張潮
摘 要:由于持續(xù)降雨,導致黃石市文家山路北側山體發(fā)生數次滑坡,對坡體下方來往人員、車輛的生命財產安全造成潛在威脅。查明滑坡體地質環(huán)境條件及其性狀特征,分析其穩(wěn)定性與主要影響因素,在此基礎上提出滑坡治理方案,預防地質災害,保護周邊居民生命、財產的安全。
關鍵詞:山體滑坡;穩(wěn)定性分析;滑坡治理;地質災害
中圖分類號:U216.41+9.1? ? ? 文獻標識碼: A? ? ? 文章編號:1006—7973(2019)10-0116-02
1研究區(qū)概況
研究區(qū)位于湖北省黃石市湖北師范大學文家山路北側,地處亞熱帶邊緣,具有大陸性東亞氣候特征,市區(qū)地表水系發(fā)育,溝渠縱橫,溪流如網。主要水體為長江、磁湖和青山湖,滑坡區(qū)內匯水主要流入治理區(qū)北西側的青山湖,青山湖距離治理區(qū)最近不足300m。長江位于本區(qū)東側,最近距離為1.5km。治理區(qū)屬丘陵地貌,地勢北東高中部低,由于湖北師范大學基礎建設,對坡體進行了開挖,修筑公路,公路呈近南東至北西向。
治理區(qū)地層巖性較簡單,據現(xiàn)場實地調查,主要有:第四系人工堆積、殘坡積(Qedl)和侏羅系下統(tǒng)武昌組(J1W)組成,其巖性特征由新至老分述如下:
(1)第四系人工堆積:主要分布在文家山路及坡體一側;主要為瀝青路面、掛網噴砼及少量的人工填土;厚度0.2~0.5m。
(2)第四系殘坡積(Qedl):由黃褐色粉質粘土夾碎石組成,結構松散,厚度0.2~0.5m。分布于滑坡體坡頂部及坡腳位置。
(3)侏羅系下統(tǒng)武昌組(J1W):主要分布在治理區(qū)的南東側,巖性為薄至中厚層黃色泥質粉砂巖,巖層產狀140°∠24°,層厚15~35cm。巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,裂隙一般寬2~5cm,巖體較破碎。
黃石市在大地構造位置上處在揚子準地臺下?lián)P子臺褶帶咸寧~大冶褶斷束中,按構造形跡的方向、力學性質及其組合關系,可將本區(qū)劃分出北西西向構造、北北東向構造、北東東~近東西~北西西弧形構造及北西向構造。治理區(qū)位于青港復式向斜東翼,地層傾向西北,傾角25~40°。黃石市基本處在麻城-團風斷裂、襄樊-廣濟斷裂和陽新斷裂所圍限的三角區(qū)中,此三條深部斷裂都具有活動斷裂特征。其中,襄樊-廣濟斷裂與治理區(qū)距離稍近,二者相距約30公里。
區(qū)內水文地質條件較簡單,主要分布第四系殘坡積孔隙含水層及基巖風化裂隙含水層,因所處地勢高于當地侵蝕基準面,一般情況下透水不含水,但在雨季,降雨滲入,邊坡頂部第四系及下部基巖節(jié)理裂隙中易滲水,嚴重影響巖土體穩(wěn)定性。
根據治理區(qū)內巖土體類型、結構、巖性組合及工程地質特征,區(qū)內巖土劃分兩個工程地質巖組:第四系松散巖土類工程地質巖組、碎屑巖類工程地質巖組,前者主要分布勘察區(qū)表部,主要為粉質粘土夾碎石,黃褐色,土體結構較疏松,工程力學性質較差;后者為侏羅系武昌組(J1w)薄至中厚層黃色泥質粉砂巖,由于風化蝕變和根劈作用,巖體結構較破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育在三組以上,以密集、交錯切割為其主要特征,各組裂隙間距多為10~60cm,密集分布,裂面平直,層與層之間有軟弱夾層。受多組裂隙切割,巖體局部因風化強烈呈散體結構,其工程地質性狀差。
2滑坡基本特征
滑坡為人工切坡形成的巖質高陡邊坡,邊坡呈北西至南東走向,總長110m,北側山體為均為治理;分為人工噴砼護坡段和切坡段(未治理);其中,人工噴砼段長約65m,未治理段45m;邊坡下部為漿砌石擋墻,擋墻高1.1m,寬度為0.5m;邊坡上坡地未坡面植被較為發(fā)育,主要生長灌木和林木?;麦w位于人工噴砼與切坡段接觸部位,平面近似“箕”狀,斜坡后緣邊界基本垂直于坡向,呈不規(guī)則的弧形,主要以后緣邊界以中-微風化粉砂巖與強風化粉砂巖接觸面為界,局部為碎石土,后緣滑壁明顯,呈弧狀,滑坡體成分主要以第四系殘坡積碎石土及全風化泥質粉砂巖;土石比為6∶4,屬淺層土質滑坡。
