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涪陵五中滑坡现状分析

2018-02-03朱鹏博田恒秦林宋清亮刘伟张瑾雷锦先

科技创新与应用 2018年5期
关键词:滑坡现状分析

朱鹏博+田恒+秦林+宋清亮+刘伟+张瑾+雷锦先

摘 要:2008年1月3日重庆涪陵五中后山发生山体滑坡,堵塞了319国道,幸未造成人员伤亡,但严重影響到涪陵等地的对外交通,社会影响巨大。文章通过低空航拍、数字图像处理、人为走访的方式对滑坡进行观测,结果显示因人为破坏等诸多因素,滑坡有再次形变可能。建议对人类活动进行限制并进行工程防治,消除滑坡隐患。

关键词:滑坡;无人机航拍;现状分析

中图分类号:P642.22 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2018)05-0178-03

Abstract: On January 3, 2008, a landslide occurred in the fifth mountain of Fuling, Chongqing, which blocked 319 National roads. Fortunately, it did not cause casualties, but it seriously affected the external traffic in Fuling and other places, and the social impact was huge. The landslide is observed through low altitude aerial photography, digital image processing and human visiting. The result shows that landslide may be re formed because of many factors such as human destruction. It is suggested that the human activities be restricted and the engineering prevention and control should be carried out to eliminate the hidden danger of landslides.

Keywords: landslide; UAV aerial photography; status analysis

1 涪陵五中滑坡简介

涪陵五中滑坡位于重庆市涪陵区天子殿居委三社,国道319公路K2270+440-K2270+960段(涪陵五中后门迎宾大道旁)[1]。2008年1月3日,发生山体滑坡。

该滑坡滑动堵塞了319国道,推倒抗滑墙,造成五中后门迎宾大道鼓起损坏。虽及时采取措施进行应急勘测处理,未造成人员伤亡,但严重影响到涪陵等地的对外交通,社会影响巨大[2]。

滑坡体基本特征:滑坡体平面呈圆椅状,属构造剥蚀斜坡地貌,地形西高东低,沿319国道长约390m,东西平均宽度180m,面积7.02万平方米[1],地形坡度较陡,局部形成陡坎状,前后相对高度差108m,该斜坡为单向顺层岩质斜坡,滑坡主滑方向与岩层一致[2],是一个中层大型顺层岩质滑坡。

2 滑坡变形原因与损失

涪陵五中滑坡变形主要以3方面因素共同作用所造成:(1)五中滑坡区变形前降雨量大并且集中,是涪陵五中滑坡区变形的主要加速因素[1];(2)国道319公路在滑坡区上开挖形成的高路堑以及滑坡区居民的生活水渗透改变了地质,起诱发性作用;(3)滑坡区居民开荒用于种养食用蔬菜,造成树木减少,引起地质松软和迎宾大道扩展,使坡体下沿角度增加[3]。

涪陵五中滑坡区东侧有迎宾大道、涪陵五中,滑坡区内有居民小区,滑动造成滑坡区里少量建筑毁坏,国道319公路堵塞,山体下方抗滑挡墙被推到,迎宾大道公路鼓起损坏,幸好进行应急勘测方案[4],未造成人员伤亡。

3 防滑措施

3.1 抗墙防滑

为防止滑坡体再次出现变形,滑坡后对滑坡体进行了工程防治。首先沿迎宾大道建设了防滑抗墙,抗墙能有效延缓滑坡区变形。抗墙长约400m,高3.8m,厚0.5m,面向迎宾大道的滑坡区全面围绕,并在抗墙上种有爬山虎等植物,加固抗墙。

3.2 抗桩防滑

由于国道319公路在涪陵五中滑坡区上开挖形成的高路堑,专家在高路堑上下设计了抗桩。抗桩为长约1.6m,宽1m的长方体结构连环组成,用来固定因修建国道319公路形成的高路堑,起减缓涪陵五中滑坡区的形变的功能。

3.3 地表水渠疏通

因滑坡区中的居民种植食用蔬菜带来的土质疏松,地表水渠便显得尤为重要。沿整个滑坡区建立了排水系统,用来疏通居民日常用水和降雨带来的泥化夹层,防止降雨和居民用水冲刷、渗透、溶蚀、软化地表土质[1],一方面阻止了滑坡区坡体因水增加自重,另一方面阻止了泥化夹层进一步的软化,土质的力学强度大大降低的危险[3]。

