新邵县DS滑坡地质灾害勘查设计方案优化研究

李青燕，符万鹏

(湖南省地球物理地球化学勘查院， 　湖南 长沙　410000)



新邵县DS滑坡地质灾害勘查设计方案优化研究

李青燕，符万鹏

(湖南省地球物理地球化学勘查院， 湖南 长沙410000)

为安全有效治理新邵县DS滑坡地质灾害，通过踏勘和现场调查，全面分析了该滑坡的自然地理及地质概况，确定了勘查设计的目的和范围，明确了勘查设计的任务和目标。制定了地质调查测绘模块建立→钻探设计→槽探、井探设计→地下水观测和试验设计→岩石、土工试验设计共5个环节的勘察设计技术路线，最终围绕5个设计环节优化研究出了DS滑坡地质灾害治理勘查设计方案及细节。该设计方案可以为以后的治理施工提供准确的技术参数和指导。

地质灾害；DS滑坡；勘查设计；滑坡治理

0　前　言

近些年来，地质灾害频繁发生，而滑坡是最常见的地质灾害之一。滑坡给当地居民的生命财产安全带来极大的威胁和伤害，因此，社会必须做好滑坡地质灾害控制和治理，以减免伤害的发生和扩大。想要有效、合理地控制和治理滑坡，必须深入研究滑坡的各性状条件，全面优化勘查设计方案。而优化合理的勘查设计方案是获得治理所需精准参数的前提条件，是确保后期治理效果的技术基础，因此勘查设计方案的优化研究工作十分重要。

新邵县DS滑坡(以下简称“DS滑坡”)为省级重大地质灾害之一，该滑坡于2010年首次发生，2014年又发生了大的变形，2015年后程度逐步加大，现处于蠕滑变形阶段，属于十分危险的地质灾害点之一。随着DS滑坡危害的不断扩大，为了解DS滑坡的后期稳定性，并有效、合理地治理该滑坡，在治理前期必须全面分析滑坡的各种性质，研究出优化合理的滑坡勘查设计方案。

1　DS滑坡勘查区自然地理与地质环境

1.1自然地理概况

DS滑坡勘查区位于湖南省新邵县，区内乡村道路网发达，交通较为便利。

勘查区属亚热带大陆性季风湿润气候，四季分明，热量丰富，雨量充沛。区内多年平均降水量为1233.6 mm，多年平均降雨日数为159.2 d。

1.2地质环境概况

勘查区属溶蚀剥蚀丘陵地貌，位于抗震设防烈度VI度区，区内为向南西缓倾斜的单斜构造，未见较大区域性断层。区内出露地层主要为第四系(Q4el+dl)残坡积层、泥盆系中统跳马涧组(D2t)粉砂岩段和泥盆系中统棋梓桥组(D2q)灰岩段。

第四系含碎石粉质粘土土体较为松散，水浸泡较易变软变散，力学强度低，土体稳定性差。泥盆系中统跳马涧组钙质泥质粉砂岩浅部为强风化，原岩结构已风化破坏，与第四系接触面因岩土力学性质、渗透性不同，遇水浸泡软化土体，降低其力学强度而容易产生滑动。原山坡坡面由于植被破坏、修路取土和建房开挖导致坡体极不稳固。滑坡形态及构成见图1和图2。

图1　滑体、滑带、滑床界面

图2　滑带、滑床界面

2　DS滑坡勘查的目的与任务

DS滑坡勘查的目的是在充分分析已收集资料的基础上，通过详细勘查查明滑坡的类型、基本特征、成因及危害范围；并查明灾害体水文地质条件、工程地质条件；提供工程设计需要的岩土力学参数，进行稳定性评价和推力计算，为滑坡治理工程施工提供所需的工程地质资料等。具体任务如下：

(1) 调查并收集勘查区的自然地理资料及以往地质工作成果等资料；

(2) 查明勘查区的水文地质、工程地质、环境地质条件；

(3) 勘查滑坡体的物质组成及结构构造、形态特征、变形特征、变形发育史等，确定滑坡的类型、基本特征、成因和危害范围；

(4) 查明分析非地质孕灾因素(如降雨、地震、冲蚀、人类工程活动等)的强度、周期以及它们对滑坡体稳定性的影响，查明滑坡体发展变化趋势，进行滑坡危险性预测；

(5) 对滑坡体稳定性进行评价及剩余下滑力计算，定性评价和主勘探剖面计算分析(定量评价)，为治理工程提供准确地质资料，并采取滑体、滑带、滑床岩(土)样，进行室内物理力学测试，提供岩土体物理力学参数指标。

3　DS滑坡勘查设计方案

DS滑坡类型：其变形特征主要表现在滑体后缘出现拉张裂缝，两侧出现剪切裂缝，局部有岩土体崩滑现象等。对于DS滑坡的宏观变形迹象进行分析，初步判断DS滑坡为小型浅层牵引式土质滑坡，初步定性判断其稳定性为基本稳定-不稳定状态。

