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浅谈滑坡的形成与治理

2011-08-15白建伟

水利建设与管理 2011年5期
关键词:坡脚滑坡体坡体

白建伟

(山西省五台县唐家湾水库管理处 忻州 035500)

1 滑坡的形成条件

1.1 滑坡的概念

滑坡是指斜坡上的岩土体,在重力作用及其他因素的影响下,沿着一定的软弱面或软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。

1.2 滑坡的形成条件

滑坡的形成条件包括地形条件和地质条件。

1.2.1 地形条件

统计表明:滑坡主要发生在20°~45°的山坡上,大于45°的山坡多崩塌而少滑坡,缓于20°的滑坡也较少,有些软弱层可能只有10°左右。一般江、河、湖(水库)、海、沟的斜坡,前缘开阔的山坡、铁路、公路和工程建筑物的边坡等都是易发生滑坡的部位,边坡坡度远大于10°。

在河谷两岸,峡谷区多崩塌而少滑坡,在宽谷区则多滑坡而少崩塌。有时更多见于宽谷与峡谷的交界部位和河流的冲刷岸(凹岸)。

平顺的直线坡一般稳定性好,很少发生滑坡。上陡下缓的凹形坡也较稳定,但若是滑坡堆积地形则潜在不稳定。

支沟与主沟交汇处的山坡常因双向切割侵蚀,而容易发生滑坡。

1.2.2 地质条件

a.岩土类型。岩土体是产生滑坡的物质基础。一般来说,各类岩土都有可能构成滑坡体,其中结构松散,抗剪强度和抗风化能力较低,在水的作用下其性质能发生变化的岩土,如松散覆盖层、黄土、红粘土、页岩、泥岩、煤系地层、凝灰岩、片岩、板岩、千枚岩等及软硬相间的岩层所构成的斜坡易发生滑坡。

b.地质构造。组成斜坡的岩土体只有被各种构造面切割分离成不连续状态时,才有可能向下滑动。同时,构造面又为降雨等水流进入斜坡提供了通道。故各种节理、裂隙、层面、断层发育的斜坡,特别是当平行和垂直斜坡的陡倾角构造面及顺坡缓倾的构造面发育时,最易发生滑坡。

c.坡体结构。除岩性条件、地质构造外,坡体地质结构是坡体滑坡的控制条件,即坡体中的各种岩土层和结构面(如层面、节理面、片理面、接触面、断层面、不整合面、老地面等)的性状及其与临空面的关系。研究表明:当岩层或滑动面的倾向与临空面走向垂直时最易滑动,夹角小于45°时就不易滑动。

d.水文地质条件。地下水活动在滑坡形成中起着主要作用。它的作用主要表现在:软化岩土,降低岩土体的强度,产生动水压力和孔隙水压力,潜蚀、溶滤岩土,增大岩土容重,对透水岩层产生浮托力等,尤其是对滑面带的软化作用和降低强度的作用最突出。

2 滑坡的作用因素

具有滑坡条件的山坡或边坡是否会发生滑坡,与促使滑动的作用因素有关。

促使滑坡形成的因素分两大类:一类是自然因素,如地震、降水、河流冲刷坡脚、河流水位升降及自然崩塌加载等;另一类是人为因素,如开挖坡脚、坡上堆载、水库水位升降、灌溉水下渗、采空塌陷、爆破振动和破坏植被等。

2.1 自然因素

2.1.1 新构造运动和地震

新构造活动使地壳不断隆升,河流下切加大,山坡相对高度和陡度加大,稳定性降低,易产生滑坡。同时,新构造活动区也是地震多发区,高烈度区地震的频繁发生,使斜坡应力状态发生多次改变,岩体破碎、裂隙张开、地表水下渗、滑动面强度降低,使坡体容易滑动。

2.1.2 气候

气候主要指降水条件、风化条件和植被条件。多雨而降水量大的地区,风化深度也大,因而滑坡较多。植被较好的地区,地表水下渗量减少,对滑坡的发生有抑制作用。

2.1.3 河流冲刷

河流的下切和侧蚀冲刷,既增加了斜坡的高度,又削弱了坡脚的支撑力,改变了斜坡的应力状态,造成坡脚剪应力集中而容易破坏,由河岸坍塌而引起坡体滑坡。

2.1.4 河水位变化

河水位的变化主要是改变了坡体内的水文地质条件,水位上升时造成地下水位抬升,潜在滑动带浸水范围扩大,强度降低,减小了阻滑力;水位突降时产生动水压力,增大了下滑力。

2.1.5 自然崩塌加载

许多堆积土石滑坡的物质来自于山坡上部或两侧陡坡的崩塌堆积,崩塌加载增大了下滑力。

2.2 人为因素

2.2.1 坡脚开挖

在斜坡上开挖形成边坡而引起古老滑坡复活或新生滑坡,主要是削弱了坡脚的支撑力,改变了坡体的应力状态和地下水的渗流场。

2.2.2 斜坡上堆载

斜坡上堆载,主要是增加下滑力,在地下水发育的地段可能因填土而改变了地下水的渗流通道,造成地下水壅高,引起填堤沿老地面整体或局部滑动,更多的填土连同下伏土层沿坡体中的软弱带一起滑动。

