廖劍斌
(湖南省有色地質(zhì)勘查局二一七隊(duì),湖南 衡陽(yáng) 421000)
近年來(lái)隨著城鎮(zhèn)發(fā)展建設(shè)以及居民生活生產(chǎn)建設(shè)活動(dòng)的不斷增強(qiáng),地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生,其中滑坡地質(zhì)災(zāi)害尤為嚴(yán)重。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生不僅嚴(yán)重威脅當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全同時(shí)也造成了巨大的經(jīng)濟(jì)損失,影響經(jīng)濟(jì)開(kāi)發(fā)建設(shè)工作。因此,對(duì)于地質(zhì)災(zāi)害的勘查工作以及提出針對(duì)可行性的防治措施具有十分重要的意義。本文主要以滑坡地質(zhì)災(zāi)害作為研究對(duì)象,淺要闡述滑坡地質(zhì)災(zāi)害的勘查工作手段以及常用的防治技術(shù)措施[1]。
滑坡是指斜坡巖土體沿著慣通的剪切破壞面所發(fā)生的滑移地質(zhì)現(xiàn)象,滑坡常常給人民生命財(cái)產(chǎn)造成巨大損失?;轮饕奈:κ莻鋈恕⑿?,毀壞田地,摧毀廠房、學(xué)校以及機(jī)關(guān)企事業(yè)單位各種設(shè)施等。
(1)根據(jù)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的物質(zhì)組成可以將滑坡劃分為土質(zhì)滑坡、巖質(zhì)滑坡,具體劃分詳見(jiàn)下表。
表1 常用滑坡地質(zhì)災(zāi)害(物質(zhì)組成)分類匯總表
(2)根據(jù)滑坡體厚度可以將滑坡劃分為淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡和超深層滑坡,具體劃分詳見(jiàn)下表。
表2 常用滑坡地質(zhì)災(zāi)害(滑體厚度)分類匯總表
(3)根據(jù)滑坡體運(yùn)動(dòng)形式可以將滑坡劃分為推移式滑坡、牽引式滑坡,具體劃分詳見(jiàn)下表。
表3 常用滑坡地質(zhì)災(zāi)害(運(yùn)動(dòng)形式)分類匯總表
(4)根據(jù)滑坡體體積可以將滑坡劃分為小型滑坡、中型滑坡、大型滑坡、特大型滑坡和巨型滑坡,具體劃分詳見(jiàn)下表。
表4 常用滑坡地質(zhì)災(zāi)害(滑體體積)分類匯總表
2.1.1 目的
在充分收集滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)控災(zāi)地質(zhì)環(huán)境條件的基礎(chǔ)上,查明滑坡的類型、基本特征、影響因素、形成機(jī)制、破壞模式以及危害性,為地質(zhì)災(zāi)害的安全避讓、監(jiān)測(cè)預(yù)警、下一步工程治理提供技術(shù)參數(shù)依據(jù)[2]。
2.1.2 任務(wù)
查明滑坡所在區(qū)的自然人文環(huán)境,滑坡產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境,滑坡分布范圍、形態(tài)特征、滑體厚度、規(guī)模及邊界條件,滑坡的物質(zhì)組成、結(jié)構(gòu)特征、滑帶形態(tài)、物質(zhì)結(jié)構(gòu)及其物理力學(xué)性狀特征,滑坡區(qū)段水文地質(zhì)條件,滑坡變形特征、滑坡形成機(jī)制和動(dòng)力(內(nèi)、外)因素,對(duì)滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算與分析,綜合評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性、變形形式及規(guī)模,對(duì)滑坡提出滿足治理方案設(shè)計(jì)所需的各巖土(層)的物理力學(xué)參數(shù)。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作開(kāi)展過(guò)程中主要依據(jù)以下工作規(guī)范:
