崩塌滑坡的工程治理探索
2014-12-09唐山
唐山
摘 要:崩塌和滑坡会造成严重的生态环境破坏和生命财产损失。我国幅员辽阔,地理环境复杂,崩塌滑坡地质灾害发生频繁,严重影响国民经济建设和人民群众的安居乐业,加强崩塌滑坡的治理十分必要。文章在简单介绍崩塌滑坡基本形态和诱发因素的基础上,详细介绍几种工程治理措施,供有关人员参考。
关键词:崩塌;滑坡;排水;抗滑
1 崩塌和滑坡概述
崩塌就是指陡坡上的岩石、土体等失稳,突然脱离母体向下坍塌现象,这种地质灾害又被称为塌方,多是突发性的,由于灾害发生时猝不及防,故而往往会造成严重的人员伤亡,带有严重社会影响。滑坡则是指山坡上的土体、岩石等在雨水的冲刷、地下水的浸润、人工削坡以及自身的重量作用下发生的沿着某一软弱面顺坡整体向下滑动的地质现象,其会造成严重的房屋倒坍、人员伤亡,给附近人民群众带来严重的生命财产危害,给附近经济建设造成重大影响。
2 崩塌与滑坡的诱发因素
2.1 地形地貌影响
地形地貌对崩塌、滑坡的影响最大,其自身条件决定了该地发生崩塌、滑坡地质灾害的可能性大小以及危害程度。在这里,斜坡的陡峭程度对崩塌、滑坡的影响也较大,陡峭程度越高,那么其临空卸载能力就越大,也就越容易发生崩塌、滑坡灾害。一言以蔽之,脆弱的地形地貌条件是崩塌、滑坡灾害发生的根本原因。
2.2 地震影响
某地发生地震后,会带来一系列的连锁反应,如:地下岩层的位移以及断裂,进而作用在地表就是斜坡的惯性发生变化,斜坡更加不稳定,增加崩塌、滑坡发生的可能性。当然,地震发生也会造成地表的裂隙和变形,使得斜坡的土石力学强度降低,导致地下水位上升,地表水流向发生变化,长时间影响下就会导致崩塌、滑坡地质灾害的发生。
2.3 地层类型影响
崩塌、滑坡地质灾害多发生于节理发育好、风化程度强的岩层地区,如:我国的广东梅州就经常发生岩石风化成碎石块,进而导致崩塌、滑坡灾害的发生,正是因为该地岩层风化严重,且土壤的含砂量大,土质黏性差。因此,地层类型也是崩塌、滑坡发生的诱因之一。
2.4 水的影响
当水渗入岩体中后,岩体的硬度和粘性会有所降低,且水渗透得越多,岩体中就会出现越多的裂缝,进而影响到岩体的外倾结构面,尤其是岩体中的薄层粘土遇到水后会变成岩体的润滑剂,降低岩体的抗剪强度。当岩体中的含水量超过一定界限时,会导致崩塌灾害的发生。另外,土体在水的浸泡作用下会逐渐软化,从而诱发滑坡灾害。
2.5 人为因素影响
除了上述自然因素外,人的活动等人为因素也是崩塌、滑坡的诱发因素之一。如:人对自然的过度开垦、伐木、开荒等破坏大自然的生态系统,是诱发崩塌、滑坡发生的根源。另外,工程建设活动中,为获取填充物,人们会在斜坡上开挖土体,而开挖的不均衡性会导致崩塌、滑坡的发生。
3 工程治理措施
崩塌、滑坡地质灾害是多种因素交互作用下的结果,而人的活动则是导致崩塌、滑坡发生的最直接因素,为预防崩塌、滑坡灾害,维护人民群众生命财产安全,采取必要的工程治理措施是十分必要的。综合崩塌、滑坡的诱发因素,笔者认为可从排水和支挡两个方面来做好崩塌、滑坡的工程治理。
3.1 排水措施
第一,排除地表水。滑坡的发生与地表水联系密切,故而设置有效的地表水排水系统对于治理滑坡有积极作用,尤其是在浅层滑坡中,地表水排水系统的治理效果非常好。在地表水排水上,常用的方法是:在滑坡可能发生位置边界的5m外设置一条或多条环形截水沟,拦截斜坡上的地表水。一般来说,沟底宽度和沟深一般不超过0.6m。当然,有的还可以在滑坡边缘修筑明沟,直接向滑坡两侧排水。
