白建偉
(山西省五臺縣唐家灣水庫管理處 忻州 035500)
滑坡是指斜坡上的巖土體,在重力作用及其他因素的影響下,沿著一定的軟弱面或軟弱帶,整體地或者分散地順坡向下滑動(dòng)的自然現(xiàn)象。
滑坡的形成條件包括地形條件和地質(zhì)條件。
1.2.1 地形條件
統(tǒng)計(jì)表明:滑坡主要發(fā)生在20°~45°的山坡上,大于45°的山坡多崩塌而少滑坡,緩于20°的滑坡也較少,有些軟弱層可能只有10°左右。一般江、河、湖(水庫)、海、溝的斜坡,前緣開闊的山坡、鐵路、公路和工程建筑物的邊坡等都是易發(fā)生滑坡的部位,邊坡坡度遠(yuǎn)大于10°。
在河谷兩岸,峽谷區(qū)多崩塌而少滑坡,在寬谷區(qū)則多滑坡而少崩塌。有時(shí)更多見于寬谷與峽谷的交界部位和河流的沖刷岸(凹岸)。
平順的直線坡一般穩(wěn)定性好,很少發(fā)生滑坡。上陡下緩的凹形坡也較穩(wěn)定,但若是滑坡堆積地形則潛在不穩(wěn)定。
支溝與主溝交匯處的山坡常因雙向切割侵蝕,而容易發(fā)生滑坡。
1.2.2 地質(zhì)條件
a.巖土類型。巖土體是產(chǎn)生滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)。一般來說,各類巖土都有可能構(gòu)成滑坡體,其中結(jié)構(gòu)松散,抗剪強(qiáng)度和抗風(fēng)化能力較低,在水的作用下其性質(zhì)能發(fā)生變化的巖土,如松散覆蓋層、黃土、紅粘土、頁巖、泥巖、煤系地層、凝灰?guī)r、片巖、板巖、千枚巖等及軟硬相間的巖層所構(gòu)成的斜坡易發(fā)生滑坡。
b.地質(zhì)構(gòu)造。組成斜坡的巖土體只有被各種構(gòu)造面切割分離成不連續(xù)狀態(tài)時(shí),才有可能向下滑動(dòng)。同時(shí),構(gòu)造面又為降雨等水流進(jìn)入斜坡提供了通道。故各種節(jié)理、裂隙、層面、斷層發(fā)育的斜坡,特別是當(dāng)平行和垂直斜坡的陡傾角構(gòu)造面及順坡緩傾的構(gòu)造面發(fā)育時(shí),最易發(fā)生滑坡。
c.坡體結(jié)構(gòu)。除巖性條件、地質(zhì)構(gòu)造外,坡體地質(zhì)結(jié)構(gòu)是坡體滑坡的控制條件,即坡體中的各種巖土層和結(jié)構(gòu)面(如層面、節(jié)理面、片理面、接觸面、斷層面、不整合面、老地面等)的性狀及其與臨空面的關(guān)系。研究表明:當(dāng)巖層或滑動(dòng)面的傾向與臨空面走向垂直時(shí)最易滑動(dòng),夾角小于45°時(shí)就不易滑動(dòng)。
d.水文地質(zhì)條件。地下水活動(dòng)在滑坡形成中起著主要作用。它的作用主要表現(xiàn)在:軟化巖土,降低巖土體的強(qiáng)度,產(chǎn)生動(dòng)水壓力和孔隙水壓力,潛蝕、溶濾巖土,增大巖土容重,對透水巖層產(chǎn)生浮托力等,尤其是對滑面帶的軟化作用和降低強(qiáng)度的作用最突出。
具有滑坡條件的山坡或邊坡是否會(huì)發(fā)生滑坡,與促使滑動(dòng)的作用因素有關(guān)。
