滑坡地质灾害治理设计研究

滑坡地质灾害治理设计研究

云南地质工程勘察设计研究院云南昆明650000

摘要:伴随着人类对自然界的大规模开发和利用,各种地质灾害频发,严重影响了经济发展和生态平衡,也在一定程度上威胁到人们的生命财产安全。滑坡作为地质灾害中常见的一种,其危害性和影响程度较大。本文从滑坡的产生原因出发,以具体的滑坡治理工程为例,探究滑坡的治理方法,并提出合理的设计策略。

关键词:滑坡;形成原因;治理设计

滑坡是倾斜坡面上的土体或岩体受到某些因素的影响而沿着软弱面所发生的向下滑动和位移。我国的滑坡地质灾害频繁发生于高原山地地带和雨水较多的地区,造成生态环境的严重破坏,严重影响了经济建设和人们的安定生活。预防滑坡灾害要从滑坡产生的根源出发,采取科学化的防治措施,最大限度地控制滑坡灾害的发生率和危害性,保障社会的稳定。

一、滑坡地质灾害的主要成因

(一)自然的因素

滑坡形成的自然原因可以分为两种。一方面是滑坡的内部地质条件的因素,抗风化、抗剪度和抗水侵蚀能力较差的岩石与岩土更容易引起滑坡[1]。另一方面,滑坡的形成会受河流的冲刷、地下水的活动、地震和大量雨水等外部因素的影响。在地质条件容易引起滑坡的地区,如果遭遇持续性的强降水,经水流冲击,导致岩土的性能发生变化,坡体的结构在自重和外力的作用下发生位移,从而就会引起滑坡的地质灾害。

(二)人为的因素

人类对自然环境和生态平衡的破坏也是造成滑坡地质灾害频发的重要原因。频繁的开采和建筑施工会对地质性能产生影响,绿色植被的砍伐使土壤的保水、蓄水能力大大降低,严重的水土流失加剧了山体滑坡。不合理的建筑设计会使地质的承载力超过负荷,不通畅的排水系统会导致水流冲击力的增强,无法对坡体形成保护作用[2]。此外,相应的地质灾害防治措施无法及时到位也会在一定程度上加剧滑坡地质灾害的严重性。

以上是对滑坡地质灾害主要成因的分析。下面本文以西南地区的一个滑坡治理工程为例,对其治理设计展开具体的分析。

二、滑坡治理工程实例

(一)工程的基本概况

在西南地区的一个滑坡治理工程中,因当地持续多日的强降雨,导致地质灾害频繁发生,出现了坡体塌陷和滑坡现象。滑坡发生在乡镇内部,对居民的出行和自身安全性都产生了很大的影响。工程的滑坡体有5组裂缝带,宽约为0.4~0.6米,下错达到了0.6~1.1米。滑坡位置处在山体陡峭的一侧,局部露出了岩石。滑坡体的前部已形成凹槽型的地形,在前缘的陡坎上形成了密集的裂缝,局部的裂缝已延伸到了陡坎下面的平地。坡体整体看来是低矮山丘的样貌,地层分布着黄褐色的碎石。在勘查期间一直伴随降雨,区域中有一定流量的地下水,滑坡的鼓丘有抬升的迹象。

(二)滑坡的稳定性分析

陡坡较高,滑坡前缘的临空面较好,坡体的边坡高度约为80米,经计算边坡的稳定系数小于安全系数,此地在地貌特征上具备了造成滑坡地质灾害的条件。斜坡的孔隙与柱状的节理较为发育,下方位于微微倾斜的基岩上,雨水和地下水能沿着孔隙和节理不断下渗,到达隔水的基岩面时形成一片软弱带。此处的抗剪能力差,易受到外力的影响,加之持续的降雨和水土的流失,因而形成滑坡的可能性很大。

三、滑坡治理的设计方案探究

滑坡防治的主要目的是消除危害性,能预防的滑坡灾害要尽量预防,不能做到完全预防的则要进行有效的综合治理,提高滑坡的稳定性,减少滑坡的下滑力,增加一定的阻滑力,做到不留后患,减少返工。基于该滑坡治理的工程特点和对滑坡稳定性的分析,可以综合采用以下几种方法对滑坡体进行加固治理。

(一)直接加固的方法

对滑坡的直接加固通常有砌抗滑挡墙、加装抗滑桩、设置预应力锚索等方法。

浆砌挡墙是一种常用的抗滑挡墙,是将石块稳固平整地搭砌到已经挖好的基槽之内,借助挡墙自身的重量来抵消滑体的部分下滑力。在施工中要注意按照上下错缝和内外撘砌的原则,保证砌筑的材料与坡体地质相匹配,提前做好勘察和检测,确保挡墙可以有效提高滑坡的稳定性[3]。

