东明寺山体滑坡稳定性及危害性影响浅析
2015-02-23凌峰平彭正
■凌峰平 彭正
(中电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江华东建设工程有限公司 浙江杭州 310030)
东明寺山体滑坡稳定性及危害性影响浅析
■凌峰平 彭正
(中电建集团华东勘测设计研究院有限公司浙江华东建设工程有限公司 浙江杭州 310030)
该滑坡受人类工程活动和强降雨影响,对坡脚扪云楼内、無塵殿修行僧人和公路上过往游人、车辆构成严重威胁,通过对工程区域内地层岩性、地质构造、滑坡发育特征和成因条件等进行分析。在定性分析的基础上运用传递系数法对滑坡稳定性加以试算,指出滑坡处于欠稳定状态。结合区内地质灾害发育特点和坡体结构特征,提出了采用挡墙、削坡、系统锚杆及截排水沟相结合的设计方案,对滑坡防治起决定性作用。
滑坡稳定性传递系数法危害性
1 前言
东明寺位于余杭区良渚街道东明山森林公园内,东明寺是著名的千年古刹,余杭区重点打造推荐的旅游景点之一,近年来随着休闲旅游的人数逐年增加,东明寺周边的人类工程活动越来越频繁。滑坡位于余杭区良渚街道东明山森林公园内东明寺北侧低山丘陵斜坡,2013年10月7日受“菲特”台风带来的强降雨影响,东明寺北侧山体发生了滑坡,造成东明寺通往外面的公路中断,并造成扪云楼门窗被砸,厨房涌入大量的碎块石、泥沙等,严重影响东明寺寺庙内僧人日常生活。存在再次滑坡的地质灾害隐患,受威胁对象为东明寺内無塵殿、扪云楼及公路过往游人、车辆,东明寺修行僧人约27人,威胁财产共计约600万元。本文针余杭区良渚街道东明山森林公园内东明寺北侧低山丘陵山体滑坡开展了详细的工程地质勘查工作,分析其成因,并提出合理的综合治理措施。
2 区域工程地质概况
2.1 地形地貌
勘查区位于位于余杭良渚街道东明山森林公园内东明寺北侧低山丘陵斜坡,地形起伏较大,区内最高峰海拔317.65m,东明寺無塵殿海拔约228m,殿址处呈台阶状。位于一个向东南开口的山凹中,西北、西南及东北三侧地势相对较高。山坡自然地形坡度20~35°,局部地段坡度较陡约50~65°,区内植被发育,主要以毛竹、乔木、灌木为主,植被覆盖率在90%左右。
2.2 地层岩性
勘查区出露地层主要为白垩系黄尖组和第四系地层。前第四系地层岩性白垩系黄尖组晶屑凝灰岩。第四系土体主要分布于表部,按成因可分为2类:①残坡积层:分布于缓坡及坡麓一带,岩性主要为含碎石粉质粘土,厚度一般在1.0~2.5m。②滑坡堆积物:主要为原坡残积、坡积含粘土碎石土、碎石土及粘性土,可见厚1~3m。
2.3 地质构造与区域稳定性
勘查区大地构造上属钱塘江台褶带中的余杭—嘉兴台陷,根据物探资料,工程区处于马全~乌镇深断裂的东南侧。工程区范围内无断层通过,但受深断裂影响,节理裂隙较发育,大致有走向北东和北西二大组,地层受构造的影响总体表现为岩体节理裂隙较发育。
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),滑坡区地震动峰值加速度为0.05g,相当于地震烈度VI级区,属区域地壳基本稳定区。
2.4 人类工程活动对地质环境的影响
勘查区主要人类工程活动为开挖、回填建寺和削坡修路,削坡建寺山体开挖形成的最大边坡高度6~10m,并修建干砌块石挡墙,对地质环境的影响较强烈;削坡修路开挖形成的边坡坡度40~65°,现状边坡未进行处理,开挖边坡为岩土混合边坡,局部地段坡面岩土体结构松散,在雨季、台风季节等灾害性天气等不利因素影响下,不利于边坡稳定,因此工程区人类工程活动强烈。
3 滑坡体特征
根据野外调查,滑坡平面形态上总体呈弧形(图1),主滑方向为140°,滑坡后缘壁下错0.5~1.0m,滑坡体平面投影长约28m,前缘宽约16m,后缘宽约14m;圈定坡面潜在滑动面积约600m2,潜在方量900~1200m3,滑带土为含粘土碎石土、碎石土,厚度约10~20cm,滑坡体厚度2~3m,属浅层小型土质滑坡。
滑坡已导致坡脚堆积了大量的堆积体,扪云楼北东侧和北西侧一带(图2),主要由碎块土组成,碎块石土稍密~中密,块石含量约20%,碎石含量30~50%,块径2~10cm,棱角状,可见厚1~2m,堆积物面积约150m2,体积约150~300m3。
