边坡崩塌防治方案探究

2023-09-07 13:48何国栋郑小方
河南科技 2023年14期
关键词:稳定性分析治理措施边坡

何国栋 郑小方

摘 要:【目的】查明安庆市宜秀区总铺社区屋后边坡崩塌情况,消除地质灾害隐患。【方法】通过地质灾害专项调查,查明该区的地质环境背景、边坡的特征及崩塌可能影响范围,并根据边坡稳定性分析和危险性评价,提出了具体的防治工程措施。【结果】根据边坡形态特征以及潜在危害的性质差异将边坡划分为A、B、C、D四段边坡,分别对其进行稳定性分析。【结论】结合各段边坡的特性,建议坡面采取削坡+绿化+截排水的治理措施。

关键词:边坡;崩塌;稳定性分析;治理措施

中图分类号:P642.26                文獻标志码:A                 文章编号:1003-5168(2023)14-0115-04

DOI:10.19968/j.cnki.hnkj.1003-5168.2023.14.023

An investigation into Prevention and Control of Slope Collapse

—A Case Study of Fan Wei Group in Zongpu Community of Anqing City

HE Guodong ZHENG Xiaofang

(Anqing Natural Resources and Planning Bureau, Yixiu District Branch, Anqing 246000, China)

Abstract: [Purposes] This paper aims to identify the slope collapse behind the house of the community of Zongpu in Yixiu District, Anqing City, and completely eliminate the hidden danger of geological hazards. [Methods] A special survey on geological hazards was conducted to identify the geological environment background of the area, the characteristics of the slope and the possible influence range of the collapse, and specific engineering measures for prevention and control were proposed based on the stability analysis and hazard evaluation of the slope. [Findings] The slopes were divided into four sections, A, B, C and D, according to the morphological characteristics of the slopes and the difference in the nature of the potential hazards, and their stability analysis was carried out separately. [Conclusions] Combining the characteristics of each section of slope, the slope is recommended to adopt the treatment measures of slope cutting, greening, interception and drainage.

Keywords: slope; collapse; stability analysis; treatment measure

0 引言

崩塌是在特定的自然条件下形成的。地形地貌、地层岩性、地质构造是崩塌形成的必要条件,降雨、地震则是崩塌发生的诱发因素[1]。边坡的发展演变是一个渐进的过程,而崩塌是突发性的灾害,边坡一旦发生崩塌,将直接影响边坡下部的建筑物与居民安全,造成大量的人员伤亡和经济损失,其治理工程是复杂的岩土工程问题[2]。本研究以安庆市宜秀区总铺社区屋后边坡为例,通过开展地质灾害调查,进行边坡稳定性分析,并提出治理措施。

1 崩塌区地质条件及边坡特征

1.1 地形地貌与水文环境

地质调查发现,研究区属于沿江北部丘陵平原区。整体地势呈东北高,西南低,地形标高25.2~268 m,最低点位于研究区西侧标高25.2 m,最高点位于研究区东北侧山坡,海拔标高268 m;山体总体走向呈东北-西南向展布,地形坡度约15~25°,局部大于30°。根据地貌形态特征将区内地貌类型细分为平原及丘陵。平原位于研究区外围西南侧,地面标高在25.2~45 m,场地平坦,地层由第四系全新统地层组成。丘陵位于研究区内东侧及外围东北侧,丘顶标高52~268 m,丘顶多呈圆状,坡度一般在15~25°,局部大于30°。丘体植被发育,覆盖率高。

研究区位于长江中下游沿江北岸,属长江流域,长江自西向东流经安庆市,区内水系为皖河水系,经皖河汇入长江。根据调查,研究区周边地表水体主要以池塘为主,主要补给方式为大气降水,研究区位于山坡坡脚处,地形自然坡度一般在15~25°,山坡基本无地表水体分布;雨季雨水自山脊顺坡而下,旱季无水,仅雨季坡体地表水汇聚经水沟排出坡体。坡体地表植被发育,主要为灌木和杂草。研究区北侧直线距离约70 m处为鲁冲水库,水面面积1.07 km2里,总库容72.8万m3,水位36.0 m。

1.2 区域地质

1.2.1 地层岩性。研究区周边区域地层属于华南地层大区杨子地层区下杨子地层分区安庆地层小区,出露的地层主要为第四系全新统冲积层(Q4al)及岩浆岩发育。第四系全新统冲积层主要分布在研究区外围西南侧,岩性以浅黄褐色砂砾、砂、黏土、粉质黏土、淤泥质黏土,河湖地区厚度一般10~50 m,山区一般1~5 m。该研究区及外围发育两组岩浆岩,分别为燕山早期闪长岩(δ52)及燕山晚期钾长花岗岩(ζγ),其中燕山晚期钾长花岗岩(ζγ)位于该区外围东北侧,研究区内发育的岩浆岩为燕山早期闪长岩(δ52),灰白~深灰色、灰绿色~浅灰绿色,细粒、中细粒、中粗粒结构,块状构造。

