宋 亮
黨的十八大以來,在習(xí)近平新時代中國特色社會主義思想指引下,在自然資源部(原國土資源部)等有關(guān)部門和各地黨委、政府的強有力領(lǐng)導(dǎo)下,通過方方面面尤其是廣大一線人員的共同努力,我國地質(zhì)災(zāi)害防治工作取得了巨大進步,能力和水平明顯提升,成效十分顯著。我國災(zāi)害類型豐富,災(zāi)情險峻、分散規(guī)模廣。最近幾年開始,由于我國社會經(jīng)濟呈現(xiàn)出了迅猛發(fā)展?fàn)顟B(tài),越來越多資源開發(fā)與工程建設(shè)活動紛紛涌現(xiàn)出來,這也為我國已經(jīng)非常脆弱不堪的地質(zhì)環(huán)境施加了更大的負擔(dān),因而使得地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生概率及規(guī)模都保持著不斷增長的狀態(tài)。因此,加強地質(zhì)災(zāi)害基本特征分析及防治措施研究,具有重要意義。
隨著人類工程范圍的不斷擴大,地質(zhì)災(zāi)害對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響也不斷增加。近幾年,國內(nèi)外相關(guān)專家學(xué)者對地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)展機理進行深入研究,相關(guān)施工單位積累了豐富的地質(zhì)災(zāi)害治理經(jīng)驗。
據(jù)有關(guān)報告統(tǒng)計顯示,我國比較頻發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害有泥石流、山體滑坡等,特別是西北、西南等區(qū)域每年都頻頻高發(fā)。不管是何類地質(zhì)災(zāi)害,均會在社會經(jīng)濟的持續(xù)增長與進步中而持續(xù)加劇。
我國幅員遼闊,不同的地區(qū)因地勢存在差異,會產(chǎn)生不同類型的地質(zhì)災(zāi)害。如山地區(qū)域容易發(fā)生山體滑坡,大陸板塊之間容易產(chǎn)生地震。施工單位要根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)特點,制訂精準(zhǔn)的施工方案,規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害及施工行為可能引起的一系列問題。
人們能夠通過科學(xué)技術(shù)對一些類型的地質(zhì)災(zāi)害進行提前預(yù)測和防范,但很多地質(zhì)災(zāi)害具有突發(fā)性的特點,往往在人們沒有準(zhǔn)備的前提下突然發(fā)生,會對人們的經(jīng)濟生活帶來嚴(yán)重的影響。
相關(guān)專家學(xué)者通常利用一系列的技術(shù)手段可以假定地質(zhì)災(zāi)害,并提前制訂相應(yīng)的施工方案,規(guī)避地質(zhì)災(zāi)害給建筑物帶來的影響。地質(zhì)災(zāi)害的假定性能夠給施工單位管理人員提供治理與控制的參考依據(jù),提前做好應(yīng)急防范措施。
地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生,表象是巖土體失穩(wěn),實質(zhì)是巖土體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到嚴(yán)重破壞?,F(xiàn)象在地表,根子在地下。地下情況的隱伏性決定了地質(zhì)災(zāi)害的隱蔽性,由于難以發(fā)現(xiàn)和準(zhǔn)確把握,因而也就難以預(yù)防,時有意外發(fā)生。這是地質(zhì)災(zāi)害與安全生產(chǎn)管理最本質(zhì)的區(qū)別。
某地區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點,嚴(yán)重威脅到該校學(xué)生、教職員工、附近居民共計292人的生命及1棟教學(xué)樓、3戶居民房的財產(chǎn)安全,潛在經(jīng)濟損失達2000萬元以上。
為盡快消除這一地質(zhì)災(zāi)害隱患,受衡陽縣國土資源局委托,按湘國土資辦發(fā)〔2014〕26號《關(guān)于編制2013年度中央財政切塊資金地質(zhì)災(zāi)害勘查和治理項目設(shè)計(方案)及預(yù)算的通知》及湘地環(huán)項目辦函〔2014〕1號《關(guān)于做好2013年度中央財政地質(zhì)災(zāi)害防治項目有關(guān)報告編制工作的通知》要求,湖南省城鄉(xiāng)建設(shè)勘測院(以下簡稱我院)承擔(dān)了衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害防治工程的詳細勘查工作。
