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舟曲县某滑坡成因分析与防治措施探讨

2021-11-02赵忠忠

中国金属通报 2021年12期
关键词:坡体滑坡体前缘

赵忠忠

(甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院,甘肃 兰州 730050)

舟曲县为滑坡等地质灾害高发区,周边地质灾害频繁发生,如:锁儿头滑坡、江顶崖滑坡、牙豁口滑坡、泄流坡滑坡以及门头坪滑坡等。长期以来,受暴雨、地震、人类工程活动等的影响,给当地居民的生命财产健康造成了极大的威胁,因此针对舟曲县周边滑坡的成因及防治措施,国内许多学者进行了研究,如:刘秋强,杜岩等对舟曲牙豁口滑坡复活机理进行了研究[1];王秀丽等对舟曲锁儿头滑坡的特征及影响因素进行了分析[2];吴冠仲对舟曲县瓜咱坝3号滑坡成因机理和防治对策进行了探讨[3],刘东飞,王雄师等采用赋值法对舟曲泄流坡滑坡进行了风险评价等[4]。不同学者的针对不同的滑坡灾害体提出了有效的指导型成果。

近年来,因强降雨等作用,舟曲县地质灾害频繁发生,为此,本文以舟曲某滑坡为研究对象,本文通过对该滑坡变形特征、影响因素及稳定性进行分析,针对滑坡前缘采用抗滑桩、滑坡后缘布设截排水渠的防治措施进行了探讨,并提出相应的建议。

1 项目背景

通过在现场进行调查发现,滑坡平面形态呈“长条”型状,南北向长120m,东西向宽100m,主滑方向118°,滑体厚度约8m~15m,平均厚度12m,滑坡体相对高差35m~40m,体积约14.4×104m3,规模为中型。根据滑坡变形特征,该滑坡属于牵引式滑坡,现状条件下滑坡变形迹象明显,坡体表面分布有大量圈椅状拉张裂缝,滑坡前缘鼓胀、中后部拉张裂缝发育,滑坡整体处于不稳定状态。滑坡体后缘为一高20m~25m陡坎,陡坎坡度约50°~60°,随着陡坎不断变形、滑塌,滑塌体呈倒三角形堆积于滑坡后缘,由于堆积物的不断增加,滑坡变形将不断增大,严重威胁着坡脚住户的安全。

2 成因分析

2.1 地形地貌

该滑坡后壁与前缘坡脚高差达40m,坡体整体坡度25°~38°之间,前缘临空条件好,在重力作用下,位于斜坡高处的岩土体由于势能大,就产生了向坡底移动的趋势,在这个趋势力的作用下,斜坡上部的岩土体具备有一定的下滑动力条件,从而为滑坡的滑动的提供了有利的地形条件。

2.2 地层岩性

依据现场勘探结果显示,该滑体主要的物质组成为滑坡堆积物碎石土,物质结构松散,滑带土为破碎灰岩基岩夹杂强风化板岩,夹杂少量粉土,滑床由较为完整的灰岩与千枚状板岩组成,岩体强度较高。在降雨条件下雨水沿地表碎石土入渗,进入滑带土层后,因滑带土层遇水易软化和泥化,滑坡抗滑能力下降,上述地层岩性决定了滑坡的发生的地层条件。

2.3 降雨

舟曲县属北亚热带向北温带的过渡区,降雨量呈不均衡分布,60%降水量在年内主要集中于6~9月,降雨的时间相对集中,并且时有短时间的暴雨,根据调查研究发现,短时间集中强降雨是影响该滑坡稳定的主要因素,降雨对滑坡的影响主要表现为雨水汇集、下渗进入坡体的孔隙、裂隙中,不仅增加了岩土体重量,而且降低了坡体结构面的抗剪强度,进而影响滑坡稳定性。

2.4 地质构造

舟曲县地质构造复杂,断层发育,断裂分布广,经调查研究发现滑坡区受坪定—化马断裂控制,该断裂为一走滑逆冲断裂,规模大,延伸长,分割地层,控制影响山体走向,使山体表现为断块发育,破坏强烈,形成典型的构造破坏带,受断裂活动的影响,坡体岩土体结构破碎,小型褶皱、次级断裂发育,是滑坡等地质灾害发育的重要条件。