1.2.2 地質构造。研究区所在区域的大地构造单元隶属于扬子准地台,下扬子台坳的沿江拱断褶带至安庆凹断褶束,该区及周边褶皱、断裂等构造不发育。

1.2.3 区域地壳稳定性。研究区所在区域新构造运动较为活跃,主要表现为地壳升降运动、断裂及地震活动。地壳升降运动总体为不均匀的振荡性下降、阶地发育、堆积作用加强。断裂活动主要表现为老断裂的复活和新生代断裂构造。区域大断裂头坡断裂于2011年1月19日发生Ms4.8级地震,震中位于安庆市杨桥镇(东经117°06′,北纬30°36′),表明该断裂近代仍具活动性。研究区处于麻城-常德地震带的东北部,东与扬州-铜陵地震带斜街。根据1:400万《中国地震动参数区划图(GB 18306—2015)》,地震动峰值加速度分区为0.05 g。区内地震活动频繁,但不强烈,地震震级均小于4.5级,区域内未发现活动断裂通过,稳定性较好。

1.3 岩土特性

根据研究区及周边地层的成因类型、岩石结构、物质组成、力学性质将岩土体划分为土体和岩体两大类。

土体:主要为第四系全新统冲积层(Q4al)多层土体,上部为黏土、粉质黏土,软可塑状态;中部为中细砂、粉细砂、粉土及淤泥质黏土,松散或软塑、流塑状态,多具软土性质;下部卵砾石,松散状态。该岩组区内最大揭露厚度可达50 m。该类土体具高压缩性,压缩系数大于0.5 MPa-1,承载力60~150 kPa。

坚硬块状侵入岩岩组:研究区内岩体主要为燕山早期闪长岩,广泛分布于研究区内东北侧及周边区域。岩性坚硬,新鲜岩石饱和抗压强度90~220 MPa,软化系数大于0.80。岩石抗风化能力较强。

1.4 边坡特征

研究区边坡总长343.50 m,呈弧形,坡脚为一排居民楼,房屋西侧为一条乡间道路,道路宽约4.5 m。根据边坡不同特征将边坡分为A段、B段、C段及D段边坡,总体坡向约327°。

1.4.1 A段边坡特征。该段边坡岩性为燕山早期闪长岩,边坡总长约87.8 m,边坡坡顶标高48.33~56.03 m,坡底标高46.29~47.62 m,坡向约312°,坡度约50°,坡高约1.7~10.61 m,坡脚距离居民楼约6.5~20 m。山坡坡顶植被发育,主要为乔木和灌木。该段边坡主要中风化闪长岩,边坡节理裂隙发育,主要发育2组节理裂隙:①245∠65°间距0.5~1.0 m,②31∠68°,间距大于1.0 m。

1.4.2 B段边坡特征。该段边坡岩性为燕山早期闪长岩,边坡总长约86.50 m,边坡坡顶标高46.23~49.75 m,坡底标高43.30~46.71 m,坡向约321°,坡度约50~80°,坡高约3~6.9 m,坡脚距离居民楼约0~1 m。山坡坡顶植被发育,主要为乔木和灌木。该段边坡主要中风化闪长岩,边坡节理裂隙发育,主要发育3组:①245∠65°,②31∠68°,③260∠33°。根据访问和调查,该段边坡局部上部边坡顶部存在危岩体崩落隐患。该段边坡坡脚居民楼过道已留“U”形排水沟。

1.4.3 C段边坡特征。该段边坡岩性为燕山早期闪长岩,边坡总长约70.20 m,坡底标高40.1~41.80 m,坡向约288°,坡脚距离居民楼约0~0.70 m。边坡分二级台阶,一级台阶宽约1~7 m,台阶下部边坡坡度约70°,高度约3~4.4 m,边坡面植被茂盛,主要为灌木。台阶上部边坡坡度约70°,高度约3~5 m,边坡面植被茂盛,主要为灌木及乔木。二级台阶宽约10~23 m,台阶上部边坡坡度约50°,高度约6.93 m,边坡面植被茂盛,主要为灌木及乔木。该段边坡主要中风化闪长岩,节理裂隙发育,主要发育3组:①90∠62°,②5∠85°,③260∠33°。