據(jù)調(diào)查統(tǒng)計,該地質(zhì)災(zāi)害隱患點嚴(yán)重威脅到當(dāng)?shù)匕▽W(xué)生、教職員工、居民在內(nèi)的292人的生命財產(chǎn)安全,潛在經(jīng)濟損失2000萬元以上,按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006),危害對象等級為三級,屬中型地質(zhì)災(zāi)害。
本文主要對此次勘察結(jié)果展開分析,為下一步實施治理工程提供依據(jù)。其具體任務(wù)為:
(1)在充分搜集區(qū)內(nèi)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、氣象、地震及人類工程活動等資料的基礎(chǔ)上,結(jié)合勘查結(jié)果分析闡明滑坡形成的環(huán)境地質(zhì)條件。
(2)查明滑坡區(qū)的地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)及巖性特征,并提供各巖土層的物理力學(xué)指標(biāo)。
(3)查明滑坡體的分布范圍、形態(tài)、規(guī)模、類型,并對其危險性和危害性作出評價。
(4)重點查明滑坡體厚度、滑帶、滑床的埋藏深度和分布特征、提供滑帶土的物理力學(xué)指標(biāo)。
(5)在綜合分析滑坡形成條件、產(chǎn)生機理及運動模式的基礎(chǔ)上,對滑坡穩(wěn)定性進行評價,并提出經(jīng)濟合理的滑坡防治工程方案建議。
3.1.1 滑坡形態(tài)特征
該滑坡體冠標(biāo)高174.50m,趾標(biāo)高148.18m,相對高差26.32m。平面形態(tài)呈半圓狀,空間形態(tài)為圈椅形,剖面為折線形。滑坡前緣橫寬約74m,縱長約40m,平均厚度約1.20m,面積約0.18×104m2,體積約0.22×104m3,滑坡坡度約40°,局部傾陡,滑坡體主滑方向73°?;w為第四系殘坡積物,控滑結(jié)構(gòu)面為殘坡積土體與基巖接觸面,為小型淺層牽引式土質(zhì)滑坡。
3.1.2 滑坡物質(zhì)組成
滑坡體主要由第四系粉質(zhì)粘土組成,厚度0.80m~1.50m。粉質(zhì)粘土呈紅褐色,可塑~硬塑,土質(zhì)不均勻,含角礫、碎石,主要為強風(fēng)化巖塊,角礫及碎石含量為30%~45%。
據(jù)勘探孔揭露,滑帶土層較薄,層厚約0.3m,其主要由含角礫及碎石的粉質(zhì)粘土組成,可塑~軟塑,物理力學(xué)性質(zhì)較差。
滑床為白堊系下統(tǒng)神皇山組泥質(zhì)砂巖,巖層產(chǎn)狀為255°∠40°,與坡向(73°)相反。
3.1.3 滑坡變形特征
2012年6月滑坡體初次出現(xiàn)滑動現(xiàn)象,2013年3月,由于長時間高強度降水,又發(fā)生多次險情,大量松散土方滑落至教學(xué)樓及居民房后方。雨季期間,強風(fēng)化、中風(fēng)化的泥質(zhì)粉砂巖人工邊坡常出現(xiàn)巖體掉塊現(xiàn)象。
自2012年6月以來,滑坡體后緣出現(xiàn)深度不一的拉張裂縫,裂縫方向一般垂直于主滑方向,長度約1.50m~3.00m,寬約0.10m~0.20m,深度約0.30m~0.50m。且近年滑坡裂縫有增加的趨勢,同時滑坡體前緣土體不斷向前推移,現(xiàn)滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。拉張性裂縫主要因為山坡土體松動向下蠕滑,導(dǎo)致后緣及中部出現(xiàn)張性開裂,如不及時處理這些裂縫會引導(dǎo)降水大量下滲致使滑坡進一步失穩(wěn)?;铝芽p具體統(tǒng)計見下表1。
表1 滑坡裂縫統(tǒng)計
該邊坡為巖質(zhì)邊坡,巖體類型為Ⅳ級,邊坡高度小于15m,破壞后果嚴(yán)重,根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》(GB50330-2013),可判定該邊坡工程安全等級為二級。
該滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點威脅對象主要為學(xué)校師生和當(dāng)?shù)匕傩?,直接威脅292人生命財產(chǎn)的安全。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T 0218—2006),其危害對象等級為三級,為中型地質(zhì)災(zāi)害。
該滑坡體主要由第四系的松散堆積體組成,據(jù)勘探揭露,滑動面近似于折線形,按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T 0218-2006)和《巖土工程勘察規(guī)范》(GB50021—2001)(2009年版)的有關(guān)規(guī)定,采用傳遞系數(shù)法(條分法)對滑坡進行穩(wěn)定性計算與分析。計算模型見下圖1,計算剖面簡圖見下圖2、圖3。
