涉水山體滑坡原因分析與處理措施的研究

楊秀華

(貴州省思南縣水利水電勘測設(shè)計隊，貴州思南 565100)

思南縣城屬于典型的山城，座落在烏江河畔，區(qū)內(nèi)最高點北面猴子山海拔高程1 148.4 m，最低點為烏江河面處海拔高程353.0 m左右，相對高差795 m，烏江河谷成呈V或U型，縣城大小建筑物都建在烏江兩岸，在工程施工中，深切方邊坡開挖施工是常見的，而在深切方邊坡開挖施工中，往往會遇到山體滑坡現(xiàn)象。思南縣污水處理廠在場平開挖中，西側(cè)深切方，東側(cè)深填方，工程建成后，東側(cè)邊坡形成推移式山體滑坡，并且延伸至烏江河邊，一遇洪水會造成更大的災(zāi)害。本文通過現(xiàn)場地質(zhì)勘察資料，全面分析造成山體滑坡的原因及該邊坡支護(hù)結(jié)合縣城防洪堤建設(shè)的治理措施。

1 地形地貌

本滑坡體位于思南縣城北郊，污水處理廠東側(cè)外緣階地的斜坡地帶，邊坡沿烏江河岸布置，烏江兩岸500～600 m高程常有寬緩的巖溶臺地(寬谷平臺)，臺地以上為寬谷，以下為峽谷。峽谷一般呈V或U型，切深200 m，灰?guī)r河段階地少見，砂頁巖河段階地發(fā)育。地貌形態(tài)主要是低中山緩坡地形，為中低山、溝谷、侵蝕洼地地貌;地貌單元為階地緩坡地貌，地形起伏較大，岸坡呈400坡度，邊坡頂部最高點(376.0 m)比邊坡底部最低點(352.56 m)高23.44 m，勘察場地西高東低。滑坡體面積8 000 m2，影響帶邊坡縱向長度約180 m，橫向?qū)挾燃s88.0 m。

2 地層巖性

區(qū)內(nèi)出露地層主要有三疊系夜郎組、永寧鎮(zhèn)組地層，以灰?guī)r、泥灰?guī)r及白云質(zhì)灰?guī)r為主;第四系覆蓋層主要分布于河床，階地及緩坡地帶，成分為殘、坡積紅黏土夾碎石，沖、洪積卵礫石層，砂壤土，分布厚度0～15 m?；麦w場地巖性單一，均為志留系秀山組(Sx)泥巖，其節(jié)理裂隙較發(fā)育，地層產(chǎn)狀為170°∠7°，單斜構(gòu)造。

3 水文地質(zhì)條件

烏江河谷為該區(qū)域的最低地形，河床為地表水及地下水的最低排泄基準(zhǔn)面。大氣降水通過地表下滲形成泉點出露。地下水主要受巖性和構(gòu)造線控制，區(qū)內(nèi)地下巖溶通道較發(fā)育，地表特征較明顯，地表分水嶺與地下分水嶺基本一致。測區(qū)內(nèi)地下水類型主要有碳酸鹽巖裂隙溶洞水，基巖裂隙水及賦存第四系沖、洪積相砂、卵石中的孔隙含水。大氣降水是測區(qū)地下水主要補(bǔ)給來源，測區(qū)地下水埋深變化大，工程區(qū)河谷兩岸地下水均高于河床水位，地下水動力類型為補(bǔ)給型，兩岸地下水補(bǔ)給烏江。

4 滑坡形成的過程

在污水處理廠未建之前該邊坡及附近都沒有滑坡發(fā)生，由于思南縣污水處理廠場平開挖，在污水處理廠東側(cè)邊界和烏江河邊之間坡體上堆填1～10 m的松散土體，下雨時坡體頂處有開裂和滑塌現(xiàn)象，形成滑坡?；麦w縱向長度約180 m，橫向?qū)挾燃s88.0 m，滑坡體腳沿烏江河岸布置。下游砂砣電站設(shè)計正常高水位為365.00 m，洪水位為369.65 m，校核洪水位為375.46 m，死水位為353.5 m。該處烏江河水位高程為353.08 m，下游砂砣水電站建成蓄水后，該坡體段烏江水位將上漲至高程365.00 m，水位漲幅12 m，因水位上漲，土體力學(xué)指標(biāo)急劇下降，致使該滑坡體繼續(xù)下滑，對周邊人民群眾的生命財產(chǎn)安全及污水處理廠污水池、泵房和管網(wǎng)等建筑物造成破壞。

滑坡形成后，滑坡體地貌形態(tài)發(fā)生了明顯的變化，主要表現(xiàn)在4個方面:①地面出現(xiàn)明顯的地形地貌變化;②滑坡體表面出現(xiàn)較多裂縫，延伸走向一致，塌陷深度不一;③滑坡體前部出現(xiàn)爆裂和鼓脹;④滑坡體后壁出現(xiàn)陡坎;⑤污水處理廠泵房開裂、污水池外側(cè)基礎(chǔ)沉陷。

5 滑坡體形成原因分析

5.1 人為因素

因人工開挖污水處理廠場平，西側(cè)深切方形成臨空面，東側(cè)深填方破壞了原有的平衡條件，在東側(cè)邊坡上堆填了約3萬m3泥土，由于本身坡體較陡，加之堆積體荷載太大，在坡體前沿產(chǎn)生拉裂隙，隨著時間的延長，破裂面漸漸貫通，坡體產(chǎn)生蠕變，加上滲水的影響，拉裂破壞加劇，蠕動速度加快形成滑坡。

