趙忠忠
(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開(kāi)發(fā)局第三地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院,甘肅 蘭州 730050)
舟曲縣為滑坡等地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)區(qū),周邊地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,如:鎖兒頭滑坡、江頂崖滑坡、牙豁口滑坡、泄流坡滑坡以及門頭坪滑坡等。長(zhǎng)期以來(lái),受暴雨、地震、人類工程活動(dòng)等的影響,給當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)健康造成了極大的威脅,因此針對(duì)舟曲縣周邊滑坡的成因及防治措施,國(guó)內(nèi)許多學(xué)者進(jìn)行了研究,如:劉秋強(qiáng),杜巖等對(duì)舟曲牙豁口滑坡復(fù)活機(jī)理進(jìn)行了研究[1];王秀麗等對(duì)舟曲鎖兒頭滑坡的特征及影響因素進(jìn)行了分析[2];吳冠仲對(duì)舟曲縣瓜咱壩3號(hào)滑坡成因機(jī)理和防治對(duì)策進(jìn)行了探討[3],劉東飛,王雄師等采用賦值法對(duì)舟曲泄流坡滑坡進(jìn)行了風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)等[4]。不同學(xué)者的針對(duì)不同的滑坡災(zāi)害體提出了有效的指導(dǎo)型成果。
近年來(lái),因強(qiáng)降雨等作用,舟曲縣地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,為此,本文以舟曲某滑坡為研究對(duì)象,本文通過(guò)對(duì)該滑坡變形特征、影響因素及穩(wěn)定性進(jìn)行分析,針對(duì)滑坡前緣采用抗滑樁、滑坡后緣布設(shè)截排水渠的防治措施進(jìn)行了探討,并提出相應(yīng)的建議。
通過(guò)在現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行調(diào)查發(fā)現(xiàn),滑坡平面形態(tài)呈“長(zhǎng)條”型狀,南北向長(zhǎng)120m,東西向?qū)?00m,主滑方向118°,滑體厚度約8m~15m,平均厚度12m,滑坡體相對(duì)高差35m~40m,體積約14.4×104m3,規(guī)模為中型。根據(jù)滑坡變形特征,該滑坡屬于牽引式滑坡,現(xiàn)狀條件下滑坡變形跡象明顯,坡體表面分布有大量圈椅狀拉張裂縫,滑坡前緣鼓脹、中后部拉張裂縫發(fā)育,滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)?;麦w后緣為一高20m~25m陡坎,陡坎坡度約50°~60°,隨著陡坎不斷變形、滑塌,滑塌體呈倒三角形堆積于滑坡后緣,由于堆積物的不斷增加,滑坡變形將不斷增大,嚴(yán)重威脅著坡腳住戶的安全。
該滑坡后壁與前緣坡腳高差達(dá)40m,坡體整體坡度25°~38°之間,前緣臨空條件好,在重力作用下,位于斜坡高處的巖土體由于勢(shì)能大,就產(chǎn)生了向坡底移動(dòng)的趨勢(shì),在這個(gè)趨勢(shì)力的作用下,斜坡上部的巖土體具備有一定的下滑動(dòng)力條件,從而為滑坡的滑動(dòng)的提供了有利的地形條件。
依據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘探結(jié)果顯示,該滑體主要的物質(zhì)組成為滑坡堆積物碎石土,物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散,滑帶土為破碎灰?guī)r基巖夾雜強(qiáng)風(fēng)化板巖,夾雜少量粉土,滑床由較為完整的灰?guī)r與千枚狀板巖組成,巖體強(qiáng)度較高。在降雨條件下雨水沿地表碎石土入滲,進(jìn)入滑帶土層后,因滑帶土層遇水易軟化和泥化,滑坡抗滑能力下降,上述地層巖性決定了滑坡的發(fā)生的地層條件。
舟曲縣屬北亞熱帶向北溫帶的過(guò)渡區(qū),降雨量呈不均衡分布,60%降水量在年內(nèi)主要集中于6~9月,降雨的時(shí)間相對(duì)集中,并且時(shí)有短時(shí)間的暴雨,根據(jù)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn),短時(shí)間集中強(qiáng)降雨是影響該滑坡穩(wěn)定的主要因素,降雨對(duì)滑坡的影響主要表現(xiàn)為雨水匯集、下滲進(jìn)入坡體的孔隙、裂隙中,不僅增加了巖土體重量,而且降低了坡體結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度,進(jìn)而影響滑坡穩(wěn)定性。