3滑坡體穩(wěn)定性分析及評價
3.1模型建立和計算工況
穩(wěn)定性計算模型主要選?、?Ⅰ′剖面為實體,以強風化砂巖與完整基巖的接觸面為推測滑面。模型建立如圖2。
本次穩(wěn)定性計算工況、荷載組合選用以下2種工況進行計算:①自重;②自重+20年一遇暴雨(暴雨工況)。
選用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)推薦的傳遞系數法對滑坡體穩(wěn)定性進行計算、比較。該滑坡體為侏羅系系強風化砂巖,其重度根據試驗值及現(xiàn)場情況采用加權重度綜合取值,天然重度取21.5kN/m3,飽和重度取22.5kN/m3。推測滑面為強風化砂巖與中-微風化粉砂巖分界處,參考地質測繪對滑坡體穩(wěn)定性的宏觀判斷,內比鄰近地區(qū)經驗值以及反演推算綜合考慮,天然狀態(tài)下內聚力c=23.6kPa,摩擦角Φ=33.2°;飽和狀態(tài)下內聚力c=20.1kPa,摩擦角Φ=26.5°。
3.2穩(wěn)定性分析
穩(wěn)定性計算統(tǒng)計結果見表1。
根據各種工況組合得出的計算結果評價如下:
(1)在自重(工況1)工況下,邊坡穩(wěn)定系數為1.05~1.15之間,邊坡處于欠穩(wěn)定~基本穩(wěn)定狀態(tài)。
(2)在自重+遇暴雨(工況2)工況下,邊坡穩(wěn)定系數為1.00~1.05之間,邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),安全儲備較低,存在滑動變形的可能。
4防治工程設計
本次滑坡防治工程總目標為:通過綜合防治,提高邊坡的整體穩(wěn)定性,防止滑坡邊坡產生整體大規(guī)模變形破壞,以保證生命財產安全。因此,本次滑坡體治理工程,具體方案設計為:坡面削(清)方、鋼筋混凝土擋墻、截排水溝、植被綠化。
(1)削(清)方工程:對滑坡體后緣陡坎進行削清方,主要是對邊坡面存在的松散破碎巖體、坡頂松散碎塊石以及坡腳墜石進行清除,主要采用由上而下,小方量清除方式。
(2)鋼筋混凝土擋墻:對原有擋墻進行拆除,修筑直背式鋼筋混凝土擋墻,擋墻位于原擋墻位置,設計直背式鋼筋混凝土擋墻,長34m,墻身高2.0m,墻頂寬0.6m,底寬1.2m,基礎埋深0.5~0.8m,基礎必需進入完整基巖0.2m,擋墻采用HR335鋼筋骨架。沿墻走向每隔10~15m設置一條伸縮縫,自墻頂做到基底,縫寬20mm,縫內采用瀝青麻筋或瀝青木板充填。為排除墻后積水,在距地面高0.3m、1.3m墻體上設置兩排泄水孔。
(3)截排水溝修復工程:在削方后形成的坡面后緣2~3處,對原截排水溝進行修復,水溝尺寸與原排水溝尺寸一致;水溝寬0.5m,深0.5m,兩側用厚度為24cm的紅磚襯砌;修復截排水溝長度為38m,擋墻下部排水溝修復長度與擋墻長度一致。
(4)綠化工程:在削清方地段進行覆土綠化,平均厚度不小于0.5m,分層回填、碾壓,密實度不小于92%。按照當地生物生長習性種植灌木、藤類植物及草本植物,相間種植,間距0.3m。藤類植物要求多年生長,長度不小于3m,冠叢不小于20cm。
(5)拆除工程:主要是對滑坡毀損的擋墻進行拆除,上部截排水溝由于清方和坡面整形,原截排水溝需要拆除。
5 結束語
(1)山體滑坡地質災害,嚴重威脅當地公路和行人安全,據調查,目前仍時有發(fā)生。根據穩(wěn)定性計算分析,本區(qū)邊坡巖體在持續(xù)降雨、暴雨及風化作用或地震的誘發(fā)因素影響下,有可能沿裂隙、軟弱夾層面的優(yōu)勢組合面以拉裂墜落式形式發(fā)生破壞。
(2)采用坡面削(清)方、擋土墻、覆土綠化、監(jiān)測治理方案進行防治, 不僅可達到地質災害防治的效果,同時也美化變形坡體周圍的環(huán)境,減少水土流失。
基金項目:湖北省地質局基金項目(湖北省地質環(huán)境監(jiān)測項目(黃石地區(qū)))