(1)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864-2016)。
(2)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘查規(guī)范》(DB 50/143—2003)。
(3)《巖土工程勘察規(guī)范》(GB 50021-2001)(2009 年版)。
(4)《建筑工程地質(zhì)勘探與取樣技術(shù)規(guī)程》(JGJ/T 87-2012)。
(5)《工程巖體分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)》(GB/ T 50218-2014)。
(6)《工程巖體試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50266-2013)。
(7)《土的工程分類標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T 50145—2007)。
(8)《土工試驗(yàn)方法標(biāo)準(zhǔn)》(GB/T50123-2019)。
(9)《工程測(cè)量規(guī)范》(GB 50026-2007)。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查工作應(yīng)在資料收集的基礎(chǔ)上,采用地形測(cè)量、工程地質(zhì)測(cè)繪(地面調(diào)查)、鉆探(工程鉆探、簡(jiǎn)易鉆探)、山地工程(井探、槽探)、物探等多種手段并結(jié)合原位試驗(yàn)和室內(nèi)實(shí)驗(yàn)的方法進(jìn)行。
圖1 滑坡勘查工作流程圖
2.3.1 資料收集
收集滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)氣象水文、基礎(chǔ)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、遙感影像數(shù)據(jù)、地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查資料、汛期巡排查資料以及類似地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查工作等相關(guān)資料,準(zhǔn)確掌握滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)的地質(zhì)環(huán)境背景條件。
2.3.2 地形測(cè)量
為滿足滑坡勘查工作要求,地形測(cè)量范圍應(yīng)包括滑坡體范圍以及周邊影響范圍。應(yīng)在測(cè)區(qū)內(nèi)布設(shè)3個(gè)E級(jí)GPS點(diǎn),布設(shè)成三角形,三點(diǎn)之間進(jìn)行邊、角測(cè)量,作為該區(qū)起算數(shù)據(jù),點(diǎn)位選在土質(zhì)堅(jiān)實(shí)的地方,便于埋石、觀測(cè),并能永久保存,方便后期治理工程施工。測(cè)量精度要按照1:500~1:1000比例精度要求,要將滑坡影響范圍內(nèi)水溝、水坑、水塘、泉水、裂縫、塌陷坑等與滑坡有關(guān)的水文地質(zhì)點(diǎn)與微地貌表現(xiàn)到地形圖上。
2.3.3 工程地質(zhì)測(cè)繪(地面調(diào)查)
工程地質(zhì)測(cè)繪內(nèi)容應(yīng)包括滑坡所在區(qū)(滑坡范圍、滑坡影響范圍)的自然地理及經(jīng)濟(jì)環(huán)境,滑坡產(chǎn)生的地質(zhì)環(huán)境條件,滑坡的水文地質(zhì)條件,滑坡的變形特征以及人類工程活動(dòng)。工程地質(zhì)測(cè)繪的詳細(xì)程度,與所選的比例尺相適應(yīng)。對(duì)于評(píng)價(jià)滑坡形成過(guò)程及穩(wěn)定性有重要意義的地質(zhì)現(xiàn)象(裂縫、鼓丘、滑坡平臺(tái)、滑坡邊界、潛在剪出口)必須描繪到地質(zhì)圖上。調(diào)查中必須采用專門的滑坡野外卡片記錄觀測(cè)點(diǎn),記錄必須與實(shí)際相符,記錄內(nèi)容描述應(yīng)全面,不漏項(xiàng),突出重點(diǎn)。