图1 滑坡地形地貌
图2 堆积体及扪云楼
4 滑坡成因及稳定性分析
4.1 滑坡成因分析
(1)滑坡整体处于斜坡上,地形坡度20~35°,是滑坡形成的有利地形条件。
(2)滑坡斜坡地层表部为残坡积含碎石粉质粘土,下伏基岩为白垩系下统黄尖组晶屑凝灰岩,全风化层深厚,全风化岩土局部粘性土含量高,软塑~可塑,强度低、遇水极易软化,土质性能差。
(3)公路建设对边坡坡脚进行了开挖,开挖边坡较高陡,形成了陡倾临空面,减少了坡脚的有效抗力,破坏了土体原有的平衡状态。
(4)斜坡松散覆盖层和全强风化破碎岩层透水率高,降雨条件下雨水下渗,雨水一方面增大了土体的容重、静水压力和动水压力,同时滑坡体组成物质碎块石和粘土比例不均一,雨水下渗到粘土含量较高的地层后富集,使岩土软化,抗剪强度迅速降低,从而起到“润滑剂”的作用,从而导致边坡土体变形破坏。同时地下水主要沿滑面渗流,动水压力的作用,加剧了滑坡体进一步变形。
4.2 滑坡岩土力学参数
本滑坡滑动带岩土为粉质粘土、含碎石粉质粘土,根据工程地质勘察资料,通过土工试验和试验数据,对各岩土层的统计结果进行分析比较,并结合当地地工勘经验,给出各岩土层主要物理力学性质指标表1。
表1 岩土体物理力学参数
4.3 滑坡稳定性计算
本次勘查滑坡稳定性计算按传递系数法对滑坡稳定性加以试算,计算公式按折线型公式计算,计算软件为理正,选一条代表性剖面图(图3)作为计算对象,考虑天然正常工况和暴雨不利工况(短时强降雨条件下)两种工况。稳定系数Kf计算公式如下:
其中:
式中:Fs—稳定系数
Wi—第i条块的重量(kN/m);Ci—第i条块的内聚力(kPa);Φi—第i条块内摩擦角(°);Li—第i条块滑面长度(m);ai—第i条块滑面倾角(°);βi—第i条块地下水流向(°);
A—地震加速度(重力加速度g);
ψj—第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i),即
图3 滑坡稳定性计算剖面图
4.4 滑坡稳定性计算结果及评价
根据滑坡稳定性计算结果(表2)与现场动态观察,该斜坡在公路边坡开挖而又未及时支护的情况下,斜坡的稳定性已发生了明显的变化,说明当前滑坡天然正常工况处于欠稳定状态;暴雨不利工况下处于不稳定状态。
5 滑坡危害性分析
滑坡造成通往無塵殿的公路被堵,堆积大量碎块土;滑坡造成扪云楼厨房被毁,房子拐角被砸一个洞(2m×2m),无人员伤亡,直接经济损失约30万。在降雨因素影响下有可能再次产生滑坡地质灾害,对东明寺扪云楼、無塵殿、公路存在安全隐患,目前在扪云楼、無塵殿内修行的僧人约27人,东明寺内受威胁财产共计约600万元。滑坡对公路的主要危害对象为游客、车辆等,危害对象不固定的,存在不确定因素,如再次发生地质灾害,对东明寺的社会影响巨大,因此,确定危害程度中等。
表2 滑坡稳定性计算结果表
6 工程防治措施
根据滑坡区工程地质测绘、勘探以及滑坡稳定性分析评价,在暴雨工况下处于不稳定状态。为保障滑坡前缘东明寺内财产和生命安全,提出以下几点建议:
(1)滑坡坡脚清除堆积体,坡顶采取削坡,削坡至强风化晶屑凝灰岩面,清除坡面松动岩体。
(2)坡脚公路内侧设置挡墙,挡墙每隔10~20m位置设伸缩缝一道,挡墙布置泄水孔,并保证基槽边坡稳定。
(3)坡面采取系统锚杆进行支护,坡顶坡脚设置截排水沟。
7 结束语
滑坡给人类所带来的危害是巨大的,并严重制约着社会的快速发展,相关部门人员应引起重视,采取切实可行的有效措施;作为治理滑坡的技术人员,有责任和义务去研究和治理滑坡,从而减少滑坡的发生和降低因滑坡造成的损失,推动社会的持续稳定健康发展。
建议在未彻底整治地质灾害及隐患之前,应作好监测巡查工作,注意观察滑坡体及周边的变形滑坡情况,并做好相关记录工作,做到有灾先预报。在施工工程中实施信息施工、动态设计及动态管理原则。
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P694[文献码]B
1000-405X(2015)-10-342-2
凌峰平(1981~),男,本科,工程师,研究方向为水工环地质、地质灾害、地下水等。