子洲縣石溝村黃土滑塌災(zāi)害及治理方案

高立強

(陜西省煤田地質(zhì)局一八五隊，陜西榆林 719000)

1 概述

陜北黃土高原地區(qū)溝壑縱橫，高陡邊坡多，居民多居住在溝谷兩岸及黃土坡腳下，近年來，不斷發(fā)生黃土滑坡、滑塌災(zāi)害，據(jù)調(diào)查，全縣有各類地質(zhì)災(zāi)害128處，其中滑坡78處，崩塌44處，這些地質(zhì)災(zāi)害點嚴重威脅著居民的生命安全。子洲縣就是一個典型的黃土高原地區(qū)，石溝村滑塌發(fā)生地位于子洲縣城南約150 m處，地處大理河右岸，左岸階地有青銀高速公路，北側(cè)有石溝村至縣城水泥公路，河谷川臺區(qū)交通條件優(yōu)越，黃土梁峁溝壑區(qū)交通較為不便。本文論述了石溝村滑塌的特征、形成機理，提出了治理方案。

2 滑塌概況

子洲石溝村滑塌點介于河谷與黃土梁峁溝壑兩地貌過渡區(qū)，北臨大理河沖刷面，自身為黃土高陡邊坡(陡崖)，坡體前緣河流沖刷強烈。A坡(原滑塌體)是一種自然成因的整體性坐落式土滑塌(見圖1)。B坡為黃土陡坡，破壞模式為滑塌—拉裂型(見圖2)。

圖1 A坡（北坡）滑塌區(qū)

圖2 B坡（西坡）滑塌—拉裂區(qū)

西、北坡體交界區(qū)邊坡失穩(wěn)，該坡后緣局部出現(xiàn)拉裂縫，主滑方向為北偏西方向，前緣直達沖溝與大理河交匯處或至河床。蠕滑體前緣寬度50 m～100 m，后緣寬度30 m～50 m，厚度5 m～20 m，體積9×104m3左右。

2.1 地層巖性

滑塌區(qū)地層自上而下有馬蘭黃土和三疊系砂巖。馬蘭黃土，淺黃色、粉土質(zhì)，質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理發(fā)育，具大孔隙、蟲眼，遇水易崩解，根據(jù)本地區(qū)重大工程試驗成果，具有較強的濕陷性，該層分布廣泛，厚度幾米至十幾米或幾十米;三疊系砂巖(T3w)，細粒砂巖為主，淺灰色，部分略顯青灰，厚層狀為主，夾頁巖，頂部裂隙發(fā)育，強風(fēng)化層厚度1.0 m～2.5 m，隱伏于馬蘭黃土層之下，河谷、沖溝多有出露。

2.2 B坡對民房的影響

B坡屬黃土陡坡，呈梯坎狀，B坡因A坡滑塌受到牽引，在其交界區(qū)邊坡穩(wěn)定性較差，該坡后緣及A，B交界一線局部出現(xiàn)拉裂縫，存在滑塌安全隱患，若進一步發(fā)展，將危及溝口一帶民房。

3 滑塌成因分析

3.1 A 坡滑塌

地貌空間條件:邊坡的臨空面是滑塌產(chǎn)生的必要條件。該坡體前緣緊鄰大理河右岸坡，岸坡陡深，微地貌單元屬黃土陡崖，為該滑塌的發(fā)生提供了有利的空間條件。

地層巖性條件:該坡體上覆為厚層黃土，下伏砂巖夾頁巖。黃土孔隙大，土顆粒間下部存在鈣質(zhì)聯(lián)結(jié)，地下水或地表水浸入后鈣質(zhì)聯(lián)結(jié)失效，強度迅速下降，易崩解，而下伏的砂巖夾頁巖具有良好的隔水條件，在雨水較大時基巖層面上形成水的富集，當存在臨空面時極易導(dǎo)致坡體失穩(wěn)。黃土具有大孔隙垂直節(jié)理等特性，其垂直方向的滲透性較水平方向大;因此垂直方向上具有很好的滲水性，易發(fā)育落水洞，導(dǎo)致大量雨水進入土體，增大土體的飽和度，加大重度，降低抗剪強度。

地下水條件:地下水的作用是該滑塌產(chǎn)生、發(fā)展的主導(dǎo)因素。大氣降水下滲往往在基巖面富集，土體濕或發(fā)生飽和，接觸帶土體力學(xué)強度降低，極易出現(xiàn)滑塌。

