攀枝花市仁和自然资源所 四川攀枝花 617000
【摘要】为浅析西南地区滑坡治理中水文地质,采用实际案例结合理论实践的方法,立足滑坡形成机理,分析了水文地质条件,以及水文地质对滑坡造成的影响和破坏特征,并提出滑坡治理措施。分析结果表明,水文地质是影响滑坡稳定性的主要因素,为保障滑坡治理的有效性,需要结合滑坡所在区域的水文地质条件,采取有针对性的治理措施,才能提升滑坡的稳定性,保障周围环境和构筑物始终处于安全的环境中。
【关键词】西南地区;滑坡治理;水文地质;稳定性评价
【引言】随着我国城市化进程的不断加快,各种工程建设项目在我国不断涌现,这就导致了对地质环境的要求也越来越高。而滑坡是地质环境中涉及工程地质水文地质方面最常见的一种地质灾害,其造成的危害极大,不仅会导致人员伤亡,还会对人们的生命财产安全造成威胁。因此,必须要对滑坡进行有效治理,这样才能够保障人民生命财产安全。而在滑坡治理过程中,水文地质是重要的一环,其关系到滑坡治理的有效性以及安全性,因此必须要对其进行深入研究。
1、工程概述
以攀枝花市仁和区中坝乡中心校滑坡治理工程为例,据现场调查访问,受短时强降雨影响,中坝乡中心学校东侧边坡出现裂缝,于2020年9月14日发生局部滑动,主要变形表现为滑坡后缘出现张拉裂缝,长约25~30m,并下陷形成高差约15~30cm的错坎,滑坡体前缘北侧围墙被破坏,滑坡体堆积物堆积于坡脚已有挡墙平台上及挡墙下方排水沟内,该滑坡前缘位置距离学校建筑1.0~4.0m,直接威胁滑坡前缘学校建筑及流动师生和工作人员400多人的生命财产安全,潜在经济损失约700万元,因此该滑坡的治理已迫在眉睫。
2、滑坡形成机理
滑坡是在重力的作用下,土体或岩体沿一定的软弱结构面(如软弱夹层、软弱面、带、缝、洞等)向下滑动的地质现象。在自然因素和人为因素的作用下,滑坡不断演化发展而形成。就自然因素来说,主要包括以下几种:
1)岩性因素,是指在滑坡发生的过程中,滑坡岩土体本身所具有的物质成分与结构。岩性因素主要包括三个方面:其一是软弱结构面;其二是岩石的结构、强度以及完整性;其三是岩石中各种矿物成分含量【1】。岩性因素是滑坡形成过程中最基本也是最重要的影响因素。
2)降雨因素,如果在自然条件下,降雨对土体产生的影响程度较大,就会使岩土体本身产生膨胀、软化等现象。
3)地下水活动,也会对滑坡产生影响,特别是在降雨作用下,地表水渗入到土体当中,使土体中的孔隙水压力升高,导致岩土体发生软化或者膨胀等现象,从而在一定程度上加剧了滑坡形成。
4)人为因素,主要包括以下几种:①由于工程建设、采矿等活动;②自然因素;③人类工程活动改变了土体天然状态。
3、水文地质条件分析
在本工程施工中为准确获得水文地质条件,采用了工程测量、工程地质测绘、钻探、取样和室内试验等多种勘查手段和方法,有效保障了水文地质勘查的准确性。
3.1水文条件
本工程滑坡后缘两侧发育两条冲沟,仅雨季有流水旱季干涸,冲沟顶部南北向分水岭距离滑坡约为130~150m,汇水面积约0.033平方公里,沟底坡降约为120‰~200‰,沟道两侧植被覆盖一般。2号冲沟下游滑坡南侧附件人工挖掘了土沟向北与1号冲沟汇合,于建筑3后排水沟向西排泄出场地。具体的分布情况如图1所示:
图1滑坡区周边水系图
另1号冲沟见一圆形蓄水池,为学校生活用水来源,距离沟口约60m,其半径2.6m,蓄水池下方约23m处见一长约9m的拦渣坝。勘查期间,见蓄水池水满溢出,至1号冲沟沟底下方一拦渣坝,顺地势最终流至建筑3后排水沟内排出场地。
