黄土地区滑坡勘察及防治标准化研究
2023-01-09赵中浩
赵中浩
(甘肃智广地质工程勘察设计有限公司,甘肃 兰州 730000)
在黄土高原地区,滑坡现象所产生的影响力最大,其本身具有分布广、威胁性高、频率快的特性,且无法被有效捕捉,这就使得整个地区的经济发展受到限制,人员以及生物的生命安全难以得到保障。因而,相关部门需要针对这一问题,提出具有针对性与深度的优化措施,加强滑坡现象的管控力度,掌握整个现象的发生规律,并以此为基础进行标准化的防治处理,降低各项因素所产生的不利影响,实现地质灾害的有效管理。
1 黄土滑坡的类型及特征
从生成原理上来讲,当厚层的黄土坡段在万有引力的作用下发生下滑时,便会引发滑坡现象,一般来讲,所有呈现下滑状态的土壤都具有相同特性,那就是沿着软弱面进行位移,因而大多数的滑坡都呈现为弧形边界或者是半圆形边界,滑动面相对陡峭,角度上为40~60°之间,集中在黄土谷坡的上部或者是下部。一旦发生滑坡现象,那么整个坡面的角度则为35°的稳定状态,多数出现在地下水溢出区域。
人们在对黄土滑坡进行分类时,可以从不同角度出发,比如说,以诱发因素、稳定程度,运行状态、结构形式,形成时间以及规模情况,便可以将其分为以下几种状态:①土质滑坡;②牵引式滑坡;③浅层滑坡;④中型滑坡等。
人们在进行土地观察时,能够发现,频繁发生黄土滑坡现象的地区在地貌特性上存在着较为明显的特征,比如说在进行滑体后缘会存在着极为明显的洼地,或者是在滑体上存在着众多的裂缝,有裂缝所形成的的错台会对整体土质产生较为直观的影响。
在发生黄土滑坡现象之前,经常会有所预警,比如说,在滑体的后部结构中出现大量裂缝,张性大的同时,还会伴随着滑坡错台现象的发生。在滑体的两端,会出现羽状裂缝,或者是在滑体前侧出现放射性裂缝,以扇形的形式发生土块崩落。因而,人员在进行黄土滑坡的判断与研究时,需要从实际角度出发,参考不同因素下土壤本身的应力变化,考虑到张力参数以及结构特性,进而给出合理的处理方法。
就目前来看,我国多年工程地质研究下,针对滑坡体变形与破坏的实际状态,结合黄体地区的地质情况,总结出了相应的基本地质模型,这两种模型都能够满足正常状态下的滑坡标准,第一种是滑移蠕滑-拉裂模型,第二种则是滑移-压制拉裂模型,人员在进行处理时,需要从科学层面完成模型的对比,进而制定具有针对性的处理手段与措施。
2 黄土滑坡勘察
想要实现对黄土滑坡现象的精准管控,其中最为重要的便是勘察工作,良好的勘察内容能够为人员提供较为完善的滑坡地貌以及地形条件,方便进行滑体作用因素的分析,并对整个滑坡的表现形式以及规模进行参数化部署,以此来获得较为精准的危害性。在这一过程中,人员可以根据所获得的数据内容给予稳定性的评价,并对滑坡的发展进行预测,进而提出具有针对性的预防治理措施,避免人员自身的生命健康安全受到不利影响,对于社会建设也会产生积极有效的作用。有关黄土滑坡勘察内容如下所示:
2.1 黄土滑坡勘察的任务要点
(1)有关黄土滑坡勘察的核心内容,便是对滑坡的构成要素进行监测,并进行数据化模数,使其能够呈现在地质图中。这一阶段,需要人员利用专业性设备对黄土滑坡进行识别工作,依照滑坡平面结构完成变形特征的判断与分析,参考黄土滑坡地质地貌的实际情况,进而来开展后续的延伸任务。要知道,滑坡所具备的形貌特征,其本身都是在发生过程中所产生的,因而人们需要对整个发生发展过程进行“痕迹”的查询,便能够获得相应的信息数值。
