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地质灾害滑坡防治关键技术及处理方法分析

时间:2024-10-28

黎 杰

(河池市宜州区自然资源局,广西 河池 547000)

近年来,随着国民经济的不断提高和各行业自然资源的不断开发,我国地质灾害发生的频率也在不断增加,而滑坡是最典型的地质灾害之一。滑坡是指在一定条件下,坡体上的土发生滑动的现象。它在我国分布广泛,发生频繁,危害极大,给人民生命财产带来巨大损失。近年来,滑坡、泥石流等新闻屡见不鲜,再加上预测难度高,使得灾害的整体程度大,甚至无法进行合理的预防。因此,地质灾害相关技术人员在开展地质灾害相关工作时,不仅要注重灾后的恢复,更要注重灾前的预防和控制,以确保公众的人身安全[1]。

1 勘查区工程概述

矮山社区鹅颈塘屯滑坡位于矮山社区鹅颈塘屯后山坡处,滑坡方向190°,滑坡后缘呈圈椅状,出现开裂弧形长约120m,后缘高程约为214m 左右,前缘剪切口推测位于公路内则,剪出口高程约为187m 左右,前缘于坡底杂物间墙体上可见房屋开裂明显,已出现多次小滑塌堆积在公路边上。滑体纵向长度平均约64m,滑体宽度平均约60m,滑体平均厚度约8m,滑体体积约38220m3,属小型滑坡。

图1 交通位置图

滑坡可能影响位于滑坡下方山脚一带鹅颈塘屯21 户房屋(94 人)及村庄公路(约200m),潜在直接经济损失约462 万元,地质灾害险情等级为小型。

矮山社区鹅颈塘屯滑坡位于:宜州市庆远镇矮山社区鹅颈塘屯,地理坐标为东经108°35′22″,北纬24°27′22″,北京直角坐标为X:2705983,Y:36559765。矮山社区鹅颈塘屯位于乡级公路旁,交通便利,交通位置图如图1。

2 地质灾害特征、危害

2.1 滑坡周界、规模、形态特征

滑坡分布在鹅颈塘屯北面边坡处,滑坡后缘呈圈椅状,出现明显的裂缝,宽度1cm~25cm,可以看见的开裂弧形长约120m,后缘高程约为212m 左右,前缘剪切口推测位于公路内则,剪出口高程约为187m 左右,前缘鼓胀开裂明显,已出现多次小滑塌堆积在公路边上。滑体纵向长度约65m,滑体前缘宽度约81m,滑体平均宽度约56m 滑体平均厚度约10.5m,滑体体积约38220m3,属小型滑坡。

滑坡周界清楚:滑坡后缘出现一条连续的裂缝和陡坎,累计长约120m,宽1cm~25cm,深度推测大于5m,角度近60°~80°,可用竹棍插入2m~3.5m,裂缝两侧呈不规则状,未见光滑的滑动面,裂缝两侧位移形成陡坎,高差最大为0.4m;滑坡中部变形不明显。滑坡前缘因修公路时已形成陡坡,坡高12m~15m,坡角约80°,已多次滑塌,并被村民建房取土,因此坡角逐步向后移。村民在坡角修建的砖砌杂物房因房后滑塌的推力作用,墙体出现裂缝、地板开裂,水平位移0.015m。

2.2 滑坡变形特征

宜州市庆远镇矮山社区鹅颈塘屯滑坡分别在2017 年2 月14日、2017 年2 月15 日出现蠕变、开裂,后缘滑坡壁下挫约0.4m,滑坡体上部出现多道裂缝,滑坡前缘出现裂缝、土体隆起,产生小型土质滑坡。在此之前也曾经有过小规模的滑塌,滑坡前缘的滑塌就是历史上形成的痕迹。2017 年2 月15 日之后,建立了定点、定时监测,基本没有大的变形,说明滑坡具有突发骤停的特征。推测原因是因滑坡体覆盖层较薄,滑动面坡度较缓,一次滑坡发生后,形成了部分卸载,在没有大的地质情况改变之前,滑坡保持暂时的稳定[2]。