2.3.4 鉆探(工程鉆探、簡(jiǎn)易鉆探)
在滑坡勘查過(guò)程中為了查明滑坡的滑動(dòng)層面(軟弱面)位置及要素,了解和分析滑坡的穩(wěn)定性及深部滑動(dòng)情況,以及為后期定量評(píng)價(jià)滑坡的穩(wěn)定性提供有關(guān)物理參數(shù),通常采取工程鉆探手段,對(duì)于確實(shí)不好搬家施工的場(chǎng)地可以采用少量簡(jiǎn)易鉆探輔助施工。在鉆探過(guò)程中及時(shí)對(duì)巖心進(jìn)行編錄,準(zhǔn)確掌握地層變化情況。
滑坡工程鉆探施工滿足下列要求:對(duì)滑體松軟土層應(yīng)采用雙層巖芯管鉆進(jìn),或干鉆、風(fēng)壓鉆進(jìn)、無(wú)泵反循環(huán)鉆進(jìn)等鉆探工藝;鉆進(jìn)至預(yù)估的滑帶面時(shí)以上5m或發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面跡象時(shí),應(yīng)增大鉆進(jìn)壓力、降低鉆進(jìn)速度,提高巖芯采取率,且控制回次進(jìn)尺長(zhǎng)度;每個(gè)鉆孔均應(yīng)采集不同深度的土樣進(jìn)行室內(nèi)土工實(shí)驗(yàn);鉆進(jìn)過(guò)程中記錄鉆進(jìn)的難易程度及鉆進(jìn)速度的變化,測(cè)量記錄鉆進(jìn)過(guò)程中縮徑、掉塊、塌孔、卡鉆、涌水、掉鉆的位置和地下水的初見(jiàn)水位以及停鉆穩(wěn)定24h后的靜止水位。鉆孔完成在測(cè)定完水位后要及時(shí)按照要求封孔以免地表水灌入滑坡體內(nèi)。
2.3.5 山地工程(井探、槽探)
山地工程以淺井和探槽為主,應(yīng)配合工程地質(zhì)測(cè)繪(地面調(diào)查)進(jìn)行。主要用以調(diào)查滑坡的規(guī)模、邊界、物質(zhì)組成、形成條件、獲取土體現(xiàn)場(chǎng)物理試驗(yàn)參數(shù)等。山地工程開(kāi)挖施工過(guò)程中應(yīng)及時(shí)記錄遇到的現(xiàn)象,尤其是坡體裂縫、滑帶(軟弱面)、出水點(diǎn)(水量、水質(zhì))、頂?shù)装遄冃吻闆r(底鼓、片幫、下沉等),開(kāi)挖完畢后應(yīng)進(jìn)行編錄并繪制山地工程展開(kāi)圖,編錄完成及時(shí)進(jìn)行回填。
2.3.6 物探工作
物探工作一般應(yīng)在鉆探工作之前開(kāi)展,根據(jù)災(zāi)害點(diǎn)的實(shí)際情況(調(diào)查需求、測(cè)區(qū)地形、地物條件)因地制宜地設(shè)計(jì)測(cè)線布設(shè)。測(cè)線長(zhǎng)度、間距以能控制滑坡影響范圍為原則,并盡可能通過(guò)鉆孔或地質(zhì)勘探線。通過(guò)物探手段,初步查明滑坡空間分布狀態(tài)、地質(zhì)結(jié)構(gòu)及滑床埋藏情況、軟弱夾層的分布、覆蓋層厚度等。物探成果應(yīng)由地球物理與工程地質(zhì)人員聯(lián)合作出解釋,在鉆探、井探實(shí)施后應(yīng)結(jié)合勘探成果進(jìn)行二次解釋,提高物探成果的準(zhǔn)確性和探測(cè)精度。
2.3.7 原位試驗(yàn)
滑坡勘查過(guò)程中涉及的原位測(cè)試主要包括現(xiàn)場(chǎng)大重度試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)直接剪切試驗(yàn)、現(xiàn)場(chǎng)水文地質(zhì)試驗(yàn)(抽、注水試驗(yàn))、標(biāo)準(zhǔn)貫入試驗(yàn)、動(dòng)力觸探試驗(yàn)等。原位測(cè)試方法應(yīng)根據(jù)滑坡區(qū)巖土條件、設(shè)計(jì)對(duì)參數(shù)的要求、地區(qū)經(jīng)驗(yàn)和測(cè)試方法的適用性等因素選用。原位測(cè)試成果應(yīng)與室內(nèi)試驗(yàn)和工程反算參數(shù)作對(duì)比,檢驗(yàn)其可靠性,最終提供給治理工程設(shè)計(jì)使用。
2.2.8 室內(nèi)實(shí)驗(yàn)
