宝兴县陇东镇先锋村滑坡危害性预测与治理措施研究
2019-01-03李强刘学凤
李强 刘学凤
摘要:先锋村滑坡位于一凹形逆向古滑塌体上,其平面形态呈不规则扇形,剖面形态上呈台阶状。滑坡总体地势上呈西高东低,滑坡体上共分布1#、2#、3#、4#、5#、6#共六个次级滑坡体。滑坡危害对象等级为一级,危害程度为特大级。先锋村滑坡治理工程方案采用分期分区思路实施,一期治理区域为2#次级滑坡前缘、4#次级滑坡前缘、古滑坡前缘及1#、3#、6#次级滑坡范围,二期治理区域为2#和4#次级滑坡中部及古滑坡中部范围。研究成果对防灾减灾具有很重要的参考价值。
关键词:陇东镇先锋村滑坡;危害性预测;治理措施;宝兴县
先锋村滑坡分布范围广,通过本次调查工作在滑坡体上共分布1#、2#、3#、4#、5#、6#共六个次级滑坡体。先锋村古滑坡的形成演化过程是在强烈的地质构造作用、有利的岩土体结构、地下水作用和良好的临空面等形成条件作用下,受到降雨、河流冲刷、地震和人类工程活动等因素的影响,通过岩层倾倒弯曲变形、倾坡外的节理裂隙面形成不连续面、不连续面贯通形成滑动面、蠕滑拉裂形成滑动,且多以多级多期、缓速下滑的方式产生牵引式的破坏,这也从目前2#和4#次级滑坡体变形历史及其两永路一侧钻孔揭露的古河床得到印证。
1.滑坡稳定性分析评价与发展趋势
1.1滑坡稳定性分析
根据现场房屋、地表变形调查及访问,古滑坡在前缘西河河水冲刷牵引作用和后缘崩塌不断加载作用下,同时受到两次大地震的影响,斜坡及坡上建筑物有不同程度变形,在经过一段时间应力调整后,又趋于稳定状态。两次地震对斜坡均岩土体及地表建筑均有不同程度影响,如地表出现裂缝、墙体开裂等,有利于地表降雨下渗,对滑带进行软化、泥化等。目前除了4#次级滑坡右前缘和2#次级滑坡前缘出现复活外,其古滑坡中部在天然状态下处于稳定状态,在前缘西河河水侧蚀作用、暴雨和地震等外界因素激发下,可能导致古滑坡前缘局部地段失稳滑动。
1.2滑坡发展趋势分析
先锋村古滑坡经历过蠕滑拉裂过程,目前正处于稳定状态。根据本次地面调查及各种变形体不同时期的照片遥感资料对比,尤其是经历了“5·12”和“3·20”两次大地震后,坡体结构更加松散,水体人渗更快更强,同时后壁箱子石危岩和花石包危岩经常形成崩塌体对后缘形成加载,前缘西河一直在对坡脚进行下切侵蚀,表明古滑坡正处在应力累积阶段,在前缘西河河水侧蚀和遭遇暴雨或地震时,5个变形显著的次级滑坡将首先失稳而产生滑移破坏,而古滑坡前缘局部地段将可能失稳滑动。
2.滑坡危害性预测
2.1堵塞西河的可能性分析
目前先锋村古滑坡处于稳定状态,考虑到暴雨或地震情况时,本次调查工作对其是否堵塞西河进行了相关分析。
参考泥石流堵河分析,先锋滑坡堵塞西河的可能性主要取决于前缘与西河的走向关系、主河的河形及侵蚀强度,具体为主河宽度、纵比降、主沟流量、流速和输沙能力等特征,滑坡坡体重度和物质成分特征,滑坡一次垮塌历时、一次堆积量等运动学特征等因素。以下主要根据一次滑坡堆积规模、主河流量和前缘滑体底部坡度三方面分析。
(1)-次滑坡堆积规模
根据勘查报告结论,先锋滑坡前缘陡坡与西河直接相连,在滑坡变形破坏后,滑坡堆积物将直接进入西河参与堵江,因此参考有关数据,结合本次调查中,西河最高洪水位高4m,河道最宽处60m,则先锋滑坡堵塞最高洪水位时西河的最小規模应不低于3000m3。
(2)主河流量
根据勘查报告结论,西河由于发电引水34m3/s,目前西河最大流量为60m3/s,,假定滑坡前缘某一部位一次堆积量3000m3到西河中,历时Imin,则西河将堵塞;历时5min,则西河基本被堵塞;历时5min以上,则西河不堵塞。
(3)滑体底部坡度条件
根据计算滑体剖面,前缘临河侧滑坡底部纵坡比约为0.105,略高于堵河所需纵坡,结合堵河所需滑坡堆积规模及主河流量得出,从定量分析角度来看,先锋村古滑坡堵塞西河的可能性完全存在,且在发生稍大规模垮塌量(Smin内超过3000m3的滑坡堆积量)时就很可能形成堵河。
先锋村滑坡西河段老河床位置均低于现代河床位置,其中ZK7处老河床低于现代河床约15m,ZK35、ZK36、ZK22等处老河床均低于现代河床7m以上,并与物探解译结果吻合,表明这几个地段在古滑坡蠕滑拉裂过程中堵塞过西河,导致现代河床位置抬高并外移。
2.2后壁危岩的危险性分析
