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滑坡地质灾害治理及生态修复研究

2021-12-09陈耿鸿

西部资源 2021年2期
关键词:喷播坡面岩土

陈耿鸿

摘要:在可持续发展观的倡导下,我国对于生态环境越来越重视,越来越多的滑坡地质灾害治理工程项目落地实施。然而大多数情况下,滑坡地质灾害治工程主要目标放在了消除地质灾害隐患上,对于滑坡区域的生态修复研究较少。本文在分析滑坡地质灾害形成因素的基础上,指出了有效的隐患治理措施和生态修复技术方案,供广大地质工作者参考借鉴。

关键词:滑坡;边坡稳定性;地质灾害治理;生态修复

随着我国城市建设国民越来越大,全国上下开始了大规模的工程建设活动,尤其是近年来,大量的公路、铁路、水利、矿业及基础设施建设项目正如火如荼地开展中。然而,我国是一个多山的国家,山脉纵横交错,在人类活动的影响下,加上雨水、地震等外部因素的影响,很容易出现滑坡地质灾害,给区域生态环境和广大群众人身财产安全造成了巨大的威胁,这一问题已经是关乎我国生态文明建设的全局性问题,对于滑坡地质灾害的质量和生态修复,必须要树立和施行绿水青山就是金山银山的理念,要在消除地质灾害隐患的基础上,实现地质灾害区域的生态恢复。因此,对于滑坡地质灾害治理工程的研究,将隐患治理和生态修复联系起来成为一个十分重要的研究课题。

1.地质灾害工程中边坡稳定影响因素分析

1.1人为活动的影响

在很多滑坡地质灾害事故中,人为活动是影响边坡稳定性的重要因素之一,尤其是近年来很多城郊地区开始了大规模的基础建设,铁路、公路等工程建设延伸到了山区,在这些山区进行施工的过程中,会对边坡的稳定性产生直接的影响。工程建设项目实施的过程中,对于边坡及坡脚的不合理开挖,会破坏边坡的整体结构,很容易出现滑坡和崩塌等地质灾害。除此之外,还有不合理的开挖爆破等都会对边坡的稳定性产生影响,如开挖放炮过程中会产生巨大的震动,当开挖爆破的频率较高,就会导致岩体出现错动,并发展成裂缝,进而降低了边坡稳定性。

1.2降雨的影响

降雨主要对边坡的影响,主要表现在降低岩体强度、抬高地下水位和加大边坡内孔隙水压力三个方面。对于很多山区的岩石边坡而言,岩体结构的强度是稳定的基础,而水的介入会对硬质结构面影响不大,主要会影响岩体的软弱结构面,当长期雨水的浸润,充填的软弱物强度会逐渐降低,抗剪强度会逐渐减小,进而引发边坡失稳,这一类现象突出发生在强风化带和软弱岩层地区。

遇强降雨时,会导致山体地下水位升高,改变地下水文地质条件,在一些情况下,地下水位大幅上升,而局部地区的水位上升会有所限制,对于岩土厚度较薄、山坡较缓并且地下水在弱风化层以上的情况下,雨水会顺着岩土体的孔隙渗入,水位上升需要更多地表水补给,而同样的降雨条件下,水位上升幅度较小。加上岩土体裂隙发育,岩石破碎后渗透系数变大,水位升高后很容易被排出。降雨导致的地下水位上升,边坡孔隙压力增大,当遇到长时间强降雨的情况,孔隙压力就会不断增大,对边坡稳定性会造成破坏性的影响。降雨强度与滑坡的关系如下表所示。

1.3地震等灾害的影响

在很多地震区域,很容易发生滑坡等地质灾害,地震引发的震動会使得山体破碎、松散,加上雨水冲刷的作用,雨水渗入岩土体中,岩土体的强度降低,进而导致出现滑坡地质灾害。地震对边坡的影响突出表现在三个方面,第一是地震力的作用,使得边坡的惯性力发生了改变,引发滑坡;第二是地震导致地表出现裂缝和变形,降低了岩土体的强度、地下水位的变化,为滑坡的形成提供了条件;第三是地震的促进容易导致出现两种类型的滑坡,在地震过程中出现大量滑坡,另外是地震导致斜坡出现了新的破坏,促进了滑坡的形成,在地震后发生滑坡,也成为后发性滑坡。

