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袁州区石山下滑坡地质灾害发育特征及防治方案

2021-03-08蒋方品肖卫东

中国金属通报 2021年21期
关键词:坡脚坡体粉质

蒋方品,肖卫东

(1.江西省地质局二六六大队,江西 南昌 330038;2.江西省煤田地质勘察研究院,江西 南昌 330001)

袁州区石山下滑坡地形地貌属低丘岗地,山顶最高标高183m,最低标高125m,最大相对高差约58m,自然坡度30°~45°,植被以乔木、灌木为主,局部长有毛竹和茅草,覆盖率可达70%以上。2006年7月以来,共发生过规模较大滑坡三处,总计方量约3000m3,滑坡体冲毁坡脚房屋或造成坡脚挡墙倾倒,未造成人员伤亡,地质灾害灾情等级为小型[1]。现坡体变形破坏强烈,直接威胁18户62人的生命财产安全,直接威胁财产约480万元[2]。

1 滑坡发育特征

1.1 滑体

3处滑坡体物质组成主要为残坡积含砾粉质黏土,紫红色、黄褐色,稍湿,可塑-硬可塑,成分以粘粒为主,约含15%的角砾,一般粒径2mm~30mm,土质较均匀,层厚1.5m~2.5m,滑体厚度一般为2m~3m。

滑坡HP1地质灾害发生于边坡中上部,滑坡主滑方向35°,整个滑坡体长约20m,宽约10m,厚约2m~3m,规模约400m3。形成高约2m~3m的后缘壁,后缘壁长约20m,坡壁坡度较陡,约75°。滑坡发生后,滑坡体冲入坡脚房屋,造成房屋东南角受损严重,墙壁及窗户损毁。滑坡体坡表面现状植被发育,主要有灌木组成。

滑坡HP2位于边坡中段,滑坡体冲入坡脚房屋内,造成房屋后墙倒塌。滑坡体长约20m,宽约30m,厚约4m,规模约2400m3,为小型土质滑坡。滑坡体岩性主要为第四系残坡积物及含砾粉质黏土,滑坡发生后,形成高约2m~3m的后缘壁,后缘壁坡度近直立。当地村民自行清理少量滑坡体,疏通坡脚排水沟,并整平修缓滑坡体,坡面种植杉树。现阶段边坡土体结构松散,且坡脚距离房屋较近,边坡现状仍然存在小型土质滑坡隐患。

滑坡HP3边坡西北段,该边坡为切坡建房形成,坡脚修建简易块石堆砌挡土墙,现状挡墙支护效果较差,挡墙后边坡土体发生滑动后,挡土墙发生倾倒,紧靠房屋后墙,滑坡体坡脚挡土墙现状长约20m,高约3m,为块石堆筑而成,挡墙后边坡高约5m~6m,坡度60°~70°,局部垮塌。

1.2 滑动面及滑床基本特征

三处滑坡均为土质滑坡,滑坡滑动面主要位于土层中,局部位于土岩交界地带,其滑面多呈近折线形,中上部较陡、下部相对较缓。滑带主要位于单一含砾粉质黏土层中,含砾粉质黏土层成分以粉粒,砾石为主。滑带土体强度较低,不利于滑坡的稳定。长期降雨或短时间雨量较大时,土体饱和浸泡使滑带土体饱和、软化,导致滑体沿滑动面产生滑动变形。

滑床主要为含砾粉质黏土及二叠纪中世茅口组中风化泥晶灰岩,岩石风化一般,裂隙较发育。根据地质资料显示,该地区基岩产状为136°∠35°。总体来讲,滑床的组成物质相对于上部第四系残坡积层而言,岩土体性质较好,透水性能较差,为相对隔水层。在降雨条件下粉质黏土土体强度相对较低,不利于滑坡的稳定。

1.3 滑坡成因分析

滑坡的形成、发生和发展是由自然因素和认为诱发因素两种因素构成。地形地貌、地层岩性和地质构造是滑坡产生的自然因素,降雨等是其发生滑坡的诱发因素。其发生的主要原因为以下几个方面:

(1)地形地貌条件:山坡自然坡度30°~45°,人工切坡坡度60°~70°,潜在滑坡地势相对高差较大,为滑坡提供势能基础。

(2)地层岩性条件:边坡岩土体风化作用强烈,土体结构松散,厚度较大,物理力学性质较差,其自稳能力较差,边坡地层岩性是导致滑坡的主要自然因素。

(3)降雨条件:汛期突发的强降雨或连续降雨是滑坡形成的直接诱发因素。降雨对滑坡发育形成的激发作用主要表现为三个方面:①地表水渗入坡体后在某一局部形成较高的水头,从而在坡体内造成较高的孔隙水压力,重度增加,增大了坡体的下滑力;②雨水渗入坡体所造成的地下水浮力,降低了滑体自重所产生的岩土抗滑摩擦阻力;③渗入坡体的雨水通过岩土的软化性能和水解性能,大幅降低了岩土体的抗剪强度,有利于坡体的滑动。

(4)人为因素:村民建房进行山体的开挖,形成高陡临空面,高度3m~5m,为形成滑坡创造了有利的空间条件。人为破坏山体原有平衡状态,使坡体重心上移,重力势能进一步加大,且未进行任何支挡或支挡效果较差,是造成滑坡主要诱发因素之一。

1.4 稳定性分析

根据地质条件和圈定的易发生失稳边界建立滑动范围及潜在的滑动面。计算模型以已滑动体剖面代表滑坡隐患体进行边坡土体的稳定性验算及推力计算,计算范围主要为天然工况下边坡稳定性及暴雨工况下的边坡的稳定性。

表1 土工试验参数表

表2 岩石饱和单轴抗压试验成果统计表

表3 滑坡稳定性计算结果

根据地表变形迹象,在暴雨状态下选取滑坡HP2滑动部分恢复至原斜坡未滑动时的状态做反演分析(图1)。

图1 滑坡(HP2)剖面反分析计算模型

通过稳定性计算成果可以得出:天然状态下滑坡HP1与HP2处于稳定—基本稳定状态。暴雨状态下,滑坡HP1与HP2处于欠稳定状态。

2 滑坡治理方案[3]

根据现场调查及现有简易防护措施,可采取分段治理方式进行治理,灾害危险性小的区段可做简易支护。主要工程措施包括:地表排水、削方减载、支挡工程等。降雨(特别是大暴雨)时地表水渗入滑体中,增加自重,降低滑带土抗剪强度,建议在滑坡顶部、平台部位及坡底修建排水沟,尽量截住或减少滑坡体外来水流入滑坡体内,以排除地表水,减少雨水沿裂隙下渗,避免斜坡受冲刷。结合现场条件及地形,设置混凝土重力式挡土墙[4],挡墙顶宽1.2m,底宽1.5m,墙身斜率1:0.1,墙高3.6m,基础埋深0.6m,墙趾宽50cm,厚60cm,基础下设凸榫,规规格0.5m*0.5m,基础及凸榫下设0.1m厚垫层。

3 建议

建议对滑坡在治理前开展变形监测和预警工作,尤其在雨季和持续降水时段,必须加强坡体变形、拉裂缝位移的监测,派专人守护现场,同时加强对前缘、陡坎、后壁、裂缝等情况的巡查,发现异常及时通知当地居民、行人紧急避险。

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