沈朋慧 鄢圣格
(湖北文理學院土木工程與建筑學院 441053)
我國的滑坡地質災害非常嚴重,近年來最為嚴重的是2000 年4 月9 日發生在西藏波密縣易貢藏布河扎木弄溝的山體滑坡,此次滑坡導致壩體潰決,洪水傾瀉而下,摧毀318 國道的通麥大橋,沿途鏟動了無數小滑坡,導致100 多人失蹤,五萬多人無家可歸,損失慘重。可見山體滑坡的防治必須引起高度重視,如果防治措施不利不僅會造成嚴重的經濟損失,更會危害到周邊人民的生命財產安全。因此加強滑坡治理與防護刻不容緩,研究滑坡穩定性及其成因和防治問題對人類生活和發展具有深遠意義。
滑坡是斜坡土體和巖體在重力作用下失去原有的穩定狀態,沿著斜坡內某個滑動面或滑動帶作整體向下滑動的現象。滑坡形成的原因可以分為內因和外因,滑坡發育的內部條件有巖性、結構、構造、產狀,滑坡發育的外部條件有水、不合理的開挖、振動、采礦、亂砍亂伐等,以下將對其內外因素進行詳細闡述。
(1)地形地貌條件:滑坡的形成和地形地貌條件密不可分,某地形處,只有有了一定坡度后才可能發生滑坡,坡度達到20 度以上都有可能發生。坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高,地形越開闊,滑坡沖擊造成的破壞面積越廣。位于大江大河的斜坡,山坡、公路邊坡和丘陵地帶都比較容易發生滑坡,因其地形地貌特征促成了很多具有足夠滑動空間的斜坡面,單單依靠土體間粘聚力和摩擦力難以維持平衡,所以很容易發生滑坡。
(2)地層巖性條件:地層巖性是滑坡產生的物質基礎,各種巖、土都有可能是滑坡的組成體。具有松散土層、碎石土、和半成巖土層的斜坡抗剪強度低,容易產生變形面;堅硬巖石中由于巖石的抗剪強度較大,能夠經受較大的剪切力而不變形滑動,但是如果巖體中存在著滑動面,比如經過雨水的浸泡,滑動面抗剪強度會大幅度降低而導致滑坡,由一些結構松散,抗剪強度差和抗風化能力不行,軟硬相間的巖層構成的斜坡易發生滑坡它們巖性比較弱,力學性質較差,當上覆土體過重時會在斜坡層內產生剪切力,而巖性弱的土層將不能夠抵抗 強大的剪切力而被破壞,造成塑性帶和破碎帶而導致滑坡。
(3)地質構造條件:滑坡大部分幾率發生在地質構造運動活躍的地帶,因為地質構造運動也是一種釋放能量的形式,首先它會影響滑坡的分布,如在地層斷裂地帶,滑坡會分布在斷裂地區的兩側,其次構造能量的釋放會影響地層的沉積條件,構造的不連續運動會使地層產生不連續沉積,也會使得地層的固結程度受到擾動而降低。因此地質構造的原因也不容小覷。
(4)水文地質條件:水的作用對滑坡的形成也至關重要,水與巖土體接觸到達一定程度時會使巖土體的性質弱化,土壤粘聚力減小,抗滑能力顯著降低。水會軟化巖、土,降低巖、土體的強度,在土中產生動水壓力和孔隙水壓力,潛蝕巖、土,增大巖、土重量,對透水巖層產生浮力,對巖土體的摩擦力有削弱作用。所以坡體有水滲透情況和地下水位過高時產生滲透作用時,會加速巖土的弱化,降低其力學性質,進而促成滑動面的形成。
(5)不合理的人為因素:亂砍亂伐,導致水土流失;不合理的施工比如開挖山體下方的坡腳,導致山體臨空面坡度過大,坡腳穩定性變差,容易有土體和碎石滑落;或是人工開挖溝渠破壞了山體底部,同時通過降雨坡體荷載變大,土體粘聚力減小,使得部分山體失去原有的平衡而引起滑坡;還有一些工程項目在斜坡上進行,邊坡傾角較大,外加山體建筑物的重量,雨水含量就會導致山體內部粘聚力下降,失去平衡引起土壤活動。
滑坡的治理要貫徹“及早發現、以防為主、整治為輔”的原則;盡量避開大型滑坡所影響的位置;對大型復雜的滑坡,應采用多項工程綜合治理;對中小型滑坡,應注意調整建筑物或構筑物的平面位置,以求經濟技術指標最優;對發展中的滑坡要進行整治,對古滑坡要防止復活,對可能發生滑坡的地段要防止滑坡的發生;整治滑坡應先做好排水工程,并針對形成滑坡的因素,采取相應措施。結合滑坡形成的內外部條件,因地制宜采取多種方法措施防止滑坡災害的產生。防止滑坡的措施大致為支擋、.排水工程和改善巖土性質,以下將做詳細介紹。
(1)支擋。在滑坡體下部修筑擋土墻、抗滑樁或用錨桿加固等工程以增加滑坡下部的抗滑力。在支擋工程中,應該明確各類工程的作用。如滑坡前緣有水流沖刷,則應首先在河岸作支擋等防護工程,然后在考慮滑體上部的穩定。擋土墻的墻形選擇應該根據滑坡穩定、施工條件、土地利用和經濟性等因素確定,對巖質邊坡的挖方形成的土質邊坡宜采用仰斜式,高度較大的土質邊坡宜采用重力式或仰斜式。由于受力特點、材質和構造的差異性使得抗滑擋土墻有多種類型,一般多采用重力式抗滑擋土墻,在墻背設置平臺可以增強墻的穩定性和增大抗滑力,將基底做成逆坡或鋸齒狀。
(2)排水工程。分為地表排水和地下排水,地表排水主要是設置截水溝和排水明溝系統。截水溝是用來截排來自滑坡體外的坡面徑流,在滑坡體上設置樹枝狀的排水明溝系統,以匯集坡面徑流引導出滑坡體外,該方法簡單易行且加固效果好,造價也低,適用范圍非常廣。地下排水是為了排除地下水可設置各種形式的滲溝或盲溝系統,以截排來自滑坡體外的地下水流。地下排水工程能大大降低孔隙水壓力,增加有效正應力從而提高抗滑力。治理加固效果很好,造價也比較低,適用于大多工程項目,尤其是大型的滑坡治理,地下排水也往往是首選之策。
(3)改善滑動面的巖土性質。其目的主要是為了改良巖土性質、結構,以增加坡體強度,通過一定的工程技術措施,改善邊坡巖土體的力學強度,提高其抗滑力,減小滑動力。本類措施有:對巖質滑坡采用固結灌漿;對土質滑坡采用電化學加固、凍結、焙燒等。此外,還可針對某些影響滑坡滑動因素進行整治,如防水流沖刷、降低地下水位、防止巖石風化等具體措施。
科學規劃滑坡災害防治工作,加強滑坡災害的防治與管理,避免和減少地質災害給人民生命和財產造成的損失,對維護社會穩定,保障生態環境、促進國民經濟和社會可持續發展具有重要的意義,有效防治可以減輕對社會、經濟發展的制約,滑坡地質災害的防治也是可持續發展的重要內容。加強規劃和防治,全面貫徹落實到日常生活和施工中,相信通過滑坡問題將會得到進一步改善。