第二,排除地下水。地下水的渗透对崩塌、滑坡的影响众多,排除有害的地下水成为治理崩塌、滑坡的重要措施之一。常用的方法有:截水盲沟、支撑盲沟、垂直孔群等。截水盲沟就是指在崩塌、滑坡可能发生位置边缘5m范围外的稳定地段布置一个环形或折线形的、与地下水流向垂直的盲沟,其主要作用是截留住流向灾害发生位置的地下水。盲沟分为集水和排水两个部分,沟底宽度一般在1m范围内,而基底则要埋入到补给滑带水最底层含水层下的不透水层中,并且,在盲沟的转折点或直线地段每隔30-50m设置一个检查井,便于清淤和维修。支撑盲沟是一种具有排水和支撑作用的排水工程设施,它一般布置在平行于灾害发生点地下水滑动方向的地下水露头处,其宽度一般在2-4m之间,而基地则砌筑在滑动面以下0.5m的稳定地层中,形成2%-4%的排水纵坡。垂直孔群是一种用钻孔群穿透滑动面,使滑坡体内储藏的地下水转移到下伏强透水层中,进而将水排走的一种工程措施。垂直孔群一般布置在地下水集中部位和供水部位,采取成排的布置方式,而孔群的方向则与地下水流向垂直,排与排的间距为孔与孔间距的1.5-5倍之间。每个孔的出水量应大于钻孔的实际涌水量。而且,每个孔都必须打入滑动面以下的强透水层中,从而起到钻孔排水的目的。
3.2 支挡工程
由于失去支撑而引起的崩塌、滑坡来说,修筑相应的支挡工程有助于增加其重力平衡条件,促进崩塌、滑坡迅速恢复稳定,下面介绍几种支挡工程,如:抗滑桩、抗滑垛、锚固桩等。
第一,抗滑片石垛,是通过垒砌石块来阻止岩体、土体等的下滑,起到稳定的效果。对于下滑力较小、且周围场地大、又有便宜的石料的场合下,采用抗滑片石垛能起到良好的稳定支挡效果。一般来说,将抗滑片石垛的基础埋置在可能形成的滑面以下0.5-1m处,用石块或混凝土砌成厚约0.5m的基础,然后平行于基底分层砌筑石块,并使石块之间相互咬紧,当然,还需在垛后放置砂砾滤层,便于抗滑片石垛的透水。
第二,抗滑桩,其能保证桩间土体不会从桩间滑走或是因桩高不够而从桩顶滑出。抗滑桩一般设置在滑体的中下部,保证桩身有足够的强度和锚固深度,桩高以及桩间距离也需进行精密计算获得。一般来说,抗滑桩的施工方法有打入法、钻孔法、挖孔法这三种,第一种方法多用于浅层粘性土和黄土中,直接用木槌将钢管桩、钢轨桩等打入,非常简单。而在中厚层的滑坡中,可用钻孔法和挖孔法施工。
第三,锚固。在软弱结构面钻孔,钻深入完整岩体中的孔,然后在孔中插入钢筋、钢棒、钢索等,回填混凝土,提高岩体的摩擦阻力、抗剪强度以及整体性,这种方法就被称为锚固。其中,锚杆就是指钻凿岩孔,然后在岩孔中插入一根钢筋,并灌注水泥砂浆,在砂浆硬化后钢筋就锚固在围岩中了,这种锚固法能有效控制围岩的岩体变形,防止岩体的坍塌和滑动,在这里,插入岩孔并锚固在围岩中的钢筋就是锚杆,其具有悬吊作用、组合作用、加固作用等。预应力锚索是由钻孔穿过软弱岩层,将锚杆的一端固定在坚硬的岩层中,另一端则进行张拉,对岩层施加压力,增强不稳定岩体的稳定性,这种方法被简称为锚索,其应用广泛,一般由幅度锚头、锚索体和外锚头组成。
4 结束语
总之,找到崩塌、滑坡发生的诱因后,并在灾害发生前采取相应的治理措施,能有效避免灾害发生,并减小灾害发生后的影响。只有掌握崩塌、滑坡的工程治理措施,我们才能在灾害发生后立即救援,最大限度减少危害,并在后期做好生态系统保护等工作。
参考文献
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