3 稳定性分析

3.1 定性分析

滑坡变形迹象明显,边界清晰,滑坡体圈椅状裂缝发育,裂缝宽度5cm~10cm,延伸长度5m~10m,深度30cm~50cm。坡体电杆及树木倾斜,可见明显滑动迹象。滑坡体右侧边界下部可见明显贯通裂缝,裂缝宽50cm~90cm,深50cm~60cm,局部可达1.5m,滑坡前缘有明显隆起现象,坡脚排水渠受滑坡变形影响,已被挤压破坏。故定性分析判断认为,该滑坡稳定性差。

3.2 定量分析

3.2.1 参数选取

本次通过在滑坡体勘探取样,进行室内土工试验分析,同时选取典型断面对坡内聚力和内摩擦角进行反演,对比该区类似工程参数综合确定,具体参数见表1。

表1 滑带土力学参数一览表

3.2.2 计算剖面

选取主滑方向的3条剖面(1-1’、2-2’和3-3’剖面)进行滑坡稳定定量计算。

3.2.3 计算工况

(1)工况一:仅滑坡体自重作用,滑坡滑带土体取表1中天然状态下的C和φ值。

(2)工况二:滑坡体自重和暴雨共同作用,滑坡滑带土体取表1中饱和状态下的C和φ值。

(3)工况三:滑坡体重和地震共同作用,滑坡区地震基本烈度为8度,地震动峰值加速度为0.2g,地震综合影响系数0.05。

3.2.4 计算方法

通过地质勘查和分析表明,该滑坡滑面(带)呈折线形,故采用《滑坡防治工程勘查规范》中E.1.2折线型滑动面计算公式[5]进行计算,计算结果见表2。

表2 滑坡稳定性计算表

经计算分析:在在自重工况作用下1-1’、2-2’、3-3’处于基本稳定状态;在暴雨工况作用下1-1’、2-2’、3-3’处于欠稳定~不稳定状态;在地震工况作用下1-1’、2-2’、3-3’处于不稳定状态。

3.3 综合分析

综合分析结果见表3。

表3 滑坡稳定性综合分析结果

综合判断:滑坡稳定性差。

4 防治措施探讨

4.1 抗滑桩工程

为提高滑坡的抗滑能力,在滑坡前缘贯通布设一排悬臂式抗滑桩,桩长边方向与主滑方向一致,桩间距为6m,设计抗滑桩截面尺寸为1.8×2.4m2,桩长14m,受荷段7m,锚固段长7m,桩间设钢筋混凝土挡土板,防止桩间土体挤出。

4.2 截排水工程

从滑坡变形特征和物质组成可见,滑坡后部陡坡段裂缝发育,物质结构松散,地表水易从后部裂缝中渗入滑坡体内,会降低岩土体强度,使滑带土软弱层的力学性能大大降低,因此,在滑坡外围布设截排水渠,做好排水措施。设计排水渠深0.5m,宽0.5m,渠壁及渠底厚0.2m,基础采用2:8水泥土进行处理,处理深度0.3m。

5 结论

(1)该滑坡属于中层牵引式滑坡,滑坡规模属中型。

(2)影响该滑坡稳定性的因素有地形地貌、地层岩性、降雨、地震以及地质构造等,各因素之间相互作用,因滑后缘高陡,前缘临空,有力的地形条件在降雨作用下雨水沿滑坡体松散物质下渗,增加了岩土体重量,降低了结构面抗剪强度。

(3)滑坡稳定性分析:经滑坡定性分析和定量计算,综合分析判定滑坡稳定性差。

(4)本文通过对滑坡稳定性及影响因素分析,提出了滑坡的防治措施,主要为前缘采用抗滑桩工程进行支挡,确保其稳定性,滑坡外围修建截排水渠,减少地表水下渗对滑坡稳定造成的不利影响。

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