室內(nèi)實(shí)驗(yàn)主要包括巖石實(shí)驗(yàn)、土工實(shí)驗(yàn)以及水樣分析。巖石實(shí)驗(yàn)主要包括容重、吸水率、抗壓強(qiáng)度以及抗剪強(qiáng)度等;土工實(shí)驗(yàn)測(cè)試指標(biāo)應(yīng)包括天然重度、飽和重度、含水量、壓縮系數(shù)、液限、塑限、給水度、天然及飽和狀態(tài)的粘聚力和內(nèi)摩擦角;水樣分析應(yīng)查明地下水和地表水的化學(xué)成分及對(duì)砼的侵蝕性和對(duì)鋼結(jié)構(gòu)的侵蝕性等。
表5 常用滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治技術(shù)手段匯總表
結(jié)合多年地質(zhì)災(zāi)害防治工作經(jīng)驗(yàn),總結(jié)了以下幾點(diǎn)防治原則。
(1)預(yù)防為主原則。
(2)防治結(jié)合原則。
(3)綜合防治原則。
(4)動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì),動(dòng)態(tài)施工原則。
滑坡防治的主要目的在于消除其危害,不留后患,在具體實(shí)施防治工程過(guò)程中應(yīng)結(jié)合綠水青山就是金山銀山的理念做到既穩(wěn)定了滑坡又保護(hù)好環(huán)境。常見(jiàn)的滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施主要包括排水工程、支擋工程、錨固工程、坡面防護(hù)工程以及其他防護(hù)工程。
3.2.1 排水工程
滑坡地質(zhì)災(zāi)害大多發(fā)生在暴雨、強(qiáng)降雨季節(jié),由此可見(jiàn)水是滑坡發(fā)生的一個(gè)外部重要影響因素。排水工程的主要目的是為了有效降低滑坡體中的地下水位、消除或減少作用在滑坡體中的靜水壓力、減少地表徑流對(duì)坡面的沖刷作用,提高滑坡的穩(wěn)定性。目前常見(jiàn)的排水工程包括地表排水工程和地下排水工程。地表排水工程主要有截水溝工程、排水溝工程。地下排水工程主要有排水盲溝工程、排水隧洞工程。
3.2.2 支擋工程
滑坡地質(zhì)災(zāi)害失穩(wěn)主要是因?yàn)榛缕麦w下滑力大于抗滑力而發(fā)生下滑現(xiàn)象。在日常治理過(guò)程中最主要的治理方案為支擋工程,利用支擋物起到下滑力與抗滑力平衡,阻止滑坡體下滑。目前常見(jiàn)的支擋工程包括擋土墻工程、抗滑樁工程以及阻滑鍵工程。擋土墻工程主要有重力式擋墻、恒重式擋墻、扶壁式擋墻、貼坡式擋墻及各類加筋土擋墻等??够瑯豆こ贪ㄎ⑿弯摴軜豆こ毯痛蟪叽玟摻罨炷翗豆こ?。
3.2.3 錨固工程
在滑坡體坡面較陡,坡體較高,滑床基巖較完整的滑坡體經(jīng)常運(yùn)用到坡體錨固工程。目前常見(jiàn)的錨固工程包括錨桿工程、錨索工程。
3.2.4 坡面防護(hù)工程
在滑坡防治工程中為了達(dá)到坡面土體穩(wěn)固以及坡面美化的目的經(jīng)常使用坡面格構(gòu)錨固工程。格構(gòu)錨固主要是采用漿砌塊石、現(xiàn)澆鋼筋砼或預(yù)制預(yù)應(yīng)力砼進(jìn)行坡面防護(hù),同時(shí)在格構(gòu)中間培植草苗以起到坡面土體保護(hù)作用。
3.2.5 其他防護(hù)工程
根據(jù)滑坡體實(shí)際地質(zhì)環(huán)境條件,我們?cè)谥卫砉ぷ鬟^(guò)程中還可選用注漿加固、刷方減載、前緣回填壓腳,以及植物防護(hù)等工程對(duì)滑坡進(jìn)行防治。
由于目前滑坡地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)頻發(fā),危害廣,不易防治等因素,我們應(yīng)該加強(qiáng)專業(yè)技術(shù)人員相應(yīng)的勘查與防治技術(shù)能力,在滑坡地質(zhì)災(zāi)害勘查過(guò)程中能夠根據(jù)災(zāi)害點(diǎn)的實(shí)際情況,采用合理準(zhǔn)確的手段查明災(zāi)害點(diǎn)情況。在災(zāi)害點(diǎn)具體防治措施選擇時(shí)能夠選用可行、經(jīng)濟(jì)以及環(huán)保的工程保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全。