復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害治理案例分析
時(shí)間:2022-09-30 14:36:18
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福建省地處中國東南沿海,山地丘陵占全省陸域面積87%,地質(zhì)環(huán)境條件較復(fù)雜、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育,是地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)的省份[1]。福建省的大部分地質(zhì)災(zāi)害表現(xiàn)為滑坡、崩塌和泥石流,或二種及多種地質(zhì)災(zāi)害形式共存的復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害。伴隨著人類活動(dòng)不斷擴(kuò)展,工程建設(shè)對(duì)于大自然的影響也越來越大,地質(zhì)災(zāi)害也逐漸由單一模式向復(fù)合模式轉(zhuǎn)變,其治理措施也越來越綜合化[2]。本文結(jié)合某復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)為案例,介紹了復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害永久綜合治理措施,為其它復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害的治理提供參考。
1地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)概況
該地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于福建省福州市山區(qū)腹地,經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查,主要由淺層土質(zhì)滑坡、崩塌隱患及滾石隱患組成。滑坡長約40m,寬約35m,厚度約3m,滑坡方量約3500m3,滑坡體前緣脫離坡面堆積在屋后及地勢低洼處,滑坡體主要物質(zhì)組成以塊石、碎石為主,含少量的粘性土,塊石粒徑約20~100cm,后緣出現(xiàn)兩條拉張裂縫,陡壁下錯(cuò),滑坡在平面上呈半圓弧狀。崩塌隱患位于坡腳出露巖質(zhì)邊坡,滾石隱患則來源于滑坡體及后緣散落在崩坡積堆積層的孤石(如圖1)。按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T32864-2016)表3,滑坡防治工程分級(jí)為二級(jí),地質(zhì)條件復(fù)雜程度為復(fù)雜。
1.1場地工程地質(zhì)條件
本場地屬于構(gòu)造剝蝕作用形成的低山地貌,滑坡發(fā)生位置接近坡腳。滑坡區(qū)域地勢總體東南高西北低,海拔高差最大32m,整體坡度約35°。滑坡范圍海拔高程在168~186m,海拔高差18m。其西北側(cè)坡腳基巖陡壁出露,高度8~13m。滑坡區(qū)內(nèi)主要地層巖性為崩坡積堆積體(Q4dl+col)、下伏基巖為白堊系下統(tǒng)黃坑組上段凝灰?guī)r(K1h2)。表層為塊石(粒徑大于200mm的顆粒質(zhì)量約占總質(zhì)量552~701%),呈次棱角狀,風(fēng)化程度中等,充填物以粉質(zhì)粘土為主,含量約25~45%,級(jí)配較差,均勻性較差,局部相變?yōu)樗槭蚝承酝了槭痪植糠植即罅焦率畲罅竭_(dá)3~5m,中風(fēng)化狀,其根部普遍嵌入坡體內(nèi),部分脫離坡體堆積在坡面表層(如圖2)。坡腳中風(fēng)化基巖出露,節(jié)理與裂隙較發(fā)育,多呈高角度閉合裂隙。
1.2場地水文地質(zhì)條件
