徐 俊,程先锋,齐武福,袁 佳
(云南国土资源职业学院,昆明 650217)
云南省麻栗坡县独田村滑坡特征与整治
徐 俊,程先锋,齐武福,袁 佳
(云南国土资源职业学院,昆明 650217)
滑坡是我国山区城镇建设中危害极大的地质灾害类型。云南省麻栗坡县独田村滑坡即是城镇新区建设过程中因平整场地开挖山坡而诱发的。本文阐述了该滑坡形成的环境工程地质条件,描述了滑坡特征,分析了其成因,并进行了稳定性评价。在此基础上,提出了该滑坡的整治措施,对城镇建设诱发类似滑坡的治理有一定的借鉴意义。
滑坡;特征;整治;独田村
云南省麻栗坡县位于山间小盆地之中,城镇建设面临同样问题,沿“V字形”沟谷两侧开挖山坡平整场地时,在山坡坡脚大量挖方,形成高达5m~35m的人工边坡,于独田村一带诱发了滑坡,对村庄和建设场地造成很大威胁。因此,查清滑坡特征,并提出科学合理的治理措施十分必要,同时对城镇建设诱发滑坡的治理也有一定的借鉴意义。
1.1 地貌特征
滑坡区位于云贵高原的南缘部分,属亚热带季风气候,年均降水量1 065.7mm。地貌为低中山构造剥蚀斜坡沟谷地貌,一般高差40m~125m。场地原为由东向西呈10°~15°的开阔型的“V”字山谷,因工程建设,场地进行了挖填平整,已形成谷底为平地、两岸为山坡的地形。其南侧地形坡度达25°~50°(局部达60°~70°)、高为40m~100m的边坡及陡坎。北岸地形坡度达15°~30°,高为10m~50m的边坡及陡坎。
1.2 地层岩性
根据钻孔和探井编录资料,结合对滑坡区调查情况分析,区内大部分地段表部为第四系坡残积(Qdl+el)粉质粘土夹透镜状碎石层。下部为三叠系中统法郎组(T2f )全风化~强风化破碎的泥质板岩。地层岩性特征由上而下分述如下。
粉质粘土呈黄褐色~深红褐色,局部为棕褐色,湿。可塑状态~硬塑状态,局部软塑状态,含不等量的砾石、碎石及风化岩屑、岩块,断面粗糙,无摇震反应,干强度和韧性中等,分布不稳定、均匀性差,各向异性明显。一般厚1.3m~5m。
碎石层呈透镜状分布于粉质粘土的下部,局部出露地表。深黄褐色~深红褐色,局部为棕褐色,湿,粘粒和粉粒充填物少,胶结差,呈松散状,渗透性强。碎石(砾石)含量50%~80%,粒径20mm~50mm居多,少部分5mm~20mm。成分以全风化~强风化的泥质板岩为主,少量钙质板岩。一般厚0.8m~2.7m,局部可达6.5m。
三叠系中统法郎组(T2f )泥质板岩按风化程度可分为全风化层和强风化层。全风化层呈黄褐色~棕褐色,少数呈砖红色,薄层至中厚层状,节理裂隙发育,岩层破碎,岩芯呈碎石状、砂土状,裂隙中充填有粘性土,渗透性差。岩体质量等级为Ⅴ级。厚5m~15m。强风化层呈黄褐色~棕褐色,夹砖红色,薄层至中厚层状,局部中等风化,节理裂隙发育,岩芯呈碎块状、碎石状,透水性中等。岩体质量等级为Ⅳ级。
1.3 地质构造及地震
区域性主干断裂文山—麻栗坡断裂在该区西侧约1km处通过,构造形迹呈NW-SE向。岩层产状40° ~68°∠20°~28°,总体上是单斜构造。受构造影响,区内节理裂隙发育,主要发育两组:95°∠65°~75°和170°∠86°。新构造运动强烈,以第四纪时期间歇性上升为主。受地震影响小,抗震设防烈度为6度。1.4 水文地质条件
边坡地段处于山坡水文地质单元径流区的中下段,侵蚀基准面之上,区域水文地质单元大致由南部高山区分水岭至场地低平地段。地下水多为双层结构,即浅部的孔隙水和下部的裂隙水,自然条件下总体由东南部向西北部径流排泄,在地形低凹处形成间歇性泉水出露地表;在雨季则形成遍地渗流,至旱季随着补给大气降水的减少,又产生地表干燥的特点。由于勘察期处于旱季,钻孔深度内基本未形成稳定的地下水位。
2.1 滑坡基本特征
滑坡位于建设场地东南端斜坡上,地形整体为南东向北西倾斜,坡度25°~50°。2008年2月开始斜坡挖方,在坡脚形成5~15m的陡坡后,边坡开始蠕滑,坡体后缘上出现裂缝,近坡脚的民房开裂。至当年8月,受雨季降水影响,边坡出现明显垮塌,主滑体后缘出现宽约30cm、长约90m、深约2m~3m的裂缝,裂缝北侧下错约50cm,滑坡后缘东侧也出现裂缝。2009年5月,滑坡向上牵引至山脊分水岭地带,滑坡中部(即原滑坡后缘)鼓张裂缝加长加宽,滑坡西侧近90m长的裂缝扩张至170m,并出现明显错落,错落高度最大达2m。滑坡中部东侧裂缝也扩至山脊,滑坡形态完全成形。
