缩略图
Mobile Science

研究蓝山县新圩镇和源村卢家滑坡地质灾害的岩土工程特征与防治方案

作者

杨国安

湖南省生态地质调查监测所 湖南长沙  410000

项目建设受滑坡地质灾害影响较为显著,在地质复杂区域建设项目,会存在安全隐患。正式开展项目建设前,要提前对项目所在位置地质情况进行勘查,做好相应记录工作,明确引起地质灾害的原因、变形特征等内容,做好相应评价工作,为后续防治方案制定提供依据,保证制定方案的合理性。

滑坡位于新圩镇和源村卢家,因为持续性降雨,新圩镇和源村卢家 1992 年发生了第一次滑坡,前缘切坡区域发生了土石方坠落情况,统计结果显示,土方量约为300m3 ;2013 年8 月16 日,滑坡后缘区域出现了拉张裂缝,其长度约为100m,宽 0.2m,目测可见深度达到了0.5m,前缘区域出现了坍塌情况,导致4 间房屋被摧毁。通过对这一区域的滑坡情况进行分析可以发现滑坡蠕动变形阶段,这导致坡脚区域的10户居民生活遭受威胁,一旦发生滑坡,不仅会造成巨大经济损失,甚至会造成人员伤亡。为了快速消除滑坡的危害,确保居住在坡脚前缘区域居民生命安全,相关工作人员实际工作开展时,要全面勘查该滑坡情况,采取合理措施治理。

勘查区域与相距约25km,部分乡村道路与省道直接相连,交通环境较为便利,这为后续勘查作业提供了强有力的支持。湖南中核建设工程有限公司受蓝山县自然资源局委托,承担蓝山县新圩镇和源村卢家滑坡地质灾害勘查任务,实际勘查任务开展时,相关工作人员必须依据当地情况全面勘察,而且在这一过程中,要做好勘查内容记录,从而为后续工作开展提供支持。

2​地质灾害特征与危害性

2.1 形态特征与边界情况

从滑坡的具体发展情况来看,滑坡中下部局部表层松散体已经出现了滑塌情况,存在2 个滑塌面,其中一个滑塌面为H1,该滑坡面区域植被稀少,如图1 所示,另一个滑塌面为H2,该滑坡面上植被恢复较好,如图2 所示。

 

滑坡右侧见滑塌面 H3 和 H4,其中滑塌面H3 出现时间较早,如图3 所示,滑塌区域呈冲沟;滑塌面H4 在房屋后侧,通过对其进行分析可以确定,其表层松散体发生了滑塌,

   

2.2 变形特征

通过对现场调查结果进行分析可以发现,滑坡前缘切建房形成临空面,发生持续降雨后,位于滑坡区域内的 H1、H2 表层滑塌体发生了滑坡现象,滑坡都位于剪出口以下区域,而受向后牵引影响,导致出现的滑塌体朝着后缘和周围扩散,通过勘查结果可以发现,在滑坡中部,以及后缘区域都出现了多个滑落陡坎。滑塌体 H3 表层区域的滑塌体,滑落情况较为严重,直到沟谷区域,而滑塌体 H4 表层滑塌体的滑落情况较为严重,直到坡脚区域 [1]。通过对勘查区域的滑坡情况进行分析可以确定,该滑坡本身是一个小型土质牵引形式的滑坡,区域内存在大量滑坡体,这些滑坡体都处于蠕滑阶段,如果不加以治理,任其发展,最终将会出现严重滑坡现象,危害巨大 [2]。

受连续强降雨等各种诱发因素影响,蓝山县新圩镇和源村卢家滑坡发生了滑动破坏。从滑坡所在区域情况来看,一旦发生滑坡问题,势必会导致区域内植被遭受破坏,导致山地地貌发生改变 [3]。勘查区域内滑坡发生了两次破坏情况,导致区域内房屋遭受损坏,此外,坡脚区域居民也会遭受威胁,潜在危害巨大[4]。

2.3 危害对象

3​勘查要点与滑坡形成机制

3.1 勘查目的与任务要求

勘查作业开展依据《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T32864-2016)的要求进行,实际勘查目的与任务要求如下:

通过勘查查明滑坡所在区域气象水文、自然地理、人力工程、重建计划等内容,勘查过程中,要全面、精准记录勘查获取的信息,以备后续分析使用。

查明引起滑坡的地形地貌、地层岩性、水文地质等各种因素查明滑坡岩土物质、结构构造、变形破坏特征各项内容。

查明滑坡上土形体的位置、尺寸等内容,而且还要明确滑坡变形边界,以及滑坡所在区域内潜在切口各项内容。

查明滑坡变形特征、出现时间,以及垮塌、裂缝形成时间与分布范围等。

明确非地质因素引起滑坡灾害的周期、强度等各项内容,同时,还要确定各种因素对滑坡稳定性造成的影响;分析引起滑坡的主要原因和次要原因,针对滑坡实际情况,后续一段时间滑坡变化,以及可能会引起的危害性进行精准预测依据勘查区域滑坡情况,开展室内物理学试验,从而提供后续开展稳定性计算作业需要采用的岩土物理学指标。通过计算分析在不同工况下滑坡稳定性,而且要做好相应评价,从而为后续防治工程作业开展提供精准地质资料支持,以免因为资料不足,导致后续工作开展时,出现不合理情况。

依据勘查获取的资料,制定滑坡防治方案,以供后续工作开展使用,以免发生滑坡造成巨大危害。

3.2 滑坡形成机制

发生持续降雨,或者在短时间内发生强降雨时,将会导致表层含碎石粉质黏土受雨水冲击出现松散情况。在雨水冲击不断冲击作用下,土地透水性强,这会导致雨水将会沿着土层不断渗入,随着时间推移,最终上层土地将会达到饱和状态,此时,土地质量在雨水的浸泡下加重,而土地抗剪强度则会发生显著下降。在表层易透水土体全部饱水后,将会在饱水区和渗透降低区形成饱水软弱面,此时坡度滑力将会大幅度加大,最终将会超过抗滑力,最终会致使坡体沿着软弱面活动,引起滑坡,导致周围建筑遭受破坏 [6]。

3.3 影响稳定性因素

3.3.1 高陡的地形地貌

滑坡所在区域为侵蚀丘陵地貌,从地势的整体情况来看,东北高西南低,山体坡度 20° -45°,而当斜坡切坡后,整体上会呈下陡上缓趋势。从滑坡出现的具体情况来看,自然斜坡高陡是引起滑坡灾害的一项内在原因。

3.3.2 不良地质

滑坡区域内的土地主要由含有碎石黏土构成,这也就导致表层土体结构较为松散,一旦发生降雨,雨水将会顺着土地中缝隙渗入土体结构内部,从而致使残积土含碎石粉质黏土会呈现出偏软塑状,致使抗剪强度下降。雨水持续下渗,若雨水最终下渗到强风化岩石区域,渗透条件会发生改变,雨水无法及时渗入,这会产生非饱和土地和饱和土地分界面,在分界面区域,土地抗剪度在短时间内快速下降,最终将会导致土地抗滑力无法抵御下滑力。通过对岩土层分界面情况进行分析可以发现,其与坡向基本相同,这也就导致表层滑体将会沿着岩土分界面持续下滑,不稳定斜波产生主要受不良地质影响。

3.3.3 降雨

蓝山县受台风影响会发生强降雨情况,如果在短时间内发生强降雨,将会导致降雨区域内土地吸收大量水分,这一方面会导致区域内的土地加重,另一方面也会导致土地抗剪强度下降。可见,降雨是引起滑坡危害的一项关键因素。

3.3.4 人类活动

人工活动主要为切坡建房,实际建设过程中,施工人员并未依据当地情况建设支挡,局部区域设置了简易挡墙,但是从实际情况来看,其能够起到的支挡效果相对有限。坡脚区域形成临空面,这破坏了原有应力平衡,受雨水影响,坡面稳定性会被打破,这提高了滑坡发生概率 [7]。

4​防治工程方案的合理化建

4.1 既有工程治理情况

蓝山县受台风“尤特”外围云系影响,发生了强降雨,引起了滑坡现象,出现滑坡情况后,相关部门对滑坡开展了抢救治理,但是从实际治理情况来看,受资金约束,实际治理时,清除了滑坡坡脚区域的滑塌土方,在周围设置了围挡,而且设置了安全转移路线和警示牌,部分局面在房屋后建设了高度约为1.5m 的挡土墙。

4.2 布置治理工程方案原则

4.2.1 防治原则

实际防治期间要坚持安全、经济、生态、有效原则。编制治理方案时,必须依据滑坡灾害的具体情况而定,进行工程布局时,要突出治理作业的重点,整个治理工作要注重全面性,不得留有安全隐患,以免因为防治不合理,导致滑坡发生后,造成巨大危害。

4.2.2 防治目标

通过防治能够抑制斜坡变形,避免斜坡发生滑动,消除斜坡对居住在前缘区域的危害性。

4.3 防治工程方案的合理化建议

依据勘查结果,结合施工现场的具体情况,针对本次制定的治理方案提出了以下建议:因为整个滑坡区域都处于蠕滑阶段,该区域内地形较为较陡,一旦发生滑坡情况,将会导致坡前房屋遭受严重破坏。面对这一情况,在进行处理时,采取分级放坡+ 锚杆+ 框格梁方式支护,而在坡脚区域要建设挡墙支挡。

