徐珍珍
摘 要:芷江地處湖南省西部,域內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā),嚴(yán)重威脅著當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全。本文在野外調(diào)查、初步勘查和室內(nèi)研究的基礎(chǔ)上,著重從地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、氣象水文等方面對該縣曉坪鄉(xiāng)集鎮(zhèn)滑坡的成因機(jī)制進(jìn)行探討,并提出綜合防治建議方案。
關(guān)鍵詞:地質(zhì)災(zāi)害;巖質(zhì)滑坡;成因機(jī)制;綜合治理
湖南省芷江侗族自治縣曉坪鄉(xiāng)集鎮(zhèn)滑坡位于縣城南約10余km的曉坪鄉(xiāng)集鎮(zhèn),地理坐標(biāo):東經(jīng)109°40′25″、北緯27°21′13.6″。根據(jù)現(xiàn)場踏勘調(diào)查,該滑坡后緣、中部及前緣均出現(xiàn)了大小不等的裂縫,已造成多處居民房屋墻體開裂成危房,前緣村民所修擋墻也被拉斷。目前該滑坡一直處于蠕動(dòng)變形階段,威脅下方曉坪鄉(xiāng)政府、醫(yī)院、學(xué)校等企事業(yè)單位及居民共1437人的生命財(cái)產(chǎn)安全。
1 地質(zhì)環(huán)境條件
1.1 地形地貌
滑坡區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕丘陵類型,地勢整體東高西低。地面最低海拔285.98m,最高海拔362.99m,相對高差77m,坡向267°,坡度20°~50°不等,山頂渾圓,現(xiàn)均已開墾成橘林。
1.2 地層巖性、構(gòu)造
滑坡區(qū)內(nèi)分布的地層特性由上而下分別為第四系殘坡積層(Q 4dl+el)以及白堊系下統(tǒng)(K1)
滑坡區(qū)總體褶皺、斷裂不發(fā)育,巖層呈單斜產(chǎn)出,傾向267°左右,傾角8°—10°左右。屬順向坡,滑坡區(qū)巖石節(jié)理裂隙較發(fā)育。
1.3 氣象水文
曉坪鄉(xiāng)屬亞熱帶季風(fēng)濕潤氣候區(qū),具有氣候溫和、日照充足、熱量豐富、雨量充沛、四季分明等特點(diǎn)。據(jù)縣氣象站1958—2011年資料:多年平均氣溫16.5℃,1月最冷平均氣溫5.2℃,極端最低氣溫-11.5℃(1977年1月30日);7月份最熱平均氣溫26.2℃,極端最高氣溫39.9℃(1958年8月18日)。多年平均降水量1480.7mm,日最大降水量171.9mm,小時(shí)最大降水量65.9mm,10分鐘最大降水量26.9mm。年蒸發(fā)量1172.6mm。
滑坡區(qū)外圍南側(cè)有潕水一級支流——曉坪小溪,源于芷江侗族自治縣的二江口附近,自西向東流,于曉坪轉(zhuǎn)折,自南東向北西,在麻纓塘又轉(zhuǎn)向北東,在小河口匯入潕水。在曉坪鄉(xiāng)河面寬30m左右,河床高5-6m,水深0.5-1m,流量0.5m3/s。
1.4 水文地質(zhì)條件
根據(jù)地下水的賦存條件、運(yùn)動(dòng)特征、力學(xué)性質(zhì)及巖性組合,滑坡區(qū)地下水類型分為松散巖類孔隙水和紅層裂隙孔隙水兩種。紅層裂隙孔隙水補(bǔ)給來源于大氣降水,沿山坡運(yùn)移,泉水排泄。
2 滑坡形成機(jī)制
2.1 滑坡體特征
(1)形態(tài)特征
滑坡大致呈南北向展布,北高南低,北側(cè)至坡頂大裂縫,南端接縣級公路及居民住房,整體形似“扇形”狀,上窄下寬(見圖1、圖2)?;轮骰较?35°,地形坡度20°~50°,縱長40~90m,橫寬約230m,滑坡面積9220m2,厚度4~18m,平均厚度約11m,其體積約為10.14萬m3,屬中型中層巖質(zhì)滑坡。
(2)物質(zhì)組成特征
滑體土主要由含碎石粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖組成;粉質(zhì)粘土呈軟塑---可塑狀,含少量角礫,干強(qiáng)度中等,砂質(zhì)泥巖風(fēng)化強(qiáng)烈,節(jié)理裂隙發(fā)育。
滑床為白堊系中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥質(zhì),巖層產(chǎn)狀267°∠8°~12°,滑帶為粉質(zhì)粘土軟弱夾層。
(3)變形特征
根據(jù)初步勘查,滑坡的拉張裂縫和地面沉降變形區(qū)域主要集中在滑坡的后緣位置及前緣地表。滑坡體上共發(fā)現(xiàn)9條裂縫,其中自1998年開始滑坡后緣形成的一條貫通深長裂縫(f2),今年汛期開裂變形嚴(yán)重。該裂縫有31m長的地段地面下沉約1m,最寬處開裂達(dá)1.65m,水通過裂隙滲入地下后攜帶裂隙中的泥砂順滑坡徑流,坡腳出現(xiàn)冒渾水的現(xiàn)象。