滑坡体前后缘高差约102m,长约325m,中下部宽约290m,中部宽约195m,上部宽约100m,平面形状似钟形,主滑方向为338°,滑动体积约26×104m3。滑体主要由粉质粘土和碎石土组成。从探井观察,滑动面位于强风化泥质板岩顶面,在此接触面上有厚约1~8cm的软塑粘土构成滑动带,其底面可见光滑面及擦痕。滑动面在滑坡后缘深度2.7~4.1m,在滑坡中部深度一般4.8~12.0m,最大深度约14.00m。滑动面在坡脚有剪出口,高程约1 088m。滑动面呈折线型。探井中滑动面产状60°~80°∠26°,擦痕走向330°左右。滑床为强风化泥质板岩,滑动面产状与滑床的泥质板岩产状基本一致。综合上述特征,独田村滑坡属浅层~中层牵引式中型顺层滑坡。
2.2 滑坡成因分析
独田村滑坡的形成主要受地层结构、降雨、人类工程建设活动等因素影响,受基岩面控制。
1)地层结构。斜坡表面分布有厚度2m~12m的第四系粉质粘土和碎石层,结构松散,渗透性强。其下为全风化~强风化泥质板岩。土石分界面存在厚度不大、厚薄不均的粘土层呈可塑~软塑状态,构成软弱结构面。加之斜坡与岩层倾向基本一致,形成顺层坡,更不利于坡体稳定。这是滑坡形成的根本原因。
2)降雨的影响。边坡的失稳与降雨有着密切的关系[4]。该区降雨充沛,年均降雨量在1 000mm左右,而2008年高达1 306mm,仅6月份就比常年高出66mm。大量雨水经由滑坡裂缝系统渗入坡体,通过土体含水率在降雨过程中的改变,导致滑带土体强度和刚度衰减[5],同时也能起到加大坡体重量、产生动水和静水压力等作用,大大降低了边坡的稳定性。
3)人类工程活动。为平整场地,在斜坡坡脚进行人工切坡,开挖形成了5m~35m的陡坡,坡度达25°~50°(局部达60°~70°)。由于坡脚被切,坡体安息角破坏,产生了合适的临空面和剪出口,斜坡具备了沿软弱面滑出的条件,又未及时支挡或支挡强度不够,故形成牵引式滑坡。坡脚人工切坡是滑坡发生的直接诱发因素。
2.3 滑坡稳定性分析
根据《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2002),采用圆弧滑动法和折线滑动法分别计算安全系数和剩余下滑推力,其计算结果见表1,表明滑坡处于不稳定状态。所采用岩土物理力学参数根据室内试验、原位大型剪切试验和施工图优化设计计算反分析资料综合确定[6],见表2。圆弧法和折线法的滑坡稳定安全系数分别取1.30和1.25。
表1 滑坡剩余下滑力和稳定安全系数计算结果一览表
表2 岩土物理力学参数表
结合独田村滑坡体形态特征、变形规律、形成原因及稳定状况,综合考虑各种工程的适宜性、经济性、可操作性以及工期等方面因素,滑坡治理采取支挡工程+锚固工程+排水工程的综合整治措施[7],即坡足设置一排2 000mm×3 000mm的抗滑桩+桩顶两排预应力锚索+桩间板墙+板墙上设置深部泄水孔,深部泄水孔的排水引到坡足排水盲沟中;滑坡体坡面下部、中部设置2~3道预应力锚索+格构梁+滑坡体深部泄水孔,每道预应力锚索+格构梁的预应力锚索为三排(图1)。采用的辅助工程措施有滑坡体坡面上的积水坑作填平处理、山坡上设截水沟、坡足设排水沟、在所有框架内和破坏的边坡上实施坡面绿化等。
治理工程设计根据滑坡不同地段的特点分为6种剖面类型,以3-3’剖面为例说明。该剖面采用坡脚抗滑桩+桩顶两排预应力锚索+桩间板墙+板墙上设置深部泄水孔,滑坡体坡面下部、中部、中上部三道格构梁+预应力锚索,滑坡体深部泄水孔,坡脚设毛石挡墙(图2)。
1)抗滑桩。在坡足处设置抗滑桩,桩截面尺寸:2 000mm×3 000mm,水平间距5m,13#桩长22.4m,14#桩长31.4m,16#桩长27.5m,15#、17#桩长18.5m。
2)格构梁。在坡中上部、中部、下部各设置格构梁一道,梁截面尺寸为500mm×500mm,水平间距为4 000mm,沿坡面向间距三道从上到下均为5 000mm。梁嵌入边坡岩土体中不小于300mm。格构梁水平方向每隔20~30m作一次沉降缝。
3)预应力锚索。在坡中上部、中部、下部以及坡足各设置一道预应力锚索,施加预应力750kN,钻孔直径130mm,水平间距4 000mm,锚索采用1860级6sΦ15.24mm钢绞线。