本次调查工作中,在先锋村滑坡后壁上还分布着箱子石危岩和花石包危岩,其中箱子石危岩位于后壁次级分水岭下方,可见古拉陷槽,宽20cm-30cm,延伸长30m-50m,碎块石填充,目前箱子石危岩体分布高程2005m-2086m,危岩区平面上呈长条形,宽约65m,高约80m,坡度75°-85°,花石包危岩体分布高差2040m-2056m,危岩区平面上呈长条形,宽约lOm-12m,高约15m-20m,坡度75°-80°,两个危岩体出露基岩均为泥盆系中统泥质灰岩,构造结构面裂面多平直光滑,局部凹凸不平,层面多闭合,构造结构面多张开,少量充填碎石及岩屑,岩层产状321°∠48°,卸荷裂隙产状为95°-100°∠80°-90°,构造裂隙、卸荷裂隙发育,切割危岩块体块径一般2m-4m。这两处危岩区岩体破碎,并且多处可见拉张裂缝宽0.3m-5m,延伸长度50m-80m,易形成较大面积的整体滑移或倾倒式破坏,目前处于欠稳定一基本稳定状态,在暴雨或地震工况下处于不稳定一欠稳定状态。
针对其危险区位置及危岩体基本特征,由于落石区分布在第三级缓坡平台上,因此箱子石危岩和花石包危岩建议工程治理措施为受威胁农户后侧修建拦石墙。
2.3潜在威胁对象
若滑坡继续变形破坏,将致使农户重建好的房屋遭到破坏,给刚刚遭受地震创伤的老百姓的心理再增添一道严重的伤口,会造成严重的社会矛盾和不稳定因素,而且该滑坡若发生滑动,不仅对滑坡体上居民造成生命财产安全,还会危及河对岸老场村一组村民的安全,也有堵塞西河形成堰塞湖危及下游陇东镇甚至五龙乡和穆坪镇的可能,威胁程度高,后果十分严重。该滑坡危害对象等级为一级,危害程度为特大级。
3.治理措施
考虑整个治理工程工程量大、投资大等问题,经业主、专家等各方研究决定,对先锋村滑坡治理工程方案采用分期分区思路实施,一期治理区域为2}}次级滑坡前缘、4#次级滑坡前缘、古滑坡前缘及1、3、6#次级滑坡范围,二期治理区域为2#和4#次级滑坡中部及古滑坡中部范围,具体内容如下:
3.1一期阶段
主要内容包括2#次级滑坡前缘A型抗滑桩板墙和防冲肋坎,4#次级滑坡前缘Z型抗滑桩板墙、土方回填、格构锚固工程、D型抗滑樁和三段挡土墙,古滑坡前缘三段护岸堤,1#次级滑坡A型抗滑桩、3#次级滑坡E段挡土墙和6#次级滑坡D段抗滑挡土墙,对2#滑坡强变形区进行截排水沟设计,同时对原4#次级滑坡截排水沟进行修复,除此之外还包括周期两年的监测预警工作。
3.2二期阶段
主要内容包括2#次级滑坡二级支挡工程及公路修复、4#次级滑坡二级支挡工程及公路修复、古滑坡后缘P1段排洪槽、古滑坡中部P2段排洪槽。
其中一期治理工程主要为滑坡及次级滑坡前缘第一级支挡,主要建设目的是确保两永路的安全,对西河不发生灾难性堵溃事件;第二期治理再考虑滑坡中下部两永路外部实施二级支挡工程以及对垮塌公路进行恢复”,本次工作只针对第一期工程进行具体设计。
一期阶段具体设计思想和工程布置如下:
(1)古滑坡前缘临河侧护岸堤,根据水务部门提供的历史最高洪水位,结合现场调查访问附近村民先锋村三组冯铁贵、老场村一组余福康、姜阳春等人情况,确定历史最高洪水位和冲刷深度确定侧墙的有效高度与基础埋深。A、B、C三段护岸堤侧墙净高5.Om,顶宽l.Orri,基础埋深2.5m,墙背坡垂直,墙面坡比1:0.3,墙底水平,墙趾宽0.5m,高0.5m,墙基础宽3.25m,侧墙采用C20混凝土结构。
(2)监测预警工程,根据《宝兴县陇东镇先锋村滑坡应急监测预警方案》中监测工程布置,在一期治理工程竣工验收后需开展为期两年的专业监测工程,包括17个地表位移监测点(1#JC01、2#JC01-07、4#JC01-03、4#JC05-07、GHPJC12、GHPJC14、GHPJC25)和3个深部位移监测孔(INbxxf-2、IN-bxxf-3、INbxxf-4合计190m)开展自动化监测,通过为期两年的监测数据判断先锋村滑坡一期治理工程是否达到预期效果以及为是否开展二期治理工程提供科学依据。
参考文献:
[1]四川省地质矿产局.四川省区域地质志[M].地质出版社,1991.
[2]田恒召,李虎杰.北川鼓儿山滑坡群稳定性评价与治理[J]矿产勘查,2011(02):201-205.
[3]韦巡洲.某滑坡、崩塌群地质灾害隐患点治理工程实践[J].西部资源,2018(01):89-90.