促使滑坡形成的因素分兩大類:一類是自然因素,如地震、降水、河流沖刷坡腳、河流水位升降及自然崩塌加載等;另一類是人為因素,如開挖坡腳、坡上堆載、水庫水位升降、灌溉水下滲、采空塌陷、爆破振動(dòng)和破壞植被等。
2.1.1 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)和地震
新構(gòu)造活動(dòng)使地殼不斷隆升,河流下切加大,山坡相對高度和陡度加大,穩(wěn)定性降低,易產(chǎn)生滑坡。同時(shí),新構(gòu)造活動(dòng)區(qū)也是地震多發(fā)區(qū),高烈度區(qū)地震的頻繁發(fā)生,使斜坡應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生多次改變,巖體破碎、裂隙張開、地表水下滲、滑動(dòng)面強(qiáng)度降低,使坡體容易滑動(dòng)。
2.1.2 氣候
氣候主要指降水條件、風(fēng)化條件和植被條件。多雨而降水量大的地區(qū),風(fēng)化深度也大,因而滑坡較多。植被較好的地區(qū),地表水下滲量減少,對滑坡的發(fā)生有抑制作用。
2.1.3 河流沖刷
河流的下切和側(cè)蝕沖刷,既增加了斜坡的高度,又削弱了坡腳的支撐力,改變了斜坡的應(yīng)力狀態(tài),造成坡腳剪應(yīng)力集中而容易破壞,由河岸坍塌而引起坡體滑坡。
2.1.4 河水位變化
河水位的變化主要是改變了坡體內(nèi)的水文地質(zhì)條件,水位上升時(shí)造成地下水位抬升,潛在滑動(dòng)帶浸水范圍擴(kuò)大,強(qiáng)度降低,減小了阻滑力;水位突降時(shí)產(chǎn)生動(dòng)水壓力,增大了下滑力。
2.1.5 自然崩塌加載
許多堆積土石滑坡的物質(zhì)來自于山坡上部或兩側(cè)陡坡的崩塌堆積,崩塌加載增大了下滑力。
2.2.1 坡腳開挖
在斜坡上開挖形成邊坡而引起古老滑坡復(fù)活或新生滑坡,主要是削弱了坡腳的支撐力,改變了坡體的應(yīng)力狀態(tài)和地下水的滲流場。
2.2.2 斜坡上堆載
斜坡上堆載,主要是增加下滑力,在地下水發(fā)育的地段可能因填土而改變了地下水的滲流通道,造成地下水壅高,引起填堤沿老地面整體或局部滑動(dòng),更多的填土連同下伏土層沿坡體中的軟弱帶一起滑動(dòng)。
2.2.3 水庫水位變化
水庫水位的變化改變了岸坡巖土體的水文地質(zhì)條件,塌岸是正?,F(xiàn)象,但對有潛在滑動(dòng)條件的岸坡和已存在的古老滑坡,由于滑動(dòng)帶巖土體的浸水范圍擴(kuò)大,阻滑力減小,會(huì)造成新滑坡的發(fā)生和古老滑坡的復(fù)活。
2.2.4 灌溉水下滲
灌溉水下滲,改變了巖土體水文地質(zhì)條件,時(shí)間久了就會(huì)使?jié)B漏處地下水位抬升,向岸邊滲流,降低了巖土體的強(qiáng)度,足可引起新生滑坡或古老滑坡的復(fù)活。
2.2.5 采空塌陷
煤礦和其他金屬礦區(qū)采空塌陷造成坡體應(yīng)力變化,也會(huì)引起具備條件的滑坡產(chǎn)生。
2.2.6 爆破震動(dòng)
爆破震動(dòng),雖不如地震影響大,但對局部邊坡的穩(wěn)定性不可忽視。大的爆破不僅削弱了坡腳支撐力,而且破碎和擾動(dòng)了巖土體,造成坡體松弛,使地表水更易滲入軟化軟弱帶引起滑坡。
