区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查的实践研究

吴文刚

（贵州省地质矿产勘查开发局101地质大队，贵州 黔东南 556000）

区域水文地质条件以及地质灾害防治工程勘查一直以来都是地质勘查工作中一项重要内容，其勘查目标主要包括以下几点：一是查清自然环境、地质环境条件；二是查明区域水文地质灾害的分布、规模、变形破坏现象、危害对象等；三是分析区域水文地质灾害形成的影响因素；四是分析其发展趋势与破坏模式；五是建立合理的地质模型和计算模型进行稳定性评价；六是提出供滑坡防治的岩土体物理力学参数地质建议值；七是提出可行的防治方案建议，为防治工程施工提供科学依据。区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查对区域水文地质灾害防治具有重要的勘查意义，为此本文提出区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查的实践研究。此次以黄平县且兰医院滑坡防治工程为实例，黄平县且兰医院滑坡位于黄平县新州镇（城关）十里桥村且兰医院后缘（南东侧），距县城中心直线距离约1.7Km，有S306省道从滑坡前缘（北西侧）经过，交通条件便利。滑坡区地理坐标为：107°54′35.20″-107°55′52.71″、北纬26°54′51.74″-26°56′1.20″（WGS-84），结合该工程勘查工作对区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查进行实践研究[1]。

1 区域水文地质灾害特征及成因机理

根据资料以及工作经验，区域水文地质灾害主要以滑坡现状变形为主，主要集中于滑坡前缘和后缘，变形方式为后缘多级拉张裂缝，前缘挡土墙裂缝、地面鼓翘、建筑物墙体裂缝[1]。区域水文地质灾害主要受地形地貌、地层岩性等因素共同作用控制的结果，滑坡所在地形为一左右缘高，中间低的负地形，且具备较大的汇水面积，地形上为一集水区域，在地表水及地下水的长期侵蚀下，滑坡坡体土常年饱水软化，对其抗剪强度产生了较大的不利影响[2]。滑坡区岩体为志留系翁项群页岩，该岩体强度低，透水性差，为相对隔水层，在强降雨等不利条件下，大气降水部分下渗进入滑体形成孔隙水，孔隙水渗透至下伏岩土接触面后，由于页岩隔水，水体便沿岩土接触面发生面流，并向低洼处汇流，孔隙水在径流面流过程中，一方面对滑体产生动水压力，增大了滑体的下滑力；另一方面造成滑体饱水软化，并软化了下伏土层与强风化页岩接触面（滑移面），导致滑体抗滑力降低。

区域水文地质灾害诱发因素主要为暴雨作用和工程活动。暴雨是诱发滑坡变形破坏的主要因素之一。因滑坡体四周高，中间低，为一汇水集中区，在强降雨等不利条件下，代表水体一方面对滑坡体造成侵蚀破坏，造成滑坡体饱水软化，抗剪强度降低；另一方面，地表水下渗形成地下水，沿岩土分界面形成面流，并向低洼处汇流，造成滑移面饱水软化，抗剪强度降低，同时，地下水面流形成的动水压力进一步增大了滑坡的下滑力。工程活动主要表现于滑坡前缘和坡面，滑坡前缘建筑以及公路建设过程中，对滑坡前缘切方开挖，形成了高陡切方边坡，改变了滑坡应力分布，形成了有利剪出口，对滑坡体滑移变形破坏提供了有利条件[3]。滑坡坡面主要为水田，水田常年蓄水，水田蓄水在渗漏进入滑坡坡体后，将导致滑坡滑移面及滑体抗剪强度减小，并增大了滑体自重，对滑坡滑移破坏提供了有利条件。综上所述，区域水文地质灾害滑坡发生变形破坏为自然因素和人为工程、农耕活动综合作用导致。

2 区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查实践

通过实地详细勘查，工程地质测绘，勘查、试验测试、收集区内已有的地质基础数据等方法，并对黄平县且兰医院水文地质灾害的危险性、稳定性进行模型化定量评价，确定科学合理的治理方案，进而对滑坡体进行可靠的治理，保障人民生命财产的安全。采用的勘查手段有地形测量、地质灾害测绘、钻探、探井及岩土试验等，以下将对黄平县且兰医院滑坡防治工程勘查实践进行详细分析。

2.1 地形测量及测绘

本次地形测量采用天宝GPS-RTK和中海达GPS-RTKV30实测地形点和地物点，测区布设了GPS（E）级点2个，如下表所示。

表1 GPS点坐标、高程统计表

严格按照1:1000地形图及相关行业规范来进行测量和编制。该项目以E级控制点K1、K2作为起算点，经现场解算校正，该控制点精度能满足本次地形测量的要求。地形测绘采用实测1:1000地形图做手图，重点调查测绘滑坡体的岩土构成和地表裂缝等变形特征的发育情况，并绘制在地形底图上。