地震震级、烈度与滑坡存在着显著关系,根据近年来强震调查结果统计,当出现七级以上的地震区域,滑坡发生的概率极高,而当出现五级以上的地震会诱发滑坡地质灾害,并且影响的范围可长达100km2,在相同的条件下,地震震级越大,滑坡发生的概率和诱发滑坡的面积会随之增大。

1.4岩土以及岩体结构特征的影响

在很多边坡中,岩土体中存在很多的亲水矿物,这些存在于如滑石片岩、泥灰岩等结构岩石中,同时也存在着泥质填充的破碎岩石,这些岩石一旦受到侵蚀,岩土体的强度会大大降低,稳定性也会随之下降,进而引发滑坡地质灾害。

其次,岩土体的结构层也是影响岩石完整性的重要因素,滑坡地质灾害的发生与其存在着直接关系,一旦岩体的完整性出现破坏,岩土体的抗剪强度就会下降,岩体出现相应的孔隙,就进而导致出现岩体整体结构破坏,引发滑坡地质灾害。

2.滑坡治理的相应措施

2.1精准测定滑坡区域

当一斜坡出现滑坡地质灾害,则说明该区域的地质、气候以及外部活动因素较为活跃,对斜坡的稳定性造成了破坏性的影响。因此,对于这一区域的检查,必须要进行精准的勘察检测,明确具体的影响因素。一方面要对滑坡现场情况进行详尽勘察,明确滑坡区域的地质特征,判断可能再次发生滑坡的区域,在对滑坡地质灾害区域勘察的过程中,要对该区域进行宏观检测,通过专业的技术人员指导,投入专业的监测仪器,对地表裂缝等重要指标进行监测。

2.2设置支护结构

在滑坡地质灾害治理工程当中,挡土墙是最常见、最有效的治理方案之一,通常情况下是通过石块、片石及条石等材料进行挡墙设置,材料选用不同,可以分为不同类型的挡墙,如块石挡土墙、混凝土挡墙、浆砌石挡土墙等,其中块石挡土墙是滑坡地质灾害应用最常见的一种类型,经常会设置在坡体边缘区域,能够有效避免山体滑坡现象。

2.3设置截排水沟排除地表水

诚如上文所述,岩土体中的水分是影响边坡稳定性的重要因素,因此在滑坡地质灾害治理工程中,应该结合区域地形,设置截排水渠,进而降低雨水渗入对岩土体的侵蚀作用,降低土壤重量,保障岩土体结构的稳定性。

在截排水渠施工的过程中,应该根据设计文件,结合施工场地的实际情况设置合理的排水方向和截面尺寸,要根据山体的情况来确定排水指标,通常而言,排水渠的深度控制在0.5m左右,坡比控制在1∶3左右,在实际布置的过程中,要结合场地排水的需要,设置树枝形状,若场地排水量较大,则应该设置盲沟来排除岩层内的地下水,减少雨水对边坡稳定性的影响。

2.4建设减压脚来治理滑坡

滑坡地质灾害之所以会形成,是因为坡体的滑动力大于抗滑力,针对此类现象需要设置减压角来治理滑坡。主要是通过削减土石、并转移到坡体的阻滑段区域,这种方式能够抵消一部分的下滑力,增强抗滑力,进而减少滑坡发生的概率,对于开挖的具体量,应该根据坡脚的具体稳定性进行进确定。

3.滑坡生态修复的技术方法

3.1液压喷播技术

所谓液压喷播技术,是指通过喷播机,将草种、保水剂、肥料、木纤维以及水等,按照比例配合成混合物,喷播在特定区域,以实现边坡生态复绿的目的。喷播的混合物喷播在边坡表面,能够形成毯状覆盖物,为植物的生长提供良好的水分和养分,并且还能够有效减少水分蒸发。同时,在喷播的混合物中加入染色剂,很容易在施工中对漏喷的区域进行检查,并及时地进行补喷。液压喷播技术常应用于风化、半风化的砂岩边坡和石质网纹层边坡,在施工的过程中,首先要对边坡进行整理,然后准备混合材料进行搅拌,并进行喷射,然后对喷播的区域进行覆盖和养护。