舟曲縣地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜,斷層發(fā)育,斷裂分布廣,經(jīng)調(diào)查研究發(fā)現(xiàn)滑坡區(qū)受坪定—化馬斷裂控制,該斷裂為一走滑逆沖斷裂,規(guī)模大,延伸長(zhǎng),分割地層,控制影響山體走向,使山體表現(xiàn)為斷塊發(fā)育,破壞強(qiáng)烈,形成典型的構(gòu)造破壞帶,受斷裂活動(dòng)的影響,坡體巖土體結(jié)構(gòu)破碎,小型褶皺、次級(jí)斷裂發(fā)育,是滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要條件。
滑坡變形跡象明顯,邊界清晰,滑坡體圈椅狀裂縫發(fā)育,裂縫寬度5cm~10cm,延伸長(zhǎng)度5m~10m,深度30cm~50cm。坡體電桿及樹(shù)木傾斜,可見(jiàn)明顯滑動(dòng)跡象?;麦w右側(cè)邊界下部可見(jiàn)明顯貫通裂縫,裂縫寬50cm~90cm,深50cm~60cm,局部可達(dá)1.5m,滑坡前緣有明顯隆起現(xiàn)象,坡腳排水渠受滑坡變形影響,已被擠壓破壞。故定性分析判斷認(rèn)為,該滑坡穩(wěn)定性差。
3.2.1 參數(shù)選取
本次通過(guò)在滑坡體勘探取樣,進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn)分析,同時(shí)選取典型斷面對(duì)坡內(nèi)聚力和內(nèi)摩擦角進(jìn)行反演,對(duì)比該區(qū)類似工程參數(shù)綜合確定,具體參數(shù)見(jiàn)表1。
表1 滑帶土力學(xué)參數(shù)一覽表
3.2.2 計(jì)算剖面
選取主滑方向的3條剖面(1-1’、2-2’和3-3’剖面)進(jìn)行滑坡穩(wěn)定定量計(jì)算。
3.2.3 計(jì)算工況
(1)工況一:僅滑坡體自重作用,滑坡滑帶土體取表1中天然狀態(tài)下的C和φ值。
(2)工況二:滑坡體自重和暴雨共同作用,滑坡滑帶土體取表1中飽和狀態(tài)下的C和φ值。
(3)工況三:滑坡體重和地震共同作用,滑坡區(qū)地震基本烈度為8度,地震動(dòng)峰值加速度為0.2g,地震綜合影響系數(shù)0.05。
3.2.4 計(jì)算方法
通過(guò)地質(zhì)勘查和分析表明,該滑坡滑面(帶)呈折線形,故采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》中E.1.2折線型滑動(dòng)面計(jì)算公式[5]進(jìn)行計(jì)算,計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表2。
表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算表
經(jīng)計(jì)算分析:在在自重工況作用下1-1’、2-2’、3-3’處于基本穩(wěn)定狀態(tài);在暴雨工況作用下1-1’、2-2’、3-3’處于欠穩(wěn)定~不穩(wěn)定狀態(tài);在地震工況作用下1-1’、2-2’、3-3’處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
綜合分析結(jié)果見(jiàn)表3。
表3 滑坡穩(wěn)定性綜合分析結(jié)果
綜合判斷:滑坡穩(wěn)定性差。
為提高滑坡的抗滑能力,在滑坡前緣貫通布設(shè)一排懸臂式抗滑樁,樁長(zhǎng)邊方向與主滑方向一致,樁間距為6m,設(shè)計(jì)抗滑樁截面尺寸為1.8×2.4m2,樁長(zhǎng)14m,受荷段7m,錨固段長(zhǎng)7m,樁間設(shè)鋼筋混凝土擋土板,防止樁間土體擠出。
從滑坡變形特征和物質(zhì)組成可見(jiàn),滑坡后部陡坡段裂縫發(fā)育,物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散,地表水易從后部裂縫中滲入滑坡體內(nèi),會(huì)降低巖土體強(qiáng)度,使滑帶土軟弱層的力學(xué)性能大大降低,因此,在滑坡外圍布設(shè)截排水渠,做好排水措施。設(shè)計(jì)排水渠深0.5m,寬0.5m,渠壁及渠底厚0.2m,基礎(chǔ)采用2:8水泥土進(jìn)行處理,處理深度0.3m。
(1)該滑坡屬于中層牽引式滑坡,滑坡規(guī)模屬中型。
(2)影響該滑坡穩(wěn)定性的因素有地形地貌、地層巖性、降雨、地震以及地質(zhì)構(gòu)造等,各因素之間相互作用,因滑后緣高陡,前緣臨空,有力的地形條件在降雨作用下雨水沿滑坡體松散物質(zhì)下滲,增加了巖土體重量,降低了結(jié)構(gòu)面抗剪強(qiáng)度。
(3)滑坡穩(wěn)定性分析:經(jīng)滑坡定性分析和定量計(jì)算,綜合分析判定滑坡穩(wěn)定性差。
(4)本文通過(guò)對(duì)滑坡穩(wěn)定性及影響因素分析,提出了滑坡的防治措施,主要為前緣采用抗滑樁工程進(jìn)行支擋,確保其穩(wěn)定性,滑坡外圍修建截排水渠,減少地表水下滲對(duì)滑坡穩(wěn)定造成的不利影響。