4 现状调研

以上的防滑措施是否有效的保护了滑坡体,目前滑坡体现状如何,有没有二次滑坡的可能?为了调查五中滑坡的现状,我们采取了无人机航拍的方式调研五中滑坡。无人机遥感观测技术作为一种远程观测技术,克服了地形、气候的限制,以成本低,作业简单、效率高等独特形式,广泛应用于地质灾害监测中[5]。利用无人机可以及时了解滑坡后灾区的房屋、道路等损毁程度与空间分布,为灾情评估等提供第一手信息。近年来基于无人机低空影像的DEM和数字正射影像DOM的技术不断成熟,在小范围大比例尺度地形测绘中应用广泛,对于大型滑坡区域,基于无人机低空遥感技术,生产大比例尺DEM和DOM的研究较少[5]。

4.1 无人机航拍提取数字正射影像和数字分类地图

在调研涪陵五中滑坡区时,便应用无人机遥感技术对滑坡区进行了3个月(一月一次)低空飞行和人为调查,对滑坡区现状和防治措施进行详细调研。在期间,应用无人机低空遥感技术进行了三维建模,提取了数字正射影像和数字分类地图等数据。如图1,图2所示。endprint

从以上两幅图中,我们可以清晰看到滑坡区里房屋密集,公路横列在滑坡區中,将滑坡区分列成3个高路堑区域,树木少且大部分生长在边缘地带,在滑坡区里大部分区域为种植区。说明涪陵五中滑坡区里的居民较多,种植田地广。在滑坡形变的内因作用的同时,居民活动也是一个诱发性的外部因素。

在数字正摄影像中,我们还可以看出3个高路堑区域中的抗桩防滑措施和地面排水沟渠。这些措施能够有效地固定滑坡,防止滑坡区滑体形变。

4.2 滑坡体等高线

在等高线中可以看出,涪陵五中滑坡区中坎陡高度大,由下往上,高度差距逐渐拉开。而滑坡变形区南部顶端存在潜在滑动,滑床倾斜,与岩层倾向一致。

在滑坡体前缘,由于迎宾大道扩展,造成了等高线愈加向前缘倾斜,坡体前缘角度变大,局部较陡。在滑坡区中,后缘由前缘陡坎高度不断密集开来,而前缘山体坡度变大,承载力学强度降低,山体挤压程度变强,有产生滑坡的潜在可能[6]。

4.3 滑动坡向图

滑坡体坡度在∠24℃~∠36℃之间,前方迎宾大道正好给了滑坡体滑动空间。而滑坡区表面土层结构松软,力学强度低,滑坡岩层力学强度高,由于物理性质和状态存在差异[4],在水的作用下形成泥化层面,极易滑动。

4.4 调研结果

(1)在涪陵五中滑坡区中,防滑措施并没有遍布整个滑坡区,部分地方陡坎高且呈鱼鳞状下排[7],在居民用水和降水量过大的情况,会进行泥化夹层再次泥化。

(2)涪陵五中滑坡区内,植被少,居民开垦荒地用于种植粮食现象严重。滑坡区内,土质松软、力学强度低,在水的影响下,形成泥化层面,引起滑坡二次形变的可能性高。

(3)地上水渠排水设施较少。在滑坡区中,地上水渠通道只有若干条,若在遇到降雨量过大的情况,排水渠道不能尽快排水,降水渗透、侵蚀地表土质,溶蚀、软化地下夹层,因而滑坡区有二次形变的可能。

5 结束语

本文应用无人机低空遥感技术进行了三维建模,提取了数字正射影像,数字分类地图,滑坡体等高线分布和滑动坡向图等成果,并进行了人为调查。结果显示涪陵五中滑坡进行了工程防治,修建了抗墙抗桩和地表水渠,能有效的减小滑坡区变形。但是目前滑坡区居民密集,人为开垦现象严重,植被少,地表土质松软,力学强度低。且部分高路堑未有防滑措施,地表水渠分布密度小。且在滑坡区中依然存在高陡坎,山体滑坡空间大,有二次形变可能性,需要进一步设计防滑措施。

参考文献:

[1]张俊德,张志强.重庆涪陵五中滑坡治理工程设计评价[Z].兰州:中铁西北科学研究院有限公司.

[2]成国文,李晓,许家美,等.重庆涪陵五中滑坡特征及成因分析[J].成都:成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室.

[3]王家宾.浅谈滑坡体的治理[J].山西:中铁十二局集团工程有限公司.

[4]徐兴倩,苏立君,梁双庆.地球物理方法探测滑坡体结构特征研究现状综述[J].北京:地球物理学进展,2015.

[5]张峡辉,蒋志玮.无人机航空摄影测量技术在地形测绘中的应用分析[J].安徽:江西建材,2015.

[6]韩振华,丁旺,卢庆喜,等.北京周口店太平山西坡滑坡形成机理与预防措施[J].北京:地球科学与资源学院,2014.

[7]吴文雄.南冲水库滑坡体处理[M].湖南:娄底市水利水电勘测设计院,2007.endprint

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