表2 岩土物理力学参数指标表

2.2 钻探采集水文地质样品

黄平县且兰医院滑坡防治工程勘查实践采用了钻探技术，利用钻探技术获取黄平县且兰医院水文地质样品，为保证钻探工作的地质成果资料的准确性，此次采用JIHD-ASD4型号钻探机进行钻探施工，在钻探过程中严格控制回次进尺，土层不大于0.50m，岩石不大于1.50m。钻进过程中严格控制冲洗液量，土层钻进采用干钻，基岩钻进采用小水量钻进，岩芯采取率＞75%。为进行大容重实验，布置探井工程6个，探井孔口呈正方形，宽2.0m，深2.5m。现场采集土样9件、岩样6件（其中岩样为钻孔内取样，滑带土由于厚度较浅，加之钻探工艺的局限性，很难钻孔内取样），并通过室内试验测试各土样、岩样的物理力学参数及腐蚀性指标，为灾害体稳定性计算及设计提供可靠的物理力学指标。室内土样测试指标为含水率、天然密度、孔隙比、饱和度、液限、塑限、抗剪、压缩模量等；岩样测试指标为重度、单轴饱和抗压强度、直剪。土样及岩样皆在坡面、钻孔内采取，并及时密封与送检。

2.3 区域水文地质条件分析

经钻探样品实验测试，根据出露的地层岩性及地下水含水介质赋存特征，黄平县且兰医院地下水类型可分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类。松散岩类孔隙水赋存于第四系残破积含块石、碎石粘土中，该含水岩组分布于整个斜坡，厚度2.75m～10.23m，受降雨影响较大，一般透水不含水，本次钻探过程中，在该层未发现稳定地下水位。但在强降雨期间，勘查区地形条件易于集水，基岩为隔水层，该层土体易处于饱水状态。本次在滑坡前缘发现两处泉点（Q1、Q2），两处泉点均为季节性下降泉，泉水均来源于松散岩类孔隙水，降雨期间，Q1流量约0.3L/s、Q2流量约0.5L/s，旱季时期，该两处泉点干涸。除此之外，滑坡体及附近未发现泉涌现象。根据现场调查询问，Q1和Q2两处泉点均系且兰医院宿舍楼后缘（南东侧）挡墙修建完成后出现，推测其形成原因为，因挡墙泄水孔排水不畅（调查期间，挡墙泄水孔多处于堵塞状态），同时挡墙所在区域为易集水的沟谷地形，受挡墙阻水后，地下水迳流向挡墙后缘及左侧土体裸露区域排泄，并形成Q1、Q2两处下降泉点。赋存于志留系翁项群（Swx）页岩中，大气降水部分通过土体下渗至基岩裂隙中形成基岩裂隙水，而强风化页岩长期受地下水的作用易于泥化，沿土层和基岩界面形成渗透性较差的相对隔水层，因此，该含水岩组富水性弱，含水性差。本次钻探过程中，在该层未发现稳定地下水位，区内未发现基岩裂隙水泉点。

2.4 区域水文地质灾害稳定性评价分析

根据以上对区域水文地质条件分析结果，以及钻探试验测试结果，得到勘查区域滑体、滑带等的物理力学参数值，具体如表2所示。

根据上表中风化页岩饱和单轴抗压强度标准值为frk=10.56MPa，岩体基本质量等级为Ⅳ类，依据《建筑地基基础设计规范》（GB50007-2011）第5.2.6条规定，取折减系数=0.1，计算得场地滑床地基承载力特征值。根据各个指标，计算出区域地质灾害稳定系数，其计算公式如下。

公式（1）中，Fs为稳定系数；Ri为作用于第i块的抗滑力；ψj为第i块段土的内摩擦角；Ti为作用于第i块滑动面上的滑动分力（kN/m），出现与滑动方向相反的滑动分力时，Ti应取负值。根据上试计算剖面、岩土参数及计算公式，选取计算剖面，去下图所示作为区域水文地质灾害稳定系数计算剖面，如下图所示。

图1 剖面计算简图

根据选择的计算剖面以及公式（1）计算结果，确定区域水文地质灾害稳定性。根据计算结果，勘查区滑坡发生整体滑动的可能性大，危害程度较大，危险性大，应尽快实施综合治理方案，以此完成对区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查的实践研究。

3 结语

本文结合黄平县且兰医院滑坡防治工程勘查实践资料，对区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查的实践进行了研究，此次研究对区域水文地质条件及地质灾害防治工程勘查的实践操作具有一定的借鉴意义。