2.2 滑坡成因分析
(1)地形地貌
該滑坡坡向267°,坡度20~50°,相對高差26-34m左右。地形坡向與基巖層面傾向基本一致,在重力作用下,為推移式滑移奠定了基礎(chǔ)。
(2)地層巖性
組成滑坡地層為含碎石粉質(zhì)粘土、粉質(zhì)粘土、白堊系下統(tǒng)粉砂質(zhì)泥巖局部夾泥質(zhì)粉砂巖,屬軟質(zhì)巖石,膠結(jié)程度差,結(jié)構(gòu)相對松散,穩(wěn)定性差,風(fēng)化裂隙發(fā)育,物理力學(xué)性質(zhì)較低。這些裂隙將巖層切割成碎塊,巖體質(zhì)量降低,在雨水或地下水作用下易軟化、泥化。巖層傾向與坡向基本一致,而且傾角多小于坡腳,泥質(zhì)粉砂巖及粉砂質(zhì)泥巖遇水易軟化,從而形成軟弱結(jié)構(gòu)面,極利于滑坡的發(fā)生。
(3)降水
該滑坡區(qū)域內(nèi)降雨量大且集中,加之匯水面積大,坡體無排水設(shè)施,雨水的直接下滲不僅降低了巖土體的物理力學(xué)性質(zhì),還增加了滑體重度,是誘發(fā)滑坡的主要因素。
3 滑坡防治方案
3.1 勘查工程
充分利用初步勘查成果,進(jìn)行重點(diǎn)勘查。重點(diǎn)查明滑坡巖(土)體結(jié)構(gòu)、空間幾何特征和體積、水文地質(zhì)條件,提供準(zhǔn)確的巖(土)體物理力學(xué)參數(shù),為工程設(shè)計(jì)圖提供地質(zhì)依據(jù)。
3.2 防治方案
針對滑坡主體主要采用削方工程,通過大規(guī)模的卸載土石方,消除滑坡巖土體的物源和能量,以達(dá)到徹底消除滑坡災(zāi)害的目的。技術(shù)成熟,施工簡單,安全可靠。
(1)對滑坡體進(jìn)行分級削方卸載,按建筑要求整平成平臺,作為建設(shè)用地,坡前設(shè)置擋土墻進(jìn)行支擋;
(2)削方土石方回填至滑坡后沖溝,棄方區(qū)整平成建設(shè)用地。
3.3 防治方案分項(xiàng)工程設(shè)計(jì)
3.3.1削方工程
(1)工程布置
曉坪鄉(xiāng)集鎮(zhèn)屬于典型的山區(qū)城鎮(zhèn),采取削方卸載既可清除變形體,徹底消除滑坡隱患,又可增加建筑用地面積。設(shè)計(jì)削方治理方案以高度5m、寬度17m為基準(zhǔn),將滑坡切削為5級平臺,相鄰平臺間前緣分別布置擋土墻(D1~D4)進(jìn)行支擋。平臺作為建設(shè)用地使用,削坡線基本低于滑動(dòng)面,徹底清除滑體隱患。
(2)土石方計(jì)算
土石方計(jì)算選取三個(gè)剖面作為計(jì)算斷面,計(jì)算削方土石方總量為107368m3。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
D1~D4(D1長167m,D2長172m,D3長179m,D4長156m)擋土墻均采用Mu30塊石和M7.5水泥砂漿砌筑,頂寬1.0m,底寬3.1m,高6.0m,埋深1.0m,D1~D4擋土墻漿砌石總方量為8285m3。
3.3.2棄方回填工程
(1)工程布置
滑坡卸載的土體運(yùn)至滑坡后方東北部沖溝位置,棄土分層碾壓密實(shí),前緣布置擋土墻(D5、D6)進(jìn)行兩級支擋,堆放場地經(jīng)平整壓實(shí)后亦可作為建設(shè)用地使用。
(2)棄土場庫容設(shè)計(jì)
選取兩個(gè)剖面作為計(jì)算斷面,計(jì)算棄土場的庫容,。棄土場庫容為128959m3,可知棄土場庫容滿足削方土石方堆放量。
(3)結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)
D5擋土墻長105m,結(jié)構(gòu)同D1~D4擋土墻,漿砌石方量為1296m3。
D6擋土墻長91m,墻高為10m,頂寬1.2m,底寬3.9m,基礎(chǔ)埋深1.5m,漿砌石方量為2131m3。
防治工程平面布置圖及剖面圖見圖3、圖4。
4 結(jié)語
芷江侗族自治縣曉坪鄉(xiāng)集鎮(zhèn)滑坡屬中型中層巖質(zhì)滑坡,自重作用處于穩(wěn)定狀態(tài),自重+暴雨作用下滑體處于不穩(wěn)定狀態(tài),容易產(chǎn)生滑動(dòng),嚴(yán)重威脅曉坪鄉(xiāng)政府、學(xué)校、醫(yī)院等多個(gè)企事業(yè)單位以及居民共1437人的生命財(cái)產(chǎn)安全。擬采取的削方、棄方回填、擋土墻等工程,技術(shù)上成熟可靠,施工簡單,在徹底消除災(zāi)害威脅、新增鄉(xiāng)鎮(zhèn)建設(shè)用地的同時(shí)為當(dāng)?shù)貏?chuàng)造效益。
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