3.2地质条件
3.2.1地形地貌
勘查场地总体属于中山构造剥蚀地貌,沟谷斜坡地形,地势总体为东高西低,原始地形坡度30°~40°,滑坡北侧及南侧各分布一条冲沟。
3.2.2地层岩性
根据地表调查、钻探揭示,结合区域地质资料,勘查区地层岩性由新到老主要为:第四系全新统滑坡堆积层(Q4del)、第四系全新统残坡积含碎石粉质黏土(Q4el+dl)、早元古代石英闪长岩(δo²)。
3.2.3地质构造
勘查区在区域构造上位于川滇南北向构造带中段西侧与滇、藏“歹”字型构造复合部位,区内构造复杂,褶皱、断裂发育,以南北向及北东向构造为主,东西向及北西向构造次之。区域断裂构造展布图如图2所示:
图2区域断裂构造展布图
3.3滑坡稳定性定性分析
该滑坡体最早发生于2020年9月14日,主要变形表现为滑坡后缘出现张拉裂缝并下陷形成错坎,滑坡体前缘北侧围墙被破坏,滑坡体堆积物堆积于坡脚已有挡墙平台上及挡墙下方排水沟内。2021年雨季滑坡区裂缝有加宽加长的趋势,滑坡后缘上方又出现了新裂缝,局部位置产生表层蠕动变形,滑坡处于不稳定~欠稳定状态,需要进行有针对性治理,以提升滑坡的整体性。
4、水文地质条件对滑坡的影响和破坏特征
4.1影响
水文地质条件对滑坡的影响主要表现在以下几个方面:
第一,当岩土体含水量比较大时,就会使岩土体的抗剪强度降低,这样就会使得滑坡稳定性降低。
第二,地下水会对滑坡的稳定性产生一定的影响,而地下水主要赋存于各种岩土体孔隙及裂隙中,在渗透力的作用下就会发生渗流。而渗流又会对岩土体产生一种冲击力,这样就会使岩土体失去原有的平衡状态。另外,如果岩土层中含有较大颗粒以及裂隙时,就会使得岩石发生破碎以及滑坡变形等。因此,地下水的作用加剧了滑坡的变形。
第三,渗流对山体滑坡的形成有很大的影响。山体滑坡是由于地表水、地下水、降雨等因素的作用,导致山体土体失去稳定性而发生滑坡。渗流作用是其中一个关键因素,它可以改变山体土体的力学性质,从而导致滑坡的发生和演化。具体来说,渗流作用会使山体土体中的水分增加,导致土体的含水量增加,从而降低土体的强度和稳定性。同时,渗流过程中还会产生一定的孔隙压力,进一步加剧滑坡体的不稳定性。此外,渗流过程中还会产生一定的应力,这些应力会导致山体土体发生变形和破坏,从而加剧山体滑坡的形成和演化。因此,对于山体滑坡的研究和预防,需要充分考虑渗流作用对山体土体稳定性的影响,采取相应的措施来减少渗流对山体的影响,以提高滑坡体整体稳定性 。
第四,地下水在渗透过程中会对坡脚以及滑体产生一定影响,这样就会造成坡脚受到压力而使滑体产生位移。而如果地下水渗透力较强时就会使坡体内产生大量的地下水浮力,这样就会使滑体发生滑动【2】。此外,地下水还会对滑坡体上形成一种附加压力以及附加弯矩作用,从而导致滑坡变形破坏。
4.2滑坡变形破坏特征
就案例工程而言,水文地质条件对滑坡造成的影响比较大,滑坡发生变形之后,周界比较明显,后缘位于废气蓄水池位置,前缘则位于坡脚挡墙墙顶位置,通过现场的深入调查,发现本工程滑坡体主要裂缝特征如表1所示:
表1 滑坡体主要裂缝特征表
裂缝编号 | 走向(°) | 延伸长度(m) | 裂缝宽度(mm) | 裂缝深度(cm) | 裂缝类型 |
L1 | 20 | 28 | 8~30 | 10~50 | 连通贯穿的张拉裂缝 |
L2 | 3 | 5.5 | 5~8 | 10~25 | 张拉裂缝 |