滑坡區(qū)及其周邊地下水類型為為第四系潛水和基巖裂隙水。碎石土孔隙中潛水,主要受大氣降水和上游地下水的側(cè)向補(bǔ)給,透水性好,富水性差。賦存于各風(fēng)化巖層中的孔隙~裂隙型弱承壓水,各風(fēng)化層的風(fēng)化孔隙裂隙較發(fā)育,尤其是破碎帶,含水性、透水性大,水量大。滑坡區(qū)位于斜坡上,沿山體自南東向北西排泄,未測得穩(wěn)定水位。根據(jù)區(qū)域水文地質(zhì)資料及場地地形、地貌特征結(jié)合地區(qū)經(jīng)驗(yàn),預(yù)計(jì)該場地范圍內(nèi)全年地下水位變化幅度約為200~300m。
1.3地質(zhì)災(zāi)害的成因及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
1.3.1滑坡的成因分析滑坡所處的斜坡區(qū)域匯水面積大,呈上下陡中部緩的形態(tài),中部利于匯水,不利于排水;滑坡體為碎石土,透水性好,雨水快速進(jìn)入坡體,滑坡前緣先發(fā)生滑動(dòng),使上部失去支撐而產(chǎn)生變形,滑面形成,滑體沿土巖交界面滑動(dòng),最終導(dǎo)致滑坡發(fā)生。同時(shí),且碎石土層中個(gè)別塊石粒徑較大,在自重作用下向地勢低洼處滑動(dòng),塊石周邊土體失穩(wěn),也促使了滑坡進(jìn)一步發(fā)展。1.3.2崩塌隱患分析坡腳區(qū)域?yàn)樗閴K狀~中風(fēng)化巖出露,受多組節(jié)理切割,其中,L1具備柱狀節(jié)理性質(zhì),呈規(guī)則或不規(guī)則柱狀形態(tài)的原生張性破裂構(gòu)造,受L4和L5切割為順坡向楔形體,形成危巖(如圖3)。根據(jù)滑坡區(qū)周邊調(diào)查情況,周圍道路沿線可見類似陡立垂直巖壁,L4和L5切割深度不大,不會(huì)形成深層滑動(dòng)面,其切割形成的危巖塊體體積普遍較小,但上方滑坡可能引發(fā)或加劇下方基巖沿裂隙面崩裂。圖3赤平投影圖1.3.3滾石隱患分析滑坡區(qū)域及后緣坡面有多處孤石堆積(粒徑約10~35m,中風(fēng)化狀,局部大于5m)。此類粒徑大小不一的風(fēng)化球體受外界環(huán)境擾動(dòng)易產(chǎn)生坡表移動(dòng),小的球體形成跳躍運(yùn)動(dòng)的落石,大的球體則形成翻滾運(yùn)動(dòng)的滾石,由于在運(yùn)動(dòng)過程中經(jīng)歷了啟動(dòng)加速以及勢能向動(dòng)能的轉(zhuǎn)化,其沖擊破壞作用是驚人的[3]。孤石一旦發(fā)展成滾石,也可能成為下方滑坡的物源。
2治理方案選擇
2.1滑坡治理方案
王恭先總結(jié)了滑坡防治方案選擇與優(yōu)化經(jīng)驗(yàn),認(rèn)為滑坡治理方案中應(yīng)優(yōu)先考慮地表及地下排水工程。當(dāng)滑坡地下水發(fā)育時(shí),應(yīng)首先設(shè)置地下排水工程,降低滑坡地下水位和滑帶土孔隙水壓力,提高其穩(wěn)定性,減少支擋工程量[4]。滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范中也建議當(dāng)滑坡體表層有積水濕地和泉水露頭時(shí),可將排水溝上端做成滲水盲溝,伸進(jìn)濕地內(nèi),達(dá)到疏干濕地內(nèi)上層滯水的目的[5]。地下排水盲溝可以有效攔截滑坡體后部深層地下水,是提高坡體穩(wěn)定性的有效措施,適用于規(guī)模小、滑面淺的滑坡。本例中滑坡區(qū)域匯水面積大,滑坡坡體表層為崩坡積碎石土,勘察報(bào)告提供的滲透系數(shù)經(jīng)驗(yàn)值為30m/d,屬強(qiáng)透水層,滑面即土巖交界面。地表至滑面的深度有4~5m,開挖面積大,開挖過程的擾動(dòng)可能會(huì)觸發(fā)坡體孤石失穩(wěn),從而牽引起后部及上部坡體塌滑,施工安全控制方面難度大,因此造價(jià)經(jīng)濟(jì)、治理效果好的排水盲溝在此案例中不適用。根據(jù)本滑坡的特點(diǎn),結(jié)合施工條件、施工難度及經(jīng)濟(jì)性等因素綜合考慮,滑坡區(qū)采用“削坡減載、支擋為主、擋排結(jié)合”的治理方案:上部滑坡按1:08~1:1的坡率卸載,滑坡中前部“固腳、束腰”布設(shè)微型樁及錨索框架,以仰斜孔群排地下水,排水溝排地表水(如圖4、5)。