1.4.4 D段边坡特征。该段边坡岩性为燕山早期闪长岩,边坡总长约99 m,边坡坡顶标高39.19~47.65 m,坡底标高32.53~36.63 m,坡向约251°,坡度约50~70°,坡高约1.5~8 m,坡脚距离居民楼约0~4 m。山坡坡顶及坡面植被发育,主要为乔木和灌木。该段边坡主要中风化闪长岩,边坡面节理裂隙弱发育,主要发育1组节理裂隙:①90∠62°。边坡坡顶为居民楼及寺庙。边坡坡脚个别居民楼过道已留“U”形排水沟。

2 边坡稳定性分析

2.1 A段边坡稳定性分析

A段边坡岩性为燕山早期闪长岩,该段边坡坡向约312°,坡度约50°,坡高约1.7~10.61 m,坡脚距离居民楼约6.5~20 m,坡面及坡顶长满灌木杂草,现状调查,边坡岩体呈中风化,坚硬状态,裂隙发育,呈块状,岩层面呈闭合状态,无明显不利结构面存在。主要发育两组节理裂隙:①245∠65°间距0.5~1.0 m,②31∠68°,间距大于1.0 m,裂隙面呈平直闭合状态,岩体完整性较好,整体边坡呈稳定状态,仅局部有小岩块滚落现象,方量小于5 m?。边坡因距离房屋较远,坡度较缓,且房屋为砖混结构,存在一定的抗剪强度,对坡脚居民财产构成的威胁较小。

2.2 B段边坡稳定性分析

B段边坡岩性为燕山早期闪长岩,该段边坡坡向约321°,坡度约50~80°,坡高约3~6.9 m,坡脚距离居民楼约0~1 m。现状调查,边坡岩性为中风化,坚硬状态,裂隙发育,呈块状,岩层面呈闭合状态,无明显不利结构面存在,且坡面平整光滑,边坡整体稳定性较好。局部段裂隙较发育,岩体较破碎,经实测,主裂隙面有①245∠65°,延长大于3 m,间隔0.5~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态;②31∠68°,延长大于1 m,间隔0.2~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态;③260∠33°,延长大于1 m,间隔0.3~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态。裂隙面组合后形成倾向坡外的碶形体,块大者0.5×0.8×0.3 m?,个别岩块裂隙面呈张开状态,稳定性较差,在降雨、冰劈等外力作用下易脱离母岩坠落。坡脚居民楼距离边坡较近,对房屋人员生命财产安全造成威胁,经过调查,边坡坡脚有坠落的块石,方量约2~5 m?。

2.3 C段边坡稳定性分析

C段边坡岩性为燕山早期闪长岩,该段边坡坡向约288°,坡度约50~70°,单级坡高约1-7 m,坡脚距离居民楼约0~0.70 m,现状调查,边坡岩性为中风化,坚硬状态,裂隙发育,呈块状,边坡主裂隙面有①90∠62°,延长大于3 m,间隔0.5~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态;②5∠85°,延长大于1 m,间隔0.2~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态;③260∠33°,延长大于1 m,间隔0.3~1.0 m/条,裂面平直光滑,闭合状态。存在一组顺坡向节理裂隙面,加上三组裂隙切割后易形成倾向坡外的碶形体,稳定性差,在降雨、冰劈等外力作用下易脱离母岩坠落[3]。坡脚居民楼距离边坡较近,对居民生命财产安全造成威胁。

2.4 D段边坡稳定性分析

D段边坡岩性为燕山早期闪长岩,该段边坡坡向约251°,坡度约50~70°,坡脚距离居民楼约0~4 m,现状调查,该段边坡节理裂隙弱发育,主要发育1组节理裂隙:①90∠62°,间距大于1 m,岩石整体完整性较好,边坡现状较稳定。

根据边坡稳定性分析和现状调查可知,A段边坡距离居民楼较远,坡脚较缓,整体边坡较稳定,仅局部有小岩块滚落现象,方量小于5 m?。边坡因距离房屋较远,坡度较缓,且房屋为砖混结构,存在一定的抗剪强度,对坡脚居民财产构成的威胁较小;D段边坡现状整体呈稳定状态。B段边坡及C段边坡主要为崩塌隐患,节理裂隙发育,岩体被切割形成倾向坡外的碶形体,稳定性差,在降雨、冰劈等外力作用下易脱离母岩坠落,如不采取措施,发生崩塌的可能性大。威胁坡脚22户97人的生命财产安全,威胁财产超过100万元。根据《地质灾害危险性评估规范》(DZ/T 0286—2015),其危害等级为二级。