防治滑坡應(yīng)當(dāng)貫徹“早期發(fā)現(xiàn)、以防為主、防治結(jié)合”的原則,針對引起滑坡的主導(dǎo)因素,找出影響滑坡的因素及相互關(guān)系,多種方法協(xié)調(diào)運(yùn)用。目前防治滑坡的工程措施很多,歸納起來可分為三類:?消除或減輕水的危害;?改變滑坡體的外形,設(shè)置抗滑建筑物;?改善滑動(dòng)帶的土石性質(zhì)。其主要工程措施簡要分述如下。
3.1.1 排除地表水
排除地表水是整治滑坡不可缺少的輔助措施,而且應(yīng)該首先采取并長期運(yùn)用的措施。地表排水建筑物分為滑坡體內(nèi)、滑坡體外兩種,滑坡體外的建筑物如截水溝,修筑目的在于攔截、引離滑坡區(qū)外的地表水、地下水,使其不進(jìn)入滑坡體;滑坡體內(nèi)的建筑物如排水溝,其作用是將降落在坡體上的雨水、出露的泉水盡快匯集、引離,使其不滲入到滑坡體內(nèi)。
3.1.2 排除地下水
對于地下水,可疏而不可堵。修筑地下排水系統(tǒng),目的在于疏干滑坡體內(nèi)地下水,截?cái)?、引出滑?dòng)面附近的地下水,從而提高坡體土的強(qiáng)度,降低土的容重,減小地下水動(dòng)水壓力,以增強(qiáng)滑坡體的穩(wěn)定性。其主要工程措施如下:
a.攔截地下水的建筑物。如截水明溝、截水滲溝和截水廊道。
b.疏干地下水的建筑物。如邊坡滲溝、疏干廊道、垂直鉆孔排水、支撐滲溝和滲水暗溝等。
c.降低地下水的建筑物。如縱橫向滲溝、排水廊道。
3.1.3 防止河水、庫水對滑坡體坡腳的沖刷
主要工程措施是:在滑坡體上游嚴(yán)重沖刷地段修筑促使主流偏向?qū)Π兜摹岸巍?;在滑坡體前緣拋石、鋪設(shè)石籠、修筑鋼筋混凝土塊排管,以使坡腳的土體免受河水沖刷。
3.2.1 卸荷減載
對推動(dòng)式滑坡或者由于錯(cuò)落轉(zhuǎn)化而成的滑坡,具有上陡下緩的滑動(dòng)面,后部主滑段對滑坡的發(fā)展起著決定性的作用,可采用在主滑段減重的措施,減小滑坡的推力。但在滑體或滑帶土具有卸載膨脹開裂特性的情形時(shí),不宜采用減重措施。
3.2.2 修筑支擋工程
因失去支撐而滑動(dòng)的滑坡或滑坡床陡、滑動(dòng)可能較快的滑坡,采用修筑支擋工程的辦法,可增加滑坡的重力平衡條件,使滑體迅速恢復(fù)穩(wěn)定。支擋建筑物種類有抗滑片石垛、抗滑樁、抗滑擋墻等。
可采用坡面防護(hù)、混凝土格構(gòu)地梁、邊坡錨固、焙燒、爆破灌漿法等方法對滑坡進(jìn)行整治。
由于滑坡成因復(fù)雜、影響因素多,因此需要上述幾種方法同時(shí)使用綜合治理,方能達(dá)到目的。
滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害,其頻發(fā)性與嚴(yán)重性都相當(dāng)驚人。根據(jù)上述分析,滑坡的發(fā)生,固然有其本身的自然因素,但有時(shí)人為因素也會(huì)引發(fā)滑坡,因此我們不僅要研究滑坡存在的各種自然因素,采取相應(yīng)的工程措施,同時(shí)也要愛護(hù)賴以生存的氣候環(huán)境、生態(tài)環(huán)境、水環(huán)境等自然環(huán)境,與大自然和諧相處,最大限度地減少滑坡的發(fā)生。