L3 | 345 | 5.8 | 2~5 | 5~10 | 张拉裂缝 |
L4 | 34 | 6.0 | 3~8 | 2~6 | 张拉裂缝 |
此外,在滑坡后缘出现了向外倾斜的“马刀树”(如图3所示),滑坡前缘修筑有毛石挡墙、排水沟,挡墙长度50m,截面宽度约为0.5~1.0m,目前运行良好,未见变形迹象【3】。因此,滑坡变形特征较为清晰。经现场调查该滑坡目前处于欠稳定~基本稳定状态,在暴雨地震等因素影响下将处于不稳定~欠稳定状态。
图3滑坡后缘马刀树图
5、滑坡治理措施及建议
5.1措施
针对本工程滑坡现状,为防止滑坡进一步变形危及滑体上农户生命财产安全,可采取如下措施来降低滑坡变形对学校及周围村民造成的影响。
1)在进行滑坡治理之前,需要在滑坡周围一定的安全范围内,拉起警戒线,设置醒目的警示标志,并编制地质灾害防灾预案,以及时解决滑坡治理中可能出现的安全问题,对滑坡进行动态的监测。尤其是在雨季加大监测频率,对滑坡前缘、陡坎、后缘、裂缝等需要定期巡查,一旦发现异常立即启动紧急避险预案。对滑坡和场地边坡需要委托第三方专业监测机构,合理选择监测点、监测数量、监测频率。
2)要适当减少或者是禁止滑坡区域内的各种工程活动,以免施工机械和爆破振动,引起滑坡滑塌问题。
3)加强对滑坡的临时处理,比如:尽快封填滑坡区域内的裂缝,以免地表水下渗,引起滑坡进一步变形破坏。并沿着现状滑坡周界开挖环向截排水沟,并将截排水沟接入到前缘挡墙排水沟中,形成平面排水系统,以便及时排除地表水及大气降水。
5.2建议
为提升滑坡的稳定性,防止滑坡发生蠕滑,影响周围环境和居民的安全,针对本工程所在区域的水文地质条件,以及边坡的稳定性,可采用“放坡+锚杆格构+截排水”相互结合的方法来对滑坡进行加固。
放坡:滑坡治理是一种通过对滑坡体进行加固和削弱的方法,以减缓滑坡的速度和稳定性。放坡是指在滑坡体上开挖一个平台,将滑坡体的高度降低,从而减轻滑坡的冲击力和稳定性。
锚杆格构+截排水:这个方案是将锚杆和格构技术结合起来,用于增强滑坡体的稳定性和阻滑性。锚杆是一种用于加固和稳定岩土体的材料,而格构则是一种用于增强岩土体稳定性的结构形式。截排水是一种用于防止滑坡体渗水和滑坡的方法。
在进行滑坡治理中需要注意以下事项:
1)滑坡治理方案需要根据具体的水文地质条件和滑坡的变形要素进行设计和实施。
2)在进行滑坡治理时,需要考虑环境保护和生态修复等因素,尽可能减少对周围环境的影响。
3)在进行滑坡治理时,需要遵守相关的法律法规和安全规程,确保施工过程中的安全和质量。
【结束语】
综上所述,滑坡是一种常见的自然灾害,会对周围的生态环境以及居民的生命财产安全构成严重威胁,因此,必须要采取有效措施来进行滑坡治理。因此在滑坡治理过程中,更要对水文地质进行深入研究,这样才能够有效保障滑坡治理的有效性以及安全性。这需要相关工作人员结合工程实际来采取科学合理的设计及治理措施,这样才能够保障滑坡治理效果,并为经济发展奠定坚实基础。
【参考文献】
[1]雷学军.基于西南地区滑坡灾害的滑坡治理方案研究[J].建筑技术开发,2022,49(19):153-155.
[2]胡军伟,张朝辉,李其良,乌云飞.滇西南地区楔形体岩质滑坡变形破坏机制分析及治理研究[J].公路,2022,67(05):85-89.
[3]杨宇祥.水文及工程地质勘察在滑坡灾害治理工程中的应用[J].世界有色金属,2021(21):189-190.