(2)在黄土滑坡勘察过程中,有关形成条件的调查也是极为重要的,是工作人员提高对滑坡认识的重要途径之一,具有极高的应用价值。对于滑坡问题而言,在发生发展阶段,其内部所产生的因素会起到决定性作用,是整个行为的主导,并且存在着不可逆的特性,而外部因素的存在,更多是以诱发的方式为主,因而需要由人员进行更为专业的考量与分析,才能够达到预期的效果和目的。当然,人们在对诱发因素进行研究时,会涉及到滑坡内在条件的滑动情况,诱发因素本身是以认为因素配合上自然因素为主,比如说强烈地震、洪水冲刷、暴雨、人工开挖或者是爆破振动,这些因素的存在都会提高滑坡发生的概率。
2.2 野外黄土滑坡的识别
(1)识别手段上,是以航片解释或者是地面调查为主,根据实际情况进行勘测点的分析与研究。
(2)识别标志上,如下所示:
地形地貌:是否存在形态特征异常,或者是地貌不协调的问题,常见有双沟同源现象,接地高程不一致或者是地形呈现圈椅状,一旦发现类似情况,这代表该区域近期极有可能发生黄土滑坡现象;
变形破碎;作为黄土滑坡的识别指标,当滑体本身发生小规模的褶曲或者是碎裂情况时,则代表其结构稳定性大幅度下降,呈现松散状,极度不稳定,任何外在因素的存在都会引发黄土滑坡现象;
水文地质:当滑体结构呈现破碎状时,其本身的透水性会呈现上升的趋势,在地表下层的地下水会在路径条件上受到影响,防线发生改变,滑坡体的表面结构会出现大量的地下水,形成积水洼地或者是泉眼。
2.3 黄土滑坡滑动面的鉴别
有关黄土滑坡滑动面的鉴别,主要集中在滑面所处的位置,或者是形状特征上,因而人员在进行滑坡勘察的过程中,要对整个地区的土壤厚度进行研究,判断当前土壤所具备的物理力学性质,利用精密设备完成矿物质成分的分析,从而实现对滑坡形成机理的研究,能够以此为基础对滑坡稳定性下滑程度加以计算。一般来讲,工作人员在开展滑坡的判别过程中,会以物探或者是洞井的方法完成相关工作内容,比如说,利用判别取样的方式进行物质检查,结合物探的物理界面变化方式完成滑面位置与形状的确定。有关滑体勘察的布设方法如图1所示。
图1 滑体勘察的布设方法
3 黄土地区滑坡的防治对策
因为黄土地区滑坡的发生概率较高,且频发性强,难以捕捉,所产生的破坏力相对较大,因而在开展防治措施中,应当考虑到该项问题所存在的物理影响,并从分布状态上进行专项性控制,以此来减少滑坡所带来的危害。有关黄土地区滑坡的防治措施如下所示。
3.1 严格遵守防治工程设计标准
黄土滑坡的防治处理工作本身属于系统工程的一种,整个过程所涉及的内容较为烦琐,流程复杂,不但需要对滑坡的实际情况进行勘察,同时还要实时监督与预报,并根据滑坡现象完成地区人员的规划,考虑发生灾害后所要开展的工程治理工作,如何进行救灾行为,这些都是黄土滑坡处理过程中不可缺少的内容。因而,防护阶段,人员应当严格遵守防治工程设计标准,详细情况如下所示:
(1)依照50年一遇进行有关洪水及暴雨的预防设计,按照一百年一遇进行校对;(2)从黄土地区的季节周期入手,对蓄水库水位的实际水位以及波浪爬高进行计算,制定专业的技术方案,满足防治需求;(3)地震基本烈度方面,应当从VI度标准进行考量;(4)计算并找到符合黄土地区滑坡现象的抗滑稳定安全系数,做好优化工作;(5)在基本荷载组合上,荷载系数在1.2左右,而特殊荷载则是在1.05左右。常见的基础荷载内容大多分为黄土地区的自重力、渗压力、地下水以及地表水所产生的压力,同时人员还要考虑到来自特殊荷载组合所产生的影响,将地震力荷载考虑其中;(6)依照地区的浸水条件加以思考,针对重力式挡墙开展抗滑动稳定安全系数的分析,确保该项系数能够高于1.3,在抗倾覆稳定性上,安全系数应当控制在1.5以上。
3.2 开展并落实削坡整形工程