DS滑坡范围：工程地质测绘面积约220000 m2，勘查范围包括前缘部分居民区、公路及农田，钻探和山地工程的布置范围为南北向长约135 m，东西向长约270 m，面积约36450 m2。依据滑坡类型和范围优化确定此次滑坡勘查设计方案路线为：地质调查测绘模块建立→钻探设计→槽探、井探设计→地下水观测和试验设计→岩石、土工试验设计等5个环节。

3.1DS滑坡地质调查测绘模块建立

DS滑坡为土质滑坡，滑体主要构成为第四系含碎石粉质粘土，针对该粘性土滑坡，滑坡地质调查测绘应着重调查以下方面：土层的成因，裂隙的组数、性质、产状、发育程度及充填情况；地表形态，边坡开挖情况，地表水和地下水的分布、汇集和排泄情况；土层中的软弱层、砾石层、结构层、气候作用层、夹砂层、下伏基岩顶面形态等；当地的降雨量、蒸发、日照、气温变化情况。

根据现场实际情况，对于DS滑坡地质调查测绘的模块建设情况如下：

(1) E级GPS控制测量点3个，1∶500地形图测量及数字化面积约0.22 km2、1∶200剖面线测量约1.9 km、工程点测量19个；

(2) 工程地质测量1∶200地质剖面测量长约1.9 km，1∶500专项工程地质测量(包括水文地质、工程地质、环境地质同测)约0.22 km2；

(3) 全区共布置勘探线9条，沿纵向主滑方向布置1条主勘探线，在其东侧布置1条、西侧布置4条辅助勘探线，线距约20～60 m；横向布置3条勘探线，线距约50 m。

3.2DS滑坡钻探设计

钻探是勘探最准确、最重要的方法手段，其主要任务为：确切查明滑体和滑床的地层结构，查找滑动面(带)和其他软弱层的位置、物质组成和形状，确定地下水含水层的层数、位置、埋深、水位变化和涌水量等，采集岩样、土样和水样进行试验。根据现场实际情况，对于DS滑坡钻探的布设如下：

共设计勘探钻孔9个，其中主勘探线1-1'线上布设的4个钻孔ZK01、ZK02、ZK03、ZK04为控制性钻孔，钻探进尺至最低滑动面以下5 m；东侧辅助勘探线3-3'线上布设ZK05、ZK06共2个钻孔，钻探进尺至最低滑动面以下3 m；西侧辅助勘探线2-2'线上布设ZK07共1个钻孔，4-4′线上布设ZK08、ZK09共2个钻孔，钻探进尺至最低滑动面以下3 m。

其中，ZK03、ZK05这2个钻孔位于拟设支挡处。视滑床作为治理工程持力层岩土体的地质情况，其进入滑床的深度宜为孔位处滑体厚度的1/3～1/2，且应保证施工图设计阶段的需要。

3.3DS滑坡槽探和井探设计

滑坡的槽、井探是钻探的重要补充。主要用于观察裂缝走向、倾向、倾角及确定滑坡边界，同时满足不扰动样采样及变形监测的需要；浅井主要布设在滑坡范围内进行开挖揭露及采样，以确定滑坡体的物质组成、滑动特征、进行滑坡体大体积重度试验及观察滑体的动态变化，井深超1.5 m时，应注意施工安全，采用C25混凝土护壁，并应随挖深进行而做地层和地下水描述。

根据现场实际情况，对于DS滑坡槽探、井探的布设如下：

(1) 布设探槽5个，其中，TC01、TC02位于滑坡后缘拉张裂缝处，TC03、TC05位于滑坡西侧剪切裂缝处，TC04位于滑坡东侧剪切裂缝处，探槽开挖采用2 m×1 m，长度为5 m，目的是查明滑坡周界及揭露、追索裂缝，采取土样和含水量测试样等。

(2) 布设浅井5个，其中，QJ01位于东侧剪切裂缝附近，QJ02位于滑坡后缘拉张裂缝附近，QJ03位于滑坡前缘剪出口附近，QJ04、QJ05位于滑坡体上，规格为直径1 m的圆形，深度为5 m，目的是查明滑体组成结构、滑动面(带)特征、进行大体积重度试验、采取土样和含水量测试样等。

3.4DS滑坡地下水观测和试验设计

DS滑坡形成的主要影响因素中包含气象水文条件，因大气降水和地下水条件等对DS滑坡的影响较大，故在滑坡勘查设计时需注意地下水的观测和试验。

根据现场实际情况，对于DS滑坡地下水观测和试验设计如下：

(1) 泉水观测：在调查DS滑坡范围附近泉水出露位置、高程、地形地质条件的基础上，观测泉水流量和水温的变化。

(2) 井水观测：调查DS滑坡附近水井的位置、高程、开挖时穿透的地层和厚度，测定水位、水温及其变化。

(3) 钻孔中地下水观测和试验：测定9个钻孔的初见水位和稳定水位，分析地下水与滑坡勘查区地质构造、含水断裂带的关系，并与大气降水观测相结合分析其补给来源。同时采取水样进行水质分析试验，主要试验项目为简分析和侵蚀性CO2分析，采样规格为500～1000 mL。