2.2.3 水库水位变化

水库水位的变化改变了岸坡岩土体的水文地质条件,塌岸是正常现象,但对有潜在滑动条件的岸坡和已存在的古老滑坡,由于滑动带岩土体的浸水范围扩大,阻滑力减小,会造成新滑坡的发生和古老滑坡的复活。

2.2.4 灌溉水下渗

灌溉水下渗,改变了岩土体水文地质条件,时间久了就会使渗漏处地下水位抬升,向岸边渗流,降低了岩土体的强度,足可引起新生滑坡或古老滑坡的复活。

2.2.5 采空塌陷

煤矿和其他金属矿区采空塌陷造成坡体应力变化,也会引起具备条件的滑坡产生。

2.2.6 爆破震动

爆破震动,虽不如地震影响大,但对局部边坡的稳定性不可忽视。大的爆破不仅削弱了坡脚支撑力,而且破碎和扰动了岩土体,造成坡体松弛,使地表水更易渗入软化软弱带引起滑坡。

3 防治滑坡的主要工程措施

防治滑坡应当贯彻“早期发现、以防为主、防治结合”的原则,针对引起滑坡的主导因素,找出影响滑坡的因素及相互关系,多种方法协调运用。目前防治滑坡的工程措施很多,归纳起来可分为三类:ⓐ消除或减轻水的危害;ⓑ改变滑坡体的外形,设置抗滑建筑物;ⓒ改善滑动带的土石性质。其主要工程措施简要分述如下。

3.1 消除或减轻水的危害

3.1.1 排除地表水

排除地表水是整治滑坡不可缺少的辅助措施,而且应该首先采取并长期运用的措施。地表排水建筑物分为滑坡体内、滑坡体外两种,滑坡体外的建筑物如截水沟,修筑目的在于拦截、引离滑坡区外的地表水、地下水,使其不进入滑坡体;滑坡体内的建筑物如排水沟,其作用是将降落在坡体上的雨水、出露的泉水尽快汇集、引离,使其不渗入到滑坡体内。

3.1.2 排除地下水

对于地下水,可疏而不可堵。修筑地下排水系统,目的在于疏干滑坡体内地下水,截断、引出滑动面附近的地下水,从而提高坡体土的强度,降低土的容重,减小地下水动水压力,以增强滑坡体的稳定性。其主要工程措施如下:

a.拦截地下水的建筑物。如截水明沟、截水渗沟和截水廊道。

b.疏干地下水的建筑物。如边坡渗沟、疏干廊道、垂直钻孔排水、支撑渗沟和渗水暗沟等。

c.降低地下水的建筑物。如纵横向渗沟、排水廊道。

3.1.3 防止河水、库水对滑坡体坡脚的冲刷

主要工程措施是:在滑坡体上游严重冲刷地段修筑促使主流偏向对岸的“丁坝”;在滑坡体前缘抛石、铺设石笼、修筑钢筋混凝土块排管,以使坡脚的土体免受河水冲刷。

3.2 改变滑坡体外形,设置抗滑建筑物

3.2.1 卸荷减载

对推动式滑坡或者由于错落转化而成的滑坡,具有上陡下缓的滑动面,后部主滑段对滑坡的发展起着决定性的作用,可采用在主滑段减重的措施,减小滑坡的推力。但在滑体或滑带土具有卸载膨胀开裂特性的情形时,不宜采用减重措施。

3.2.2 修筑支挡工程

因失去支撑而滑动的滑坡或滑坡床陡、滑动可能较快的滑坡,采用修筑支挡工程的办法,可增加滑坡的重力平衡条件,使滑体迅速恢复稳定。支挡建筑物种类有抗滑片石垛、抗滑桩、抗滑挡墙等。

3.3 改善滑动带的土石性质

可采用坡面防护、混凝土格构地梁、边坡锚固、焙烧、爆破灌浆法等方法对滑坡进行整治。

由于滑坡成因复杂、影响因素多,因此需要上述几种方法同时使用综合治理,方能达到目的。

4 结语

滑坡是一种常见的地质灾害,其频发性与严重性都相当惊人。根据上述分析,滑坡的发生,固然有其本身的自然因素,但有时人为因素也会引发滑坡,因此我们不仅要研究滑坡存在的各种自然因素,采取相应的工程措施,同时也要爱护赖以生存的气候环境、生态环境、水环境等自然环境,与大自然和谐相处,最大限度地减少滑坡的发生。

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