5.2 地下水因素

該邊坡為土質(zhì)邊坡，由于坡體堆積土沒有夯實，很松散，透水性好，暴雨季節(jié)，雨水順土隙下滲，加之基巖節(jié)理裂隙發(fā)育，地表水、地下水進(jìn)而使滑動面的滑動力增大，在巖體中形成動水壓力和靜水壓力，為山體滑坡提供了更有利條件。

5.3 巖性因素

巖性是構(gòu)成滑坡的基礎(chǔ)，本滑坡體地基巖土主要為志留系秀山組(Sx)泥巖、粉砂質(zhì)頁巖，階地及緩坡地帶，成分為殘、坡積紅黏土夾碎石，沖、洪積卵礫石層，砂壤土，邊坡土體類型為河流沖積形成的黏性土，(粉質(zhì)黏土、粉土)，經(jīng)滲水泡透易導(dǎo)致順軟層面產(chǎn)生滑動。

6 山體滑坡的治理措施

本滑坡體是由于開挖污水處理廠場平向坡體堆積巖土誘發(fā)的，地段處于思南縣城郊，坡腳又涉烏江河水，治理措施既要考慮邊坡支護(hù)保護(hù)污水處理廠設(shè)備及人員安全，又要結(jié)合城市的發(fā)展遵從市政建設(shè)(城市堤防)的規(guī)劃，滿足洪水標(biāo)準(zhǔn)量級設(shè)計建設(shè)。首先作好勘察工作，擬定治理方案，進(jìn)行穩(wěn)定性計算，確定治理措施。

6.1 工程勘察

根據(jù)勘察的任務(wù)和要求，確定采用工程地質(zhì)鉆探、測繪和取巖土樣作室內(nèi)試驗等勘察手段。沿邊坡主滑方向布置勘探線6條，在垂直于主滑方向布置勘探線4條，共布置勘察孔40個，鉆探總進(jìn)尺693.90 m，其中土層443.00 m，強(qiáng)風(fēng)化泥巖50.70 m，中風(fēng)化泥巖200.20 m。

6.2 邊坡(堤防)穩(wěn)定性計算和評價

邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果見表1。

表1 邊坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表

6.3 防洪標(biāo)準(zhǔn)、設(shè)計洪水水面線

防洪標(biāo)準(zhǔn)按20 a一遇洪水標(biāo)準(zhǔn)治理，建筑物級別為4級。根據(jù)思南縣水文站、縣城區(qū)烏江上游思林電站、下游砂砣電站資料，擬采用思南水文站斷面防汛特征水位演算，該滑坡體處烏江河水位高程353.08 m。而思南縣水文站實測烏江斷面處，烏江河水位高程353.93 m，較該堤防工程處相差0.85 m。而水文站處烏江 100 a一遇洪水位為 381.41 m，50 a一遇洪水位為379.28 m，20 a一遇洪水位為376.18 m，10 a一遇洪水位為373.58 m。由于該工程所處烏江斷面基本與思南縣水文站烏江斷面一致，所以，根據(jù)水文站斷面推算思南縣污水處理廠東側(cè)邊坡(堤防)工程處20 a一遇洪水位為375.33 m。因此該工程堤防頂部高程確定為376.00 m，能滿足20 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)。

6.4 治理方案

考慮到烏江河下游在建砂砣水電站建成蓄水后，該坡體段烏江水位高程365.00 m，水位上漲12.0 m，水位上漲后造成邊坡土體力學(xué)指標(biāo)急劇下降，坡體穩(wěn)定性受到嚴(yán)重威脅，造成邊坡下滑，對坡頂污水池、水泵房和管網(wǎng)等建筑物造成破壞，為確保該邊坡永久性穩(wěn)定，據(jù)勘察資料和邊坡高度的特點，綜合考慮城市規(guī)劃、烏江河水上漲和場地邊坡地質(zhì)條件等不利因素，邊坡采用砌石衡重式擋土墻方案，結(jié)合城市防洪(堤防)頂部標(biāo)高按20 a一遇防洪標(biāo)準(zhǔn)，并考慮堤頂今后通車滿足50 t荷載進(jìn)行修筑。

具體步驟:①卸載放緩邊坡，將滑坡體上部土體轉(zhuǎn)移，減輕滑體重量，降低下滑力;②施工中首先修筑圍堰后將堤防基礎(chǔ)開挖至中風(fēng)化泥巖做地基持力層;③堤防頂面滿足50 t荷載車輛通行;④加強(qiáng)邊坡面的排水設(shè)施，使地下水盡量不下滲到巖體中;⑤在修筑堤防之前設(shè)置沉降觀測點，作好邊坡監(jiān)測工作，及時預(yù)報信息，以便進(jìn)行加固處理，保證邊坡安全。

7 結(jié)語

涉水山體滑坡在城市日益飛速發(fā)展的今天，也是經(jīng)常遇見的，其實質(zhì)影響因素與常規(guī)滑坡一樣，與地形地貌、地層巖性、巖石產(chǎn)狀，水文地質(zhì)條件密切相關(guān)。尤其是軟質(zhì)巖土在進(jìn)行人工活動后，應(yīng)采取封閉或相應(yīng)抵抗體等措施來保持現(xiàn)有的平衡。在城市邊坡涉水治理中還要考慮城市規(guī)劃、洪水量級和場地邊坡地質(zhì)條件不利因素等綜合治理措施。

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