抗滑桩是利用立桩桩基的自身强度与地基抗力的双重作用抵挡坡体的下滑力,有破坏性较小、布置灵活、抗滑力较强和迅速起效等优点[4]。在这个滑坡治理工程上加装抗滑桩时,可以采用在坡体上人工挖孔的形式,在坡体的前缘比较薄的地方灌注立桩,充分提高抗滑能力,减少滑坡推力。挖孔桩时,要每隔一个桩就开一个孔,确保坑壁垂直性,使上下尺寸能够一致。每次挖土的深度≤1.6m,岩层的厚度为2.0m,及时修正每一节的护壁尺寸。在挖井的施工中应及时封堵地下水的外漏,保证抗滑桩的工程质量,在井内要设置一定的安全挡板,保证井内的施工人员在工具吊装和外送弃土时有处躲避。

预应力锚索是用钻孔来穿过软弱层或者滑动面,把一端的锚杆固定到岩层中,然后在另一端的锚杆上进行张拉,通过对岩层增加压力来稳固岩体。在这个治理施工中,在滑坡体的表面设置锚索,锚固在滑动面下方的稳定层之中,在地面用梁或者墩给滑体施加一定的预应力,从而实现稳定滑坡和加固坡体。预应力锚索可以与抗滑桩相结合,把桩和锚索共同用在支挡抗滑结构上。这种优化组合可以最大程度地发挥桩的嵌固效果和大面积支挡效果以及预应力锚索的抗拉能力,更为有效地加固滑坡体。

(二)间接加固的方法

常用的间接加固方法有削坡减载和截水排水。

削坡减载是通过人工削减斜坡的外形来降低重心,减少滑坡的体积,降低滑坡的下滑力的同时增加阻滑力,进而达到提高斜坡稳定性的目的。对呈现出上陡下缓形态的较浅滑动面可以采用减载的方法。削坡减载通常与压脚联合使用,从而实现更好的效果。削坡减载重点是对滑坡上方进行处理,而压脚则是用于滑坡的较大空间的坡脚处。

地下水异常活动和持续性的强降水是引发滑坡地质灾害的重要原因。一个完善的截水排水工程会在很大程度上提高滑面的强度和坡体的抗滑能力。排水的主要目的是降低地下水的水位,减小水流的渗透压力,减少暴雨和地表径水对坡体的冲刷与破坏,加强坡面的稳定性。在对滑坡区域内的地下水进行排水时,可以通过筑造截水盲沟的方法疏导径流。在排除地表水时,要将截水、防渗和排水相结合,通过拦截和引流的方法防止地下水渗透到滑坡所在的区域,并对已经流入坡体的地表水和降水采取有效的防渗措施[5]。排水工程一般包括设置截水沟和排水沟、坡面绿化或覆盖混凝土、填平地表等方法。在这个治理工程中,可以在坡体的顶端设计一个截水沟,面积约为0.05平方千米,粗糙性的系数是n=0.035,边坡值位0.4。此外,在截水沟的周围进行适当的绿化,选择强壮的树苗,以挖坑和覆土的方法栽种。

(三)其他的治理方法

在加固滑坡的工程设计中,除了常用的直接加固法和间接加固法,还有一些诸如压力灌浆、麻面爆破、格构加固、喷锚支护等特殊的加固方法,实质都是提高坡面的稳定性,增加阻滑力和抗滑性,最大限度地巩固滑坡,减少灾害的发生。

结束语:

与自然的和谐相处和对其的合理开发,对生态环境的有效保护,坚持可持续发展战略,这些都是减少自然灾害发生,保证人们美好生活的重要途径。设计出行之有效的滑坡治理方法对预防灾害发生和有效控制其危害程度具有重要意义,也是和谐的生态文明建设和经济社会绿色发展的需求。

参考文献:

[1]郭军东,耿兴涛.某滑坡成因分析及治理措施[J].价值工程,2017(15):67-68.

[2]程银.浅谈滑坡成因及防治措施[J].资源导刊,2010(7):38-39.

[3]朱贝贝.浆砌石挡土墙施工质量监理控制要点浅析[J].城市建筑,2017(3):181-181.

[4]杨果林,李二涛.浅谈抗滑桩在滑坡地质灾害治理工程中的应用[J].低碳世界,2017(14):76-77.

[5]石昊.关于堆积层滑坡工程治理的一些探讨[J].工程技术:全文版,2017(2):270-270.

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