2.3 滑坡形成机制及影响因素

(1)地形地貌:滑坡地形坡度较陡,临空条件好,滑坡坡度约20°~35°,是滑坡形成的有利条件。

(2)水文地质条件:首先,大气降雨沿土体裂隙入渗到基岩面时,形成相对隔水层,受阻的地下水位有条件的在基岩与土层接触面的天然露头形成季节式接触泉(如滑坡东南方的泉及大雨时在滑坡西南坡脚有黑水冒出),无排泄条件的便长期浸泡土层,在水的作用下,土体易软化沿下伏基岩滑动,从而形成滑坡。

(3)地质构造:滑坡区斜坡结构类型为反向坡,基岩风化程度为中等风化不利于滑坡的形成,但基岩面的产状与坡面相近,给滑坡的形成提供了滑床。

(4)岩土体工程性质:滑坡体岩性残坡积含碎石粉质粘土,岩土体结构松散,力学强度低,遇水浸泡易软化、结构破坏,工程地质性质较差。

(5)人类工程活动:对鹅颈塘屯滑坡不利的人类工程活动主要表现为坡脚挖方不当,切坡建路过程中形成的人工边坡过高过陡,未采取必要的支护措施,在随后多年的遭受滑塌和清运又加剧了坡高和增大了坡脚,造成了边坡的不稳定,在强降雨等因素影响下容易产生滑坡。

(6)降雨:鹅颈塘屯滑坡分别在2017 年2 月14 日、2017 年2月15 日出现蠕变。虽然在此前的几天内没有出现强降雨,但是2017 年1 月中到2 月初有过少量的降雨,降雨导致雨水渗入滑坡土体内,增加土体自重,同时降低土体抗剪强度,在土体自重作用下斜坡土体结构破坏产生滑坡。

综合上述因素初步分析,本次滑坡是由于滑坡体岩土工程性质较差、人类工程活动降低滑坡体稳定性,在强降雨作用下引发的滑坡地质灾害[3]。

3 地质灾害滑坡防治的关键技术与处理方法

3.1 防治与治理原则

(1)防治原则。针对本项目滑坡地质灾害的特点,防治工程应遵循以下原则:①“预防为主,防治结合,综合治理,重点突破”的原则。②施工方法和程序应以避免造成产生新的滑动或崩塌为原则。③安全为主,经济合理的原则。

(2)治理原则。①技术可行:采用工艺、经验成熟、治理效果可靠的工程设计方案,确保滑坡体及其周界山体边坡稳定,确保滑坡下方在校人员的生命财产安全。②经济合理:根据滑坡体形态规模、工程地质环境条件,因地制宜,优选、优化治理工程设计方案,节约投资。③施工方便:综合考虑地质环境条件及施工场地条件等因素,设计方案便于施工。④贯彻动态设计原则,采用信息施工法,根据反馈信息,及时完善、优化设计。

3.2 治理方案比选

一般来讲,滑坡防治工程应根据勘查区滑坡规模、地形地貌、地形地质条件、主要作用和诱发因素、破坏机制和模式、目前的稳定状态及其在人为和自然因素作用下的发展趋势等可采取搬迁避让、减重、反压,排水和支挡工程等措施进行综合治理。结合滑坡体的实际情况,滑坡因地形特殊加之综合各方面考虑,设计考虑了2 种方案进行比选。

方案一:①先按1:2.5 坡率每高10m 分级切坡到坡顶,分级马道宽3m;切坡方量约20000m3。②一级平台设抗滑桩,桩间距3m;桩长10m,嵌入端4m;采用1500mm 直径圆桩。总长69m,共布置桩24 根,桩间设6m 高挡土板。③坡脚设浆砌石挡土墙。挡墙高5m,埋入滑带以下1m(埋深约2m),上露3m。挡墙长80m。④每级台阶内侧设排水沟。⑤恢复坡顶水池。