如何实现削坡整形工程是当前在处理我国黄土地区滑坡问题的重要措施,与地区的安全有着极为密切的联系。日常管理中,需要人员参考地区坡体形态特征,并对护坡工程设计内容进行精准考量,明确设计要求,针对1.8 m高程以下的坡面,将所要削坡的角度控制在25~35之间,完成削切的土方是应当重新回填到坡脚处,进而来强化岸坡的实际受力情况,满足相关工作需要。同时,为了便于后续进行检修,宽马道的间隔应当控制在24 m左右。
3.3 有关护坡工程的建立
崩滑堆积体,在结构上存在着几位松散的特性,且透水性较强,因而在进行研究中,往往需要从隔水层出发,根据水位埋深变化的幅度,将其控制在50.52~69.72 m之间,最大的埋深极度不超过78.20 m。
在黄土地区中,考虑到不同地区的滑堆积体并没有出现有效的固结,其内部所产生的自然坡角在数值上高于水下稳定坡脚,为了避免出现水库坍塌或者是滑坡的问题,需要人员开展对应的护坡工程。这一阶段,应当从滑坡推力以及设计荷载角度出发,对整个稳态较差的地区,进行钢筋混凝土桩结构的布设,桩间距上控制在6 m左右,截面需要结合现场实际情况进行尺寸上的调整,而在平均桩长方面,则需要控制在30 m标准上,桩端上能够实现碎裂岩的嵌入,进而来满足预期的施工标准与要求。
3.4 降低地下水位,改变土体状态
(1)从根本性上来讲,想要减少滑坡现象的发生概率,除了要提高黄土地区土壤结构稳定性外,还要加强对地下水位的管控力度。一旦滑坡体内所涉及的地下水位发生下降时,整个地区的稳定系数也会随之提升,再换句话说,当地下水位数值下降到50%,整个黄土滑坡的稳定性便能够提升20%,当地下水数值为零时,黄土滑坡的稳定性系数能够控制在30%左右。在这一阶段,可以利用疏通泉水的方式减少地下水位带来的影响,而后利用水平钻孔或者是垂直钻孔完成相应的排水工作,以此来避免发生地下水位二次上升的情况。
(2)降水渗入是形成地下水位提高的一大因素,同时也是人员所要预防的内容之一,在这一过程中,需要人员依照水利工程的应用标准,制定完善的防渗透措施。当一个月的总降雨量在100 mm以下时,即便是连续性降雨,也不会对边坡稳定性产生任何过于明显的影响,反之,当月总降雨量达到了200 mm标准甚至更高,那么连续的降雨便会对整个土壤稳定性产生直观的影响。裂缝内部所存在的问题,会在大量的雨水渗入下无限放大,风险问题也会随之发生。因此,相关人员在进行降水管控的过程中,需要对缝隙进行堵塞处理,以此来达到预期的目的。
(3)当前,在我国黄土地区,有关水利设施内容的防渗工作并不完善,很少有人有精力对该设备进行防渗处理,以至于很容易发生严重的渗漏现象,地下水得到了补给,内部压力发生变化,滑坡的稳定性也会因此受到影响。因此,为了确保工程质量得以提升,工作人员需要做好防渗处理工作,明确地区的灌溉标准,强调管理工作的重要性,禁止出现超量灌溉用水的情况,避免地下水得到足量的补给,以此来满足有关风险防控的需求。而后,为了减少地下水位所产生的影响,实现防滑效果,还需要人员对地下水以及地面地表水合理分配,进而来达到预期的效果与目的。
4 结论
综上所述,随着我国社会的不断发展,有关滑坡现象的关注程度也随之得到提升。在西北黄土地区,由于受到各方面因素的干扰,加上土地资源的特殊性,使得黄土灾害频发。相关人员在进行滑坡现象的管理与预防过程中,应当针对黄土滑坡的特征情况进行研究,结合形成因素与机理开展针对性优化工作,提前做好调查与检测工作,进而来减少地质灾害所带来的消极影响。但是,就目前来看,我国在滑坡管控与研究中仍然还有较长的路要走,很多技术与工艺还不够完善,需要结合信息技术进行更为深入的优化与升级,以此来确保人们的生活质量与环境质量能够得到提升。