圖1 滑坡穩(wěn)定性計算模型(折線型滑動面)
圖2 1-1’計算剖面簡圖
圖3 2-2’計算剖面簡圖
4.2.1 荷載組合
(1)自重及人行荷載?;麦w無集中荷載,主要為滑體的自重。
(2)地下水作用力。在降雨狀態(tài)下,地表水的滲入,導(dǎo)致滑體重量增加,同時水對滑帶起軟化作用。但該滑坡體物質(zhì)為粉質(zhì)粘土,屬弱透水、賦水性差,屬毛細性充水,故計算時未考慮動、靜水壓力的影響。
(3)地震力。勘查區(qū)內(nèi)抗震設(shè)防烈度小于6度,地震動峰值加速度小于0.50g,本次穩(wěn)定性評價不考慮地震力的影響。
4.2.2 計算工況
根據(jù)勘查區(qū)內(nèi)具體情況,為全面分析各滑坡塊體在各種工況下的穩(wěn)定狀態(tài),采用二種工況進行穩(wěn)定性計算與分析:
工況一:自重(天然狀態(tài))。
工況二:自重+連續(xù)降雨或暴雨(飽和狀態(tài))。
根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T 0218—2006),斜坡穩(wěn)定狀態(tài)根據(jù)其穩(wěn)定系數(shù)確定,分為四級:不穩(wěn)定(F<1.00)、欠穩(wěn)定(1.00≤F<1.05)、基本穩(wěn)定(1.05≤F<1.15)及穩(wěn)定(F≥1.15)。通過計算結(jié)果分析評價如下。
表2 滑坡體穩(wěn)定系數(shù)計算成果統(tǒng)計表
在工況一般情況下:即旱季或降雨量較小的條件下,沿1-1′、2-2′剖面K值為2.20、1.87,滑坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。
在工況二情況下:即暴雨或飽和條件下,沿1-1′、2-2′剖面K值為1.19、1.00,滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
該計算結(jié)果符合近年來衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;虏粩喟l(fā)生險情的現(xiàn)狀?;履壳疤幱诓环€(wěn)定狀態(tài),亟需采取相應(yīng)治理措施保證滑坡的穩(wěn)定,保證人民的生命財產(chǎn)安全及正常的生產(chǎn)生活秩序。
根據(jù)現(xiàn)場勘查,目前坡體已經(jīng)發(fā)生過滑動,雖然采用了應(yīng)急處理措施對裂縫進行了封堵,但前緣仍然存在高陡臨空面,若遇連續(xù)降水或強降水,坡體仍有進一步下滑的可能。
由穩(wěn)定性計算結(jié)果可知:天然狀態(tài)下,滑坡體處于暫時穩(wěn)定狀態(tài),但在暴雨或強降水狀態(tài)下,滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。顯然,計算結(jié)果與滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定、在暴雨(飽和)狀況下滑坡裂縫擴展,滑坡進一步發(fā)展的結(jié)論是相吻合的,從而也印證了上述穩(wěn)定性判斷的正確性。
雖然當(dāng)?shù)鼐用窦皶r對滑坡體采取了部分應(yīng)急處理措施(填埋滑坡裂縫),暫時緩解了滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生和威脅,但坡體在強降雨時,勢必還會產(chǎn)生新的裂縫或變形,坡體仍有下滑的可能,故必須盡快對該處地質(zhì)災(zāi)害點進行治理,以免造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。
(1)以人為本,改善人類的生存環(huán)境。
(2)一步到位,徹底消除隱患。
(3)注重投資效果,確保安全、經(jīng)濟、實效。
(4)與城鎮(zhèn)發(fā)展相協(xié)調(diào)。
(5)科學(xué)合理,因地制宜。
(1)地震參數(shù):依照《建筑抗震設(shè)計規(guī)范》(GB50011-2010)和《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》(GB18306-2001),場區(qū)地震設(shè)防烈度小于Ⅵ度,地震動峰加速度值a<0.05g,地震動反應(yīng)譜特征周期Ts=0.35s。
(2)10年一遇最大小時暴雨量43.6mm/h,20年一遇小時降雨強度為67.2mm/h。
(3)滑體土γ=19.6KN/m3,γsat=20.12KN/m3,滑帶土(飽和)c=7.8kPa,φ=9.5°。