液压喷播技术是机械化施工,在对大面积边坡复绿工程中有着较好的应用效果,施工效率高,成本低、草坪生长均匀且速度较快,但同时也易受坡体肥力不足、基质养分补充不足,强降雨冲刷的影响。

3.2客土喷播技术

客土喷播与液压喷播存在异曲同工之妙,客土喷播将客土与种子按照一定比例进行混合后,喷播在坡面上,客土为植物的生长提供了环境。植被生长后,会对边坡表面起到固结的作用,降低雨水对坡面冲刷的影响,并降低流失的速度。而植物根系则可以抵挡地表径流对边坡的影响,增强边坡的抗冲刷能力,提高边坡的稳定性。客土喷播常用于高大、侵蚀显著的坡面。具体施工,首先要对处理的边坡进行整理,将植被网沿坡面由上至下铺于坡面上,网与坡面之间保持平顺结合,对拌和的基料进行喷播,并进行覆盖和养护。客土喷播在实际工程应用中,机械化程度高,施工效率快,效果好,同时也具有喷播的混合物不均匀的问题,因此在进行施工的过程中需要将混合物进行搅拌均匀才能进行喷播施工。

3.3植生袋技术

植袋袋按照一定比例的种子、保水剂、肥料和土壤放在无纺布袋子中,制作成植生袋。在施工的过程中,用锚杆施工工艺将植生袋固定在石质或土质边坡上,当植物生长的过程中,满满填充对边坡起到固定作用。植生袋一般应用在被加固的石质边坡上。一般而言,植生袋施工的成活率较高,出苗快、运输方便且施工简单,但是在高边坡施工的过程中,如果没有做窗格式混凝土肋,就很难进行施工固定。

4.滑坡体灾害治理及生态修复工程实例分析

4.1工程概况

广东省X村,受连续强降水的灾害性天气的影响,特大暴雨引发了大量山体滑坡和民房倒塌。滑坡区属于丘陵斜坡地貌,滑坡发育最大高差为50m,斜坡坡度40°,滑坡造成五处居民房屋破损。通过实地勘察,滑坡所处的斜坡坡度较大,为滑坡发生提供了基本条件,同时滑坡区所在地层岩性为粘土夹杂碎块,强降雨导致雨水入渗,形成较强的吸水性,导致斜坡土体面产生滑动。

4.2滑坡灾害治理

结合本项目的特点,采用重力式挡土墙支护结构,挡土墙墙高控制在8m以内,在进行设置的过程中,每隔4m~5m左右的区间,设置混凝土构造层(如下图1),在工程实践中,为了提高挡土墙的应用效果,对危岩体采取锚杆锚固的治理措施,锚杆设计长度为13m、12m、11m,锚固长度为4m,锚固角度为15°,填充M30水泥砂浆,同时对危岩体下部砂岩、泥岩互层段采取挂网喷浆的方法防护,注浆采用M30水泥砂浆,注浆体抗压强度标准值不低于30Mpa,全孔全面注浆。

4.3植物防护及生态修复

植物防护及生态修复,通过浆砌石或者钢筋混凝土与锚杆锚索组成,对边坡形成工程防护体系,浆砌石对坡面进行保护。

在边坡进行施工完毕后,格构中间对土壤进行填充,种植草类及灌木类的植物。在这样的防护体系中,格构梁的骨架减少了坡面雨水冲刷的影响,降雨时期,流水在坡面的流速减小,对坡面的影响和损害也会得到削减。主要施工方法首先对边坡进行整理,削筑多级边坡,并对格构位置进行放线开挖,对格构骨架进行支设,按照设计要求进行钢筋绑扎后进行混凝土浇筑,格构结构稳定后对坡面进行绿化,对于格构内土壤条件不满足或土量不够的,先进行覆客土,植物选型优先以繁殖能力强、耐旱耐瘠的草籽为主。

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