方案二:底部平台自公路内侧水平切坡25m,再按1:2坡率每10m 分级切坡到坡顶,分级马道宽3m;切坡方量约45000m3。坡脚设护脚挡墙,高3m,埋深1m,长70m。每级台阶内侧设排水沟。

3.3 恢复坡顶水池

优缺点:方案一:挖方少,但投资大,工艺较复杂,无开发利用空间。方案二:投资较少,工艺简单,可腾出进深25m 的场地充分利用。但土方量大,处理难度较大。需要有足够的弃渣场、消纳场或利用空间。建议:方案二。理由是:当地有处理土方的优越条件;大面积削坡不存在土地纠纷问题,恢复坡顶水池得到当事人同意。

3.4 推荐方案(方案二)分项设计

鹅颈塘屯滑坡为小型推移式土质滑坡,岩土体的结构性质是滑坡形成的主要内在因素。目前滑坡体上部裂缝发育,滑坡体整体处于不稳定状态,在极易整体发生滑动。因此,本滑坡治理设计方案思路:

(1)坡面清理。对坡面进行清理时,要先用机械或者人工将治理坡面范围内的杂草、竹子、树木清理干净,拆除坡顶水池。

(2)机械挖方及人工修整。按设计要求和实际坡面形态放线确定挖方位置和深度,确定控制方案。①从底部平台自公路内侧水平切坡25m。②边坡自上而下分级开挖,顺滑向坡比1:2.0,每10m 分级切坡到坡顶,分级高程分别为198 m、208 m;分级马道宽3m;滑坡两侧边坡按1:1.25 放坡。(不需要挖岩石)。③边坡开挖完后,修建排水沟、消力池、挡土墙,尺寸见大样。④施工土石方应及时外运到弃渣场,不能堆放在坡上。弃渣场设置在滑坡西面洛岩及龙头江方向的几个页岩砖厂的堆堆土场内,运距4 公里。⑤坡顶标高控制在215m 左右。

3.5 坡脚挡土墙工程

(1)护脚挡土墙布置在188 m 平台,采用M7.5 浆砌石结构。墙体高3 m,顶宽1 m,墙面垂直,墙背坡比1:0.3,基础埋深1 m。挡土墙每隔15 米设置沉降分缝,缝宽2cm,内填沥青麻丝。

(2)开挖边坡按1:0.5。

(3)为排除挡土墙后积水,地面以上一排泄水孔,呈梅花形布置。直径为100 m m 的圆形泄水管,外倾坡度不小于5%,孔眼间距横向2.0 m,排泄水孔的出水口高出地面0.2 m。滤水包必须用卵石、砂砾石等透水性材料,大小30cm*30cm。

(4)挡土墙修建后,墙背回填土整平;墙前设排水沟。

3.6 排水工程

(1)排水沟采用M7.5 浆砌石砌筑,沟深0.5m、宽0.5m、浆砌石厚度0.3m。每隔10m 设置一条沉降缝,缝宽2cm,缝内填沥青麻丝。为防治排水沟内部积水,排水沟施工时应对其布设的位置进行适当的削方,以便于排水沟顺利排水;排水沟修建时在经过有地表裂缝地段,须用非膨胀性粘土回填裂缝并且夯实后,再砌筑排水沟。

(2)排水沟纵向坡度大于1:5 时,设置跌水坎阶梯式消能,跌水台阶高度采用200mm,跌水台面宽度根据地形选取,台面坡度为2%~3%,每隔15m 设置一个防滑凸榫;当截水沟纵向坡度缓于1:5 时,不设置跌水。

(3)消力池布设在纵横排水沟汇流处,池身为7.5 浆砌石,底部设120mm 厚素砼垫层[4]。

4 总结

总之,滑坡防治必须全面、准确的认识滑坡地质灾害的工程地质环境条件及其变化发展趋势,才能准确有效的制定防治方案。文章探讨分析了广西宜州市某地区边坡滑坡产生的原因,并结合现场实际情况,提出了综合处理的滑坡治理防治原则,制定了科学有效的防治策略,希望本文能够对我国山体滑坡地质灾害的预防与治理能起到一定的帮助作用。

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