(4) 水文地质试验：DS滑坡区内根据实际情况不采用注水和压水试验，但应对见水浅井等进行抽(提)水试验确定涌水量、彼此间的水力联系及含水层的渗透系数等，为DS滑坡分析及排水工程、治理工程设计提供依据。

3.5DS滑坡岩石土工试验设计

滑坡岩石、土工试验是滑坡勘查中的一个重要环节，主要测试岩石和土体的物理力学性质，以满足滑坡稳定性评价和治理工程设计需要为目的。

对于DS滑坡岩石、土工试验设计如下：

(1) 采样设计。在未来需施工的探井、钻孔中采取滑体、滑带、滑床及下伏基岩的岩土体。要求样品直径(岩芯直径)不应小于89 mm，高度不小于150 mm，所有样品及时包装蜡封并编号填写标签。此次要求岩石抗压试验和抗剪试验各9组，滑体、滑带土样数量均不宜少于9组，含水量测试样，不宜少于20组。

(2) 现场试验设计。现场原位试验对滑坡上部土体进行10次标准贯入试验；大体积重度试验：采用容积法，试坑体积根据土石粒径或尺寸确定，不宜小于50 cm×50 cm×50 cm，体积可通过注水测量，试坑内岩土体试样通过称重法确定，并测定试样的含水率。在浅井中进行2次。

(3) 室内试验设计。滑体土室内土工试验共布置9组，试验出含水量、密度、重度、孔隙比、天然抗剪强度等九个指标，滑带土室内土工试验共布置9组，主要试验项目为含水量、密度、反复抗剪强度等13个指标；滑床及下伏基岩室内岩石试验共布置9组，主要试验项目为抗压强度和抗剪强度；含水量测试样室内土工试验共布置20组，主要试验项目为天然含水量。

4　结　论

基于滑坡勘查设计方案对治理地质灾害的重要技术指导意义，在进行滑坡地质灾害治理过程中必须详细全面了解滑坡的成因、性态、类型和系列物理化学性质等参数，所以勘查设计方案的优化工作十分重要。此次设计方案的研究工作取得的成果如下：

(1) 采用先分析DS滑坡的自然地理及地质概况，确定勘查的目的和范围，明确勘查的任务和目标，后制定勘查设计方案的方法是十分正确的技术导向。

(2) 制定的具体滑坡勘查设计方案路线为：地质调查测绘模块建立→钻探设计→槽探、井探设计→地下水观测和试验设计→岩石、土工试验设计共5个环节，该勘查设计方案十分科学合理。

(3) 通过采用此勘查设计方案得出的施工所需要相关技术参数全面、准确，勘查设计的内容和流程可以对施工起到工作指导和技术参考作用。

(4) 在此次设计研究过程中得出滑坡勘查设计系列重要要求如下：首先必须正确识别滑坡性质，以确定总体的勘查方案及工作路线；其次应重视滑坡的地质调查与测绘，认真分析滑坡的形成条件和原因，判断目前的稳定状态和发展趋势，通过调查可达到滑坡基本定性，这是最重要、最基础的工作；第三是各个勘探步骤和各环节工作要抓住主要目标；最后必须准确确定滑坡滑动面(带)位置。

[1]刘建兵,顾琳娜,侯利锋,等.江西山岳型风景区地质灾害调查存在的问题及对策:以三清山风景区为例[J].中国矿业,2015(S2):85￣88,95.[2]王首智,何进,等.浅析滑坡勘查及治理设计[J].四川地质学报, 2013(S1):118￣120.[3]徐士申.大红山铁矿工程地质灾害综合防治措施研究[J].矿业研究与开发,2016,36(01):99￣105.[4]邵晓波,等.浅析滑坡勘查的重点和难点[J].资源环境与工程,2012(03):251￣253.[5]李孝平,刘国栋,李强.巴东某滑坡应急抢险治理工程设计[J].采矿技术,2016,16(02):64￣65，89.

[6]宋罗明,郭国平.滑坡地质灾害勘查和防治治理探析[J].江西建材,2014(10): 237，239.[7]贺宇昊,陈勇,曾向阳,等.基于AHP和FCE的矿山开采地质灾害风险评价——以上横山钒矿区为例[J].化工矿物与加工,2015(01):36￣39.[8]朱真.地质灾害防治工程勘查与设计质量的控制程序[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2003(05):56￣60.[9]冉恒谦,张金昌,等.地质钻探技术与应用研究[J].地质学报,2011(11):1806￣1822.[10]潘广灿,等.岩土工程勘察土工试验中的常见问题[J].地质灾害与环境保护,2012(01):40￣44.

2016￣07￣15)

李青燕(1981-),男,湖南娄底人,工程师,主要从事地质勘探、岩土施工和地质灾害治理工作，Email:519934727@qq.com。