在支擋措施的選擇上,抗滑樁通過樁身將上部承受的坡體推力傳給樁下部的側(cè)向土體或巖體,使邊坡保持平衡或穩(wěn)定[6],是滑坡治理常用的有效支擋手段,可單獨(dú)設(shè)置,也可與其他治理工程配合使用[7]。結(jié)合本例的實(shí)際情況,滑坡位于斜坡上,若采用大型灌注樁成孔設(shè)備成孔,沒有充分的施工空間,且成樁時(shí)的擾動(dòng)可能誘發(fā)次級(jí)災(zāi)害;表層孤石含量多,且中風(fēng)化基巖埋深較淺(5~7m),若采用人工挖孔成樁不僅成孔難度大,嵌固段長度也因成孔困難無法滿足設(shè)計(jì)規(guī)范要求。綜合以上分析,本滑坡治理工程采用兩排樁徑較小(樁徑350mm,間距2m)的微型樁作抗滑結(jié)構(gòu),不僅成孔方便(小型鉆機(jī)就能成孔),嵌固段長度也得以保證。中上部開挖坡面則采用錨索框架支護(hù),分擔(dān)滑坡下滑力。錨索采用壓力分散型錨索,由三個(gè)單元錨索組成,每個(gè)單元錨索分別由2束1524mm無粘結(jié)鋼絞線內(nèi)錨于鋼質(zhì)承載體組成(3孔6?s1524mm),錨索長度為15m,水平間距為3m。排水系統(tǒng)方面,采用深層仰斜孔群排坡體地下水,排水孔深15m,上斜10°,間距3m;Ⅰ型排水溝(截面為600mm×500mm)位于滑坡后緣外5m,Ⅱ型排水溝(截面為400mm×400mm)位于平臺(tái)。
2.2崩塌及滾石隱患治理方案
坡腳區(qū)域大部分為碎塊狀~中風(fēng)化巖出露,受多組節(jié)理切割而形成危巖,存在崩塌隱患,如前所述,L4和L5切割深度不大,不會(huì)形成深層滑動(dòng)面,因此采用SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)對(duì)坡腳巖質(zhì)邊坡進(jìn)行防護(hù),在有效攔截坡面掉落松散巖體塊的同時(shí),也利于邊坡基巖裂隙水的順利排出,在造價(jià)上也相對(duì)經(jīng)濟(jì)。經(jīng)實(shí)地調(diào)查,發(fā)現(xiàn)滑坡區(qū)域有7塊體量較大的危石,目前基本處于穩(wěn)定狀態(tài),但在暴雨、Ⅶ度地震烈度或人類活動(dòng)的干預(yù)下,存在發(fā)生移動(dòng)、滾動(dòng)的可能。由于危石所處位置較高,崩落的沖擊能量大,采用靜態(tài)爆破解后清理,同時(shí),清理坡面危石也有利于減少下部潛在滑坡的推力。
3監(jiān)測
本治理工程布置了坡體深層水平位移(測斜)、坡頂?shù)乇硭轿灰坪统两狄约板^索拉力和預(yù)應(yīng)力損失監(jiān)測等監(jiān)測手段,建立了較完善的監(jiān)測系統(tǒng)。滑坡施工期及竣工2年之內(nèi),坡體深層水平位移累計(jì)值20mm,坡頂及平臺(tái)地表沉降累計(jì)值18mm。各項(xiàng)監(jiān)測數(shù)據(jù)均滿足規(guī)范要求,邊坡處于穩(wěn)定狀態(tài),未見不良工程地質(zhì)現(xiàn)象。
4結(jié)論
(1)該地質(zhì)災(zāi)害為一復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害,包含滑坡、崩塌隱患及滾石隱患等多種地質(zhì)災(zāi)害,它們可能相互作用,相互影響。(2)單一的治理措施難以治理復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害,因此設(shè)計(jì)方案的確定應(yīng)結(jié)合施工條件、施工難度及經(jīng)濟(jì)性等條件綜合考量,提出有針對(duì)性的治理措施。(3)本案例中針對(duì)滑坡、崩塌隱患及滾石隱患分別采用了支擋、主動(dòng)防護(hù)及爆破分解的治理措施,結(jié)合排水系統(tǒng),取得良好的治理效果,為其它復(fù)合型地質(zhì)災(zāi)害的治理提供參考。
參考文獻(xiàn)
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作者:謝錫丹 單位:福建東辰綜合勘察院有限公司
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