山体滑坡地质灾害治理浅析

2021-11-02 13:41
世界有色金属 2021年11期
关键词:条块滑面坡脚

何 静

(肇庆市地质环境监测与矿产资源技术中心,广东 肇庆 526000)

1 滑坡地质灾害的实例分析和滑坡防治的意义

(1)工程概况。研究区山体滑坡事件最初发生在2008年6月,截至目前,未发现该滑坡体再次大规模发育,但滑坡事件发生后未进行任何治理措施。因滑坡体松散,一旦遇到强降雨天气,本处滑坡点仍然存在发生再次滑坡的可能性,严重影响了当地居民的日常生活和生命财产安全。研究区山体滑坡岩体的主要边坡类型为土质边坡,从形态上可分为滑坡1(HP1)和滑坡2(HP2)。其中,滑坡1(HP1)的主要形态呈圈椅状,滑动方向为90°,滑坡四周的边界清晰可见,斜长约为42m,前缘宽约为50m,厚度在6.2m~6.5m之间,滑坡体积在6000m3左右,是一种常见的小型滑坡体。通过调查发现,该滑坡内后缘部位两侧有着明显的陡峭状态,陡坎高在1m~3m之间,两侧陡坎高也在0.5m~2m左右。同时,滑坡前缘与坡脚房屋产生了许多陡坎,大概高度为3.5m;在坡脚的剪出口位置,经实地测量,标高在37.01m~37.37m之间,在临近坡脚距离0.5m~3m的位置,已拆除了4间受到威胁的房屋建筑。滑坡2(HP2)与滑坡1(HP1)相比,滑坡体积要小些。滑坡2(HP2)形态也主要是圈椅状形态,滑动方向为85°,滑坡四周的边界清晰可见,斜长约为32m,前缘宽为27m,厚度为5.5m,滑坡体积在1800m3左右,也是一种常见的小型滑坡体,后缘部位出现了宽度为0.15m~0.35m的裂缝,陡坎高在2m左右,滑坡体中的树木和竹子出现严重倾倒的现象。

(2)滑坡防治的意义。消除地质灾害对当地居民生命财产的威胁是政府的工作内容之一,为了消除地质灾害安全隐患,通过对该山体滑坡地质灾害治理分析,制定科学合理的治理方案,保证边坡的稳定,为居民生命财产安全提供有力保障。

图1 滑坡地质灾害点航拍图

2 山体滑坡地质灾害的成因分析

2.1 地质地貌方面的原因

(1)地层岩性原因。滑坡出现的主要因素还受到土体土质结构以及土壤性质的影响,山体斜坡面上的第四系残积层厚,粘性较差,原岩结构破坏严重,是诱导山体滑坡出现的重要的内在因素。同时,南方雨水充沛,厚的残积层经过大量的雨水冲刷后,产生大量水入渗山体,如果不能及时的得到处理,就会造成不利影响,山体可能出现裂缝现象,加上强烈的降雨环境破坏,土体逐渐松动,进而出现山体滑坡现象。山体覆盖平均厚度为15m的第四系残积层砾质粘性土,粘性一般,遇水易软化、崩解。根据勘查报告[6],下伏基岩为燕山期花岗岩,岩石风化剧烈,原岩结构基本破坏,裂隙比较发育,这为山体滑坡产生提供了有利条件。

(2)地形地貌原因。山体地形地貌也构成山体滑坡的内在因素。例如,在山体坡度较陡的情况下,出行临空面,下山体支撑力不足,加上雨水入渗,加重上部山体的重度,山体一旦失衡,山体滑坡就会发生。山体属于丘陵地貌,山体最高高程与最低高程相差高度68m,山体自然坡度20°~30°,但山脚局部山体因人工开挖,坡度80°~90°,山体坡度较高,为山体滑坡提供有利条件。

2.2 降水方面原因

降水因素就是引发山体滑坡的外在激发因素。通常情况下,山体遭受大量的雨水冲刷之后,大量水渗入山体,这样就直接导致了山体重度的增加。另外,在较长时间的雨水侵蚀破坏之下,就会对土壤的结构性质进行改变,例如对土壤软化,导致山体土体的抗剪强度严重降低。与此同时。值得注意的是,山体滑坡问题也可能是因为地下水引起的,地下水位的幅度变化可能使得软弱岩层和泥质岩层出现土壤软化现象,土壤出现大量水缝隙进而形成浮力和水压力,最后降低岩石抗剪强度,坡体产生软弱面。研究区在4-9月份为雨季,日最大降雨量为251.6mm,特别是雨季、台风季节的连续降雨致使浅层土体抗剪强度下降,达到水土饱和后容易发生滑坡。