氣候條件:根據(jù)現(xiàn)場踏勘及子洲氣象資料，本區(qū)2009年降雨量比常年偏多，加之該年度冬季和2010年1月～2月遭遇多場持續(xù)風(fēng)雪寒流，增大了坡體內(nèi)含水量，造成坡體失穩(wěn);包括表層凍融現(xiàn)象也是誘發(fā)坡體失穩(wěn)的因素之一。

上述條件是A坡滑塌的主要誘因，該滑塌為坐落式黃土滑塌。

3.2 B坡破壞模式

A坡的滑塌導(dǎo)致B坡牽引式拉裂，尤其兩坡交界區(qū)土體變形，地面開裂，利于降水滲泄，增大土體重量，由于土、巖接觸面(基巖面為相對隔水層)有利于地下水富集，將導(dǎo)致土體結(jié)構(gòu)軟化，其抗剪強度降低，影響邊坡穩(wěn)定性。目前B坡面處于潛在發(fā)展期，屬牽引式滑塌隱患體，破壞模式為滑塌—拉裂型。

4 滑塌治理方案

按永久性工程考慮，由于濕陷性黃土的特殊性，在確保民房安全的基礎(chǔ)上盡量經(jīng)濟合理。

4.1 應(yīng)急治理方案(B坡)

B坡前緣陡坎地帶(臨民房一線)采用擋土墻防止削方土體滑落，對該坡體隱患區(qū)進行整體卸載，至上而下分級削方、放坡，根據(jù)勘測成果和設(shè)計要求合理安排施工順序。

1)擋土墻。

B坡民房背后一線設(shè)置擋土墻，墻身采用M10漿砌條石砌筑。擋墻頂寬1.8 m，基底水平寬3.66 m，墻高4 m，墻面坡比1∶0.3，墻背坡比1∶－0.1，墻底面傾斜，坡比為 0.1∶1。擋土墻基礎(chǔ)嵌入地基中不小于2.5 m(基巖埋藏較淺段嵌入新鮮基巖內(nèi))，墻背做反濾層，擋土墻內(nèi)設(shè)排水孔，布5排排水孔，沿水平方向間距2.0 m，沿垂直方向間距2 m，按品形布置，排水孔外傾5%，進水口包裹滲水土工布。擋墻后設(shè)置塑料排水盲溝，塑料排水盲溝外徑100 mm、內(nèi)徑60 mm、內(nèi)置φ60 mm PVC花管，塑料排水盲溝伸入反濾層，塑料排水盲溝長度根據(jù)地質(zhì)情況盡量延伸。在擋墻后回填土反壓。土質(zhì)基底采用碎石墊層。

由于B坡前緣呈坎狀，緊貼民房，不具備擋土墻溝槽開挖條件，也存在次生災(zāi)害隱患，可不考慮作為應(yīng)急方案必備條件，為消除放坡土體滑落影響民房安全，可以在施工過程將工作面拓寬擴緩。

2)分級削坡。

按剖面進行削坡清方，45°放坡削方水平距離為8 m，垂直距離8 m，坡腳設(shè)置不小于2 m的馬道，坡腳設(shè)副渠——防水渠(頂寬600 mm、深200 mm、底寬200 mm，壁厚100 mm ～150 mm)，南側(cè)修筑主渠——排水渠(頂寬900 mm、深300 mm、底寬300 mm，壁厚150 mm～200 mm)，砂漿磚砌，防水砂漿抹面，底為混凝土，坡降3‰以利排水;削方范圍可以根據(jù)實際情況進行調(diào)整，具體位置設(shè)計詳見剖面治理措施布置圖。

4.2 綜合治理方案

在應(yīng)急治理方案(B坡)的基礎(chǔ)上，進一步清除A坡松動土體，必要時由上而下分級放坡，坡腳一線堡坎護坡，上坡體應(yīng)完善護坡水保措施，同時兼顧疏通河道。對C坡亦采取放坡削方處理。

A坡滑塌松動土體，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，加之B坡部分削坡清方的覆加，坡腳一線的清方處理將導(dǎo)致松動土體進一步滑塌，同時加劇后緣陡立面小規(guī)模滑塌，現(xiàn)階段治理存在施工安全隱患。建議疏通河道后，右岸坡維持原貌，等坡體穩(wěn)定后再實施治理工作，如分級放坡、坡腳一線堡坎護坡等。

B坡為黃土高陡邊坡，兼存多級陡坎，總坡度約66°。按45°分級放坡治理，削坡清方量約6萬m3，工程費用遠大于坡間民房搬遷費用。黃土高陡邊坡，尤其陡坎段，強降水或連陰雨易誘發(fā)滑塌等地質(zhì)災(zāi)害，建議坡間居民遷移避讓。

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