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合阳县金裕镇防虏寨村滑坡体形态特征、稳定性分析及治理措施

2020-05-12李萍萍刘彩玲

科学技术创新 2020年10期
关键词:条块坡体滑坡体

李萍萍 刘彩玲

(杨凌职业技术学院,陕西 咸阳712100)

1 滑坡区形态特征

滑坡区整体呈南北走向延伸,延伸长度为30m,高程约834.00~836.00m,宽约20.00m~30.00m。滑坡区发育有1 条黄土冲沟,延伸方向垂直于滑坡体崩向。滑坡体体积约0.08×104m3,属小型土质滑坡。开挖边坡后形成陡坎,后堆放垃圾并汇水冲刷形成滑坡,高度在25~30m,位置在通村水泥路旁。

2 变形破坏机理及影响因素分析

防虏寨村滑坡的形成与构成黄土一级台塬主体的性质关系密切,在外界不利因素干扰下,其规模逐渐扩大,最终形成致灾体,即黄土自身性质是其形成的根本原因,持续性雨水下渗浸泡和人类工程活动则是其规模扩大的诱发因素,具体影响因素分析如下:

(1)地形地貌。黄土边坡高度大,坡度陡,使坡脚应力较为集中,坡体上部土体处于不稳定状态,易向临空面产生变形。边坡后缘地形平缓,降水时汇水面积大,局部地形便于地表水汇集,这些皆为坡体发生变形破坏的有利因素。

(2)地层岩性和结构。防虏寨村滑坡上部主要由第四系中上更新统风积黄土组成,黄土垂直节理裂隙发育,遇水易发生崩解的特性促进了沟谷遭受溯源侵蚀;黄土在雨水长期浸泡作用下抗剪强度骤减,沿结构面发生坍塌。下部细砂层,在水的作用下内凝聚力会大幅度降低,出现流砂、涌砂现象,上部土体随之垮落。

(3)降雨。暴雨或连续降雨是灾害发生的主要诱发因素,粉质粘土疏松,节理裂隙发育,遇水渗入后下部为砂层,砂层下为粉质粘土,为隔水层,水流渗入砂层后使砂层产生液化、流沙,上部土体随之垮落,同时雨水持续性冲刷边坡,在雨水浸泡下粉土内凝聚力大大降低,促使陡直的边坡发生滑坡。

(4)人类活动。滑坡所处斜坡受人类活动干扰较大,坡体上大量坡地、林地被开垦,破坏了原有植被,切坡取土、削坡建房严重扰动了原本坡体结构的完整性,使稳定的斜坡变的不稳定,高陡的临空面、裸露的土体遇暴雨或地震,容易发生滑坡灾害。

(5)地震。众所周知,历史上每次大的地震时都伴有次生地质灾害的发生。地震力使岩土体各结构面的强度降低,瞬间破坏了原有的应力平衡,使得岩土体失稳,从而导致滑坡地质灾害的发生。2008 年“5.12”地震时合阳县震感强烈,地震使土体松动变形,节理裂隙更为发育,开启程度变得更高,对土体的整体强度产生了严重的不良影响,因此,地震因素也是该滑坡体失稳的潜在原因之一。

3 稳定性评价

防虏寨村滑坡体坡脚地带已发生局部垮塌,坡体上部多条下水渠汇集形成良好的汇水条件,坡体裂隙发育,长期雨水入渗,很有可能发生滑坡。根据地区同类工程经验以及参考相关技术规范规定,按倾倒式滑坡定性和半定量结合分析滑坡稳定性。

(1)选取土体物理力学性质指标(表1)。

表1 土体物理力学性质取值表

(2)稳定性计算。由于地下水埋藏较深,本次计算不考虑地下水影响。采用圆弧滑动法,稳定性系数计算如下:

式中Ks- 边坡稳定性系数;ci- 第i 条块粘聚力(kPa);φi-第i 条块内摩擦角(o);

li- 第i 条块滑面长度(m);θi- 第i 条块底面倾角(°);Gi-第i 条块的自重(kN/m);Ni- 第i 条块在滑动面法线上的反力(kN/m);Ti- 第i 条块在滑动面切线上的反力(kN/m);Ri- 第i 条块的抗滑力(kN/m)。

计算可知,滑坡在天然状态下处于基本稳定状态,在暴雨、地震等条件下处欠稳定状态。

4 治理的必要性与紧迫性

项目区滑坡灾害规模等级均为小型,以往灾害已经对群众造成不同程度上的经济损失。目前滑坡灾害点对坡体后缘6 户生命及财产安全及全村村民出行造成很大的威胁。潜在经济损失约800 万元左右。按照《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218-2016)中危害对象分级指标,将该滑坡划分为三级地质灾害;按照国土资源部颁发的《滑坡防治工程设计与施工技术规范》中第4.01 条划分,对应的防治工程等级确定为Ⅲ级,调查认为项目区的滑坡,严重威胁人民群众的生命财产安全。由于该滑坡区在遇强降雨、连阴雨及地震作用时极有可能发生失稳。因此,治理该滑坡势在必行。

通过野外调查与以往灾害史分析,暴雨或地震工况下,该滑坡地质灾害点处于不稳定,多次出现局部滑落,造成村民财产损失。目前尚未造成人员伤亡,是因地方政府汛期地质灾害避险宣传与执行工作得力,在汛期地质灾害高发期村民提前防范避让。

由于该滑坡体裂缝近两年有扩大的趋势,一旦雨季到来形成滑坡,威胁到当地群众的生命财产安全,因此对滑坡的治理显得十分必要和紧迫。目前正值建设“生态中国,美丽中国”良好时机,治理愈早,对保护环境、保护资源、经济持续发展愈有利。对该滑坡的治理既符合国家“加强环境保护,构建和谐社会”的方针,又可推进当地社会经济的可持续发展,实施十分必要,意义重大。

5 治理措施

根据踏勘获得的信息和所收集的资料,拟定详勘工作路线和工作方法,加强隐患点的工程地质勘察工作。对边坡的物质组成、结构、变形机理、破坏模式进行了分析。在对边坡的岩层岩性、节理裂隙做了详细统计的基础上进行治理工程设计。

通过分析得知,该边坡主要存在的问题是:①边坡高度大,坡度陡,存在滑塌隐患问题。②受降雨、坡面汇水冲刷等影响进一步加剧坡体不稳定性的问题。

根据该边坡目前存在的地质灾害隐患问题,本设计的思路为:根据边坡地形条件,建议实施工程治理(垃圾清运+危土体清理+素土回填+已有排水渠维修+平台植树绿化)。

(1)垃圾清运。对滑坡体坡面垃圾进行机械清理,并就近运往垃圾回收站,恢复滑坡原来体貌。

(2)危岩土体清除。对冲沟内的危土体进行清除,并就近进行平整,用机械或人工夯实。

(3)素土回填。结合防虏寨滑坡特征,滑坡沿冲沟周边发育,冲沟呈U 形,拟对滑坡体前缘进行素土回填,填充时应就近取土,回填土方必须进行逐层机械碾压,自下而上分层铺填,每层虚铺厚度:用立式打夯机时,不应大于20cm,用蛙式打夯机夯实时不应大于25cm,密实度不小于0.9。设计填土高度约31.5m,分5 级台阶,每级台阶高6.5m,每级平台宽3.0m;回填后坡度约为32°。

(4)维修已有排水渠。据调查,路面排水系统暴雨时期经常堵塞,路面水渠未采取任何加固措施,渠道边坡垮塌严重,堵塞渠道,造成排水不畅,建议对裸渠段进行加固维修。

平台植树绿化:在每级削坡平台上种植柠条、紫穗槐等根系发达、耐旱的灌木,既可起到稳坡固坡的作用,又可美化环境。长度425.5m,株间距2.0m,共约213 株,工程验收前要保证100%的成活率。

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