。建議采用裂縫填埋+樁+擋土墻+監(jiān)測(cè)滑坡綜合防治措施,防治工程施工選在旱季進(jìn)行。
(6)為了判斷滑坡穩(wěn)定性及設(shè)計(jì)合理性和結(jié)構(gòu)的安全性,施工期及完工后進(jìn)行2個(gè)水文年的地表沉降位移、樁頂位移、裂縫發(fā)展監(jiān)測(cè),據(jù)此評(píng)價(jià)和預(yù)測(cè)處治后的邊坡長(zhǎng)期穩(wěn)定性[7]。
地質(zhì)災(zāi)害往往是多種因素誘發(fā)形成的,其中人類工程活動(dòng)又占了絕大部分,該滑坡就屬典型的切坡建房后在暴雨或連續(xù)降雨下誘發(fā)。雖然通過(guò)工程治理可以完全消除災(zāi)害隱患,但所付出的成本也是巨大的。對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害重在“防”,輕在“治”,只要在源頭上科學(xué)管控,樹(shù)立防災(zāi)減災(zāi)意識(shí),才能更好的保護(hù)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全。