3 边坡崩塌治理措施

通过地质调查及对边坡稳定性分析后,对该区内边坡存在的地质隐患主要采取削坡+绿化+截排水的治理措施[4]。根据边坡特征,建议对B、C两段边坡削坡治理,彻底消除灾害隐患,对A段边坡坡面碎石进行清理。由于该区汇水面积较大,考虑到坡面冲刷对坡体稳定性影响较大,于坡脚修筑排水沟,最终排泄于道路排水系统。

3.1 削坡工程

因边坡距离房屋较近,且局部存在崩塌等隐患,为彻底消除灾害隐患,对该研究区后方边坡进行削坡整治。A段边坡距离房屋最近距离6.5 m,边坡现状较稳定,无需治理,仅需清除坡面碎石。D段边坡现状稳定性较好,故削坡主要针对B、C两段边坡,通过削坡将整个边坡形成一个整体。建议采用坡率法[5]进行削坡设计。本次削坡中风化闪长岩削坡坡度采用60°,分2级边坡削坡,局部分3级,根据地形及边坡特征本次削坡从B段边坡东侧端开始。

由于坡体岩石较坚硬,建议采用机械方式进行削坡,并严格控制削坡厚度,控制面以上200 mm采用人工+机械方式进行清除[6]。破碎后的石块采用挖掘机装载、汽车运输的方式外运,由政府部门合规统一处理。

3.2 排水沟系统及绿化

因研究区边坡距离房屋很近,坡底较陡,且水流量较大,但现有房屋过道水沟因尺寸较小,建议在削坡后坡脚修筑排水沟。在治理后的边坡坡顶(面、脚)采用种植灌木花草等绿化措施,对坡顶(面、脚)进行防护,防止坡面遭受风化。同时达到美化环境的效果[7]。

根据《建筑边坡工程技术规范》(GB 50330—2002)与《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219—2016)的相关规定,经过上述的边坡崩塌治理措施,在施工过程及竣工后2年内未出现明显的边坡变形,说明本研究提出的治理措施有效。

4 结论

本研究基于安庆市宜秀区总铺社区屋后边坡崩塌地质灾害调查与治理研究的工程实例,在综合研究该区的地质条件与边坡特征,进行边坡稳定性分析后,提出了具有针对性的治理措施,结论如下。

①地质灾害具有突发性强、预见性差的特点,在遭遇强降水或者连续降雨情况下,发生滑坡的可能性大,一旦形成灾害,将严重威胁人民群众的生命财产安全,社会影响恶劣,必须尽早消除地质灾害隐患。

②根据勘查资料分析,该边坡因裂隙面组合后形成倾向坡外的碶形体,块大者0.5×0.8×0.3 m?,个别岩块裂隙面呈张开状态,确定为坠落式崩塌,规模为小型,危害对象等级二级。另外,该研究区居民居住环境水流比較多,每逢雨季发生水患,屋后边坡存在崩塌隐患。

③鉴于该斜坡规模、特征,比较搬迁避让与工程治理的难易程度及实际可操作性,以及经济合理性,决定实施工程治理。崩塌点距离居民楼较近,建议采取削坡及设置截排水沟等治理措施。

参考文献:

[1]文玉忠,李刚.水电站边坡危岩体稳定性分析及防治措施研究[J].华北水利水电大学学报:自然科学版,2020,41(6):85-88,96.

[2]庄树裕.闽北地区边坡崩塌的成因机制分析与治理措施[J].土工基础,2022,36(6):838-842.

[3]孙明露,陶伟,张文海.西藏南木林学玛崩塌灾害特征与防治对策[J].科技创新与应用,2022,12(21):118-122.

[4]蒋艳娇,许姗姗,吴越.皖西大别山变质岩分布区滑坡稳定性分析及治理方法研究:以霍山县太阳乡太阳村街道滑坡为例[J].安徽地质,2022,32(3):250-255.

[5]常士骠,张苏民.工程地质手册[M].4版.北京:中国建筑工业出版社,2007.

[6]高骏.矿山地质环境治理中坚硬岩石削坡方法比较和优化[J].探矿工程(岩土钻掘工程),2020,47(12):79-85.

[7]李顺昌.滁州市琅琊区龙池花园崩塌稳定性分析及防治工程建议[J].冶金管理,2022(11):92-94.

猜你喜欢
稳定性分析治理措施边坡
边坡控制爆破施工
高耸钢结构施工关键控制技术分析
框架预应力锚杆边坡支护结构及其应用分析
浅谈城市交通拥堵困境的道路税费治理措施
关于大气污染形成分析及治理探析
反洗钱法规体系问题及建议
紫色土水土流失区不同治理措施水土保持与土壤改良效果研究
水利水电工程高边坡的治理与加固探讨
基于SLOPE/W的边坡稳定分析
浅谈边坡稳定性地质问题的解决措施