(4)截排水溝設(shè)計流速最大不超過3m/s,最小為0.4m/s;超高標(biāo)準(zhǔn):超高20cm。
(5)擋墻支護邊坡工程安全等級為二級,重要性系數(shù)為1.0,抗滑移安全系數(shù)為1.3,抗傾覆安全系數(shù)為1.6。
(6)滑坡防治工程等級為Ⅲ級,設(shè)計工況Ⅰ(自重)安全系數(shù)為1.2,校核工況Ⅲ(飽和狀態(tài)下)安全系數(shù)1.05。
建議對該處地質(zhì)災(zāi)害點采取截排水溝+護面墻+抗滑擋土墻+監(jiān)測工程進行綜合防治。
(1)截排水工程。于滑坡后緣和滑坡體中設(shè)置截水溝,擋土墻及護面墻腳設(shè)排水溝,防止地表水對坡體的侵蝕。
(2)護面墻工程?;麦w坡腳為強風(fēng)化、中風(fēng)化泥質(zhì)粉砂巖人工坡面,在下雨條件下存在掉塊現(xiàn)象,存在較大的安全隱患。擬對坡面修整后采用漿砌石護面,消除坡體上方巖體掉塊的安全隱患。
(3)抗滑擋土墻。在護面墻的上方修筑平臺,在平臺內(nèi)側(cè)修筑抗滑擋土墻,對上部滑坡體進行支擋。
(4)監(jiān)測工程。在滑坡體內(nèi)及擬設(shè)支擋結(jié)構(gòu)中設(shè)置監(jiān)測點,監(jiān)測地表大地及支擋結(jié)構(gòu)的變形發(fā)展趨勢,定期進行監(jiān)測巡視。
衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)校滑坡地質(zhì)災(zāi)害嚴(yán)重威脅界江學(xué)校的師生及附近居民共計292人的生命財產(chǎn)安全,防治工程對保持當(dāng)?shù)厣鐣陌捕▓F結(jié),消除在校師生、居民的心理隱患有積極作用。通過項目的實施,不僅可以改善當(dāng)?shù)鼐用竦纳顥l件,穩(wěn)定人心,使其安居樂業(yè),還可為區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展提供良好的外部條件。所創(chuàng)造的社會效益顯而易見。
通過對衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害的防治,將消除其對危險區(qū)內(nèi)292人的生命財產(chǎn)安全的威脅,直接經(jīng)濟效益在2000萬元以上。
防治工程的實施還能保障界江學(xué)校學(xué)生的正常學(xué)習(xí),維護當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)、生活的正常進行,確保社會安定,實現(xiàn)間接地為當(dāng)?shù)厣鐣鲋岛蛣?chuàng)收。
因此,衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害防治工程不僅能消除災(zāi)害對學(xué)校的師生及附近居民的生命財產(chǎn)安全的威脅,還能促進當(dāng)?shù)亟?jīng)濟持續(xù)快速增長,有利于廣大群眾致富奔小康,由此所帶來的經(jīng)濟效益是不可估量的。
衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害防治工程將起到保護坡面、減少水土流失的作用,促進區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境進一步改善,并趨于良性循環(huán),其環(huán)境效益相當(dāng)可觀。
通過勘查可知衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害能治可治,只要設(shè)計合理,施工得當(dāng),完全可以達到消除滑坡隱患的目的,使得界江學(xué)校師生及附近居民的生命財產(chǎn)安全得到保證,減災(zāi)效益明顯。
綜上所述,地質(zhì)災(zāi)害防治工作是較為復(fù)雜的,較為艱巨的。地質(zhì)災(zāi)害的出現(xiàn)不僅會對人員的生命安全帶來極大的威脅,而且還會導(dǎo)致嚴(yán)重的財產(chǎn)虧損,所以,我們必須要重視災(zāi)害防治工作。首先需要對其概念進行明確、深入掌握,具體了解其所包含的類型,深層次分析各類災(zāi)害的成因。
在本次衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學(xué)?;碌刭|(zhì)災(zāi)害點分析研究中,應(yīng)盡快進行整治,防止因滑坡進一步變形或急速坍塌,造成人員傷亡及財產(chǎn)損失。同時對于該處滑坡,建議采取相應(yīng)措施進行綜合治理,加強地質(zhì)災(zāi)害的變形監(jiān)測與預(yù)警工作,發(fā)現(xiàn)問題及時處理。