勘查区域内,滑坡区域内一共出现了两处滑塌体,但是从所在区域的斜坡整体情况来看,其较为稳定,面对这一情况,在处理时,应当在滑坡区域范围外的房屋后建设挡墙,从而达到保护房屋目的。

针对勘查区域,要采取截排水设施处理,在坡顶区域做好截断水作业,而在坡脚区域要做好排水作业。4.4 分析与评价不同建筑材料

本次治理工程中采用的材料主要有钢筋、水泥、块石等,其中块石可以在当地采石场直接购买,这可以降低运输成本,其余材料在质量满足要求基础上,要就近购买即可。需要注意的是,施工材料无法直接抵达滑坡区域,要做好二次运输控制,施工作业用水和用电都可以从周围居民区域接入。

5​防治地质灾害的综合效益

该滑坡位于蓝山县新圩镇和源村卢家,共发生了两次滑坡,这使当地居民产生了恐慌,对当地居民生活、生产都会造成不良影响。治理该滑坡带来的社会效益如下:

体现了政府对当地经济发展,人们生活的重视,提高了当地居民生活质量,推动了经济发消除滑坡安全隐患,保证当地居民生命财产安全。

5.2 经济效益

滑坡地质灾害潜经济损失约500 万元,依据“有无对比”原则进行分析,减灾获取的效益等于“无防灾工程”时灾害引起的损失与“有防灾工程”时灾害可引起损失的差值。因此,若未实施该工程,一旦发生滑坡灾害,会威胁滑坡下居民生命,造成的直接经济损失将会超过500 万元,可见,做好工程治理工作,具有不错的经济效益。

5.3 环境效益

做好工程治理工作,能够大幅度减少滑坡对周围生态环境的破坏,以免滑坡区域发生严重水土流失问题,改善生态环境。

滑坡防治是采取合理防治措施保护工程,消除地质灾害,对本工程实施情况进行分析可以确定,该工程在对灾害防治、治理,以及重建作业都发挥出了不错作用,整体减灾效益显著。

总而言之,依据滑坡的具体情况,以及治理工程的可行性和经济性提出了以下建议:

从滑坡现状的实际情况来看,一旦发生暴雨,滑坡区域则处于欠稳定 - 不稳定状态,这会导致周围居民生命财产安全遭受严重危害,从经济、环境、社会等方面效益来看,治理该滑坡工作刻不容缓,做好治理工作,能够保护周围居民生命财产,避免发生滑坡。实际治理期间,为了提高最终治理合理性,在坡面区域,要采取支挡、排水、削方卸载等方式进行处理,从而减小滑坡的危害性。针对该滑坡,在治理开展时采取综合方式,滑坡区域采取分级放坡 + 坡面锚杆格构 + 坡脚建挡墙 + 截排水+ 复绿方式进行;针对滑坡区意外勘查区域,在进行治理时,要采取坡脚建挡墙+ 截排水方式进行,提高质量效果。

本次勘查时间紧迫,工作内容有限,若情况必要,在施工时期间要做好勘查工作,依据施工现场具体情况,开展细致勘查作业,做相应总结工作。

如果在工程实际施工中发现新地质问题,应当将遇到的问题及时反馈给勘察设计单位,方便后续分析,采取相应措施处理问题。

参考文献:

[1] 张纪星 , 宋京雷 , 刘洪 , 等 . 江苏省宜兴地区碎石土滑坡地质灾害特征及防治措施研究 [J]. 世界地质 , 2024, 43 (03): 45

[2] 樊甜芳. 山西省沁水县东岳庄滑坡地质灾害稳定性分析及防治措施[J]. 华北自然资源, 2024, (02): 97-99.

[3] 韩帅 . 滑坡防治措施的总体分析及实例应用研究 [J]. 科学技术创新 , 2024, (06): 134-137.

[4] 刘勇, 罗光亚, 张彪. 贵州省镇宁县沙子沟- 乐纪滑坡地质灾害特征及防治对策研究 [J]. 四川有色金属, 2023, (02): 42-45.

[5] 杨国庆 , 刘汉林 , 席卓恒 . 某滑坡地质灾害点的特征、成因机制及防治处理措施浅析——据贵州省黔东南州台江县排羊乡排扎景区公路景区停车场旁滑坡 [J]. 地下水 , 2022, 44 (01): 191-194+250.

[6] 蒋方品 , 肖卫东 . 袁州区石山下滑坡地质灾害发育特征及防治方案 [J]. 中国金属通报 , 2021, (11): 229-230.

[7] 杨凌雪 . 宁夏固原市原州区滑坡地质灾害成因、特征及防治策略 [J]. 中国金属通报 , 2020, (11): 195-196.