2.3 人为因素方面原因

人类活动的影响主要表现为削坡建房,坡脚形成过陡的边坡,山体的上部坡体由于坡脚卸荷,导致上部坡体失去平衡,产生应力释放,降低对山体结构的安全性和稳定性,是滑坡的间接因素。滑坡山体的坡脚有斜坡建房,导致人工开挖坡度较高,产生滑坡。

3 山体滑坡地质灾害治理的措施分析

3.1 现状边坡稳定性分析

山体滑坡地质灾害治理的前提是进行现状边坡稳定性进行定量定性的分析,通过稳定性分析才能提出跟有效的防治措施。主要采用理正岩土边坡稳定分析系统计算进行地质灾害情况分析[1]。根据场地岩土分布,结合实际边坡的地形地貌,选择对边坡安全影响最大的推力滑动方向对山体滑坡进行稳定性定量分析计算,采用简化bishop法分析选取最不利情况,根据现场地质调查结果、岩土松散程度及有关特征综合判别确定滑坡面,分别计算滑坡稳定系数,对于均质土类边坡,可采用圆弧型滑动面法进行边坡稳定性分析,计算模型见图2,稳定性系数计算见公式A.1-1。

图2 圆弧形滑面边坡计算示意

式中:Fs—边坡稳定系数:Ci—第i条块内聚力(kPa);φi—第i条块内摩擦角(°);Li—第i条块滑面长度(m);ai—第i条块滑面倾角(°),滑动倾向与滑动方向相同进取正,滑动倾向与滑动方向相反时取负;Ui—第i条块滑面单位宽度总水压力(KN/m);Gi—第i条块滑面单位宽度自重(KN/m);Gbi—第i条块滑面单位宽度竖向附加荷载(KN/m);方向指向下方时取正值,指向上方时取负值;Qi—第i条块滑面单位宽度水平荷载(KN/m);方向指向坡外时取正值,指向坡内时取负值;hwi,hw,i-1—第i及i-1计算条块滑面前端水头高度(m);γw—水重度,取10(KN/m3);i—计算条块号,从后方算起;n—条块数量。

使用理正岩土边坡稳定分析系统计算得到的边坡稳定性系数见表1。

表1 边坡稳定性计算结果

计算分析结果表明,在正常和暴雨工况下,边坡均处于不稳定状态,需要尽快治理。

3.2 坡面支护治理

坡体抗滑能力较差是导致山体滑坡发生的主要原因,因此,相关部门可以采用坡面支护等防治措施来提高坡体稳定性[3]。首先,应在坡体驱滑路段清除碎石,边坡应降低坡度消方并减小荷载,开挖选择分层、分段、对称、均衡开挖,自上而下的方法消方减载,然后进行安装骨架梁进行护坡,固定坡体。以某山体滑坡治理为例,坡面支护采用消方减载+骨架梁+植草绿化+截排水的坡面支护方式进行。

3.3 挡土墙支挡措施

在坡脚修使用钢筋混凝土修筑挡土墙,在挡土墙设计期间,设计人员可以重点参考滑坡推力大小的参数[2],在对山体土质情况进行实地勘察和数据分析整理之后,制定科学的挡土墙设计方案[4]。研究区山体滑坡治理采用:挡土墙采用C30硂钢筋硂浇筑,挡土墙后设置反滤层,墙后回填硬塑以上粘土,分层夯实,挡土墙自地面起0.5m布置一排泄水孔。

3.4 截排水措施

截排水措施是为了减少降雨入渗,减轻山体重度。排水系统宜于当级边坡支护工程施工前先行实施,一般排水沟梯度不小于0.3%[5],同时在必要的地段需设置急流槽和消能池。

3.5 边坡监测与信息化施工措施

山体滑坡治理过程中实行边坡监测与信息化施工。监测信息主要用于指导施工,同时可将监测结果作为动态设计的依据。边坡监测点布置、监测内容、监测频率以及监测期限应根据治理项目的需求而设定。信息化施工主要用于当治理边坡变形过大,速率过快出现治理过程中的边坡发生开裂或有崩塌迹象等险情时,提醒立即停止施工,查明原因后选用适当的应急措施进行加固,以保证施工正常进行。

4 总结

山体滑坡地质灾害出现是受到多种因素影响的,相关部门应结合具体的情况,全面的分析地质灾害地貌地形,引进先进的检测设备,在因地制宜、与时俱进的基础上,统筹规划,不断学习国内外先进地质灾害处理方法,提高地质灾害治理的安全性和经济性,最后促进社会的可持续发展。

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