抗滑桩桩顶两排预应力锚索,第一排和第二排除钻孔角度分别为25°和30°,总长均为28m,自由段15m,锚固段13m。坡中上部三排预应力锚索,每排总长28m,自由段15m,锚固段13m。坡中部三排预应力锚索,每排总长29m,自由段17m,锚固段12m。坡下部三排预应力锚索,每排总长28m,自由段13m,锚固段15m。
4)毛石挡墙。坡脚处设置一排毛石挡墙,墙后设置反滤层。挡墙高5.0m,挡墙基础埋深要求进入第四系坡洪积粉质粘土层不小于1 500 mm,强风化泥质板岩中不小于800mm。
5)排水措施。在坡脚挡墙处设置泄水孔,水平间距4 000mm,梅花形布置。挡墙前,设置排水沟,尺寸为500mm×500mm。在坡中上部、中部和下部设置三道深部泄水孔,水平间距4 000mm,长度18m,泄水孔成孔直径不小于76mm,泄水孔材料为Φ57PVC管。边坡上泄水孔坡脚设置排水明沟,截面3 000mm×3 000mm,纵坡坡度不小于1%。泄水孔水排入盲沟及明沟,盲沟及明沟与挡墙前排水沟相连。
图1 独田村滑坡治理工程平面图
6)砼挡板。在抗滑桩间布设砼挡板,砼采用C30,厚度200mm,水平长度为3000mm,高度为1000mm。
图2 3—3’治理工程设计剖面图
1)独田村滑坡属浅层-中层牵引式中型顺层滑坡,其形成主要受地层结构、降雨、人类工程活动等因素控制。
2)滑坡治理采取支挡工程+锚固工程+排水工程的综合整治措施。经过三年多时间的现场观测,治理后边坡处于稳定状态,证明整治措施是成功的。
[1] 陈成名.西南山区城镇地质灾害易损性评价理论与实践[D].成都理工大学,2010.
[2] 丁俊,魏伦武,等.我国西南地区城市地质灾害与防治对策[J].中国地质灾害与防治学报,2004,15(Z1):119~122.
[3] 陈伟,许强,王新平.单体滑坡灾害危险性评价方法研究[J].地球与环境,2011,39(4):561~566.
[4] 刘华磊, 徐则民,等.降雨条件下边坡裂缝的演化机制及对边坡稳定性影响—以云南省双柏县丁家坟滑坡为例[J].灾害学,2011,26(1):26~29.
[5] 宋雪琳,谢勋,等.云南哀牢山某滑坡滑体与滑带土工程性质试验研究[J].水文地质工程地质,2010,37(4):77~80.
[6] 程圣国,傅又群,罗先启.滑坡滑带土原位直剪试验应用研究[J].路基工程,2008,(2):10~11.
[7] 徐邦栋.滑坡分析与防治[M].中国铁道出版社,2001.
Characteristics and Control of the Dutiancun Landslide in Malipo, Yunnan
XU Jun CHENG Xian-feng QI Wu-fu YUAN Jia
(Yunnan Vocational College of Land and Resources, Kunming 650217)
Landslide is one of the most dangerous geohazards in mountain areas. The Dutiancun Landslide in Molipo, Yunnan was induced by ground excavation. This paper deals with environmental and engineering geological conditions of the landslide, geological features, genesis and stability of the landslide assessment of the landslide. Some control measures are put forward.
Dutiancun Landslide; characteristics; formation; control; geohazard
P642.22
A
1006-0995(2014)04-0577-04
10.3969/j.issn.1006-0995.2014.04.024
2013-11-06
徐俊(1965—),男,云南宣威人,高级工程师,主要从事工程地质勘察与基坑支护设计相关工作