周坤 劉喬嵩 牟芬
摘要 隨著我國基礎設施建設規模的逐漸擴大,也不斷提高了對地質災害治理的相關問題的重視程度。以湖北襄陽地區為例,從邊坡穩定性概述為切入點,全面分析出現山體滑坡事故的主要原因,以及地質災害中邊坡穩定的相關問題,并提出了有效的治理措施,以期為相關從業人員提供參考。
關鍵詞 地質災害;治理工程;邊坡穩定;滑坡治理
中圖分類號:P694 文獻標識碼:B 文章編號:2095–3305(2022)01–0136–03
地質災害工程的建設水平會促進我國經濟的蓬勃發展,也是為人民群眾提供人身安全和財產安全的重要保障。在地質災害中比較常見的問題是邊坡穩定問題,巖土層若出現不規律的變化將會出現一系列的地質災害,且邊坡穩定問題具有較強的突發性,對地質災害治理項目工程的建設和后期投入應用都會帶來極其嚴重的影響。因此,積極分析并研究地質災害治理項目工程的邊坡穩定問題和治理滑坡的方式,能保證整體施工的質量與安全水平的最大化。
1 邊坡穩定性的概述
當邊坡巖土的狀況是“坡角前提”“相對坡高”時,邊坡所具備的穩定程度,也就是“邊坡穩定性”。在一般情況下,如果邊坡是通過人工設計或是自然條件產生的不合理坡度,則會使邊坡的穩定性降低,在受到水的沖刷力、自重和地震動力等原因的共同影響下,將會增加邊坡的崩塌概率,從而對邊坡附近的建筑物、路面交通和河道等造成負面影響,危及人民群眾的生命安全和財產安全。而對防治地質災害方面而言,最重要的是要對邊坡的穩定性問題進行深入研究。加強邊坡的穩定性不僅可以及時預測出現地質災害時邊坡失穩問題的嚴重性,還可以在及時采取有針對性的防護與治理措施,進而保障人民群眾的生命與財產不受到威脅,避免影響人民群眾的日常生活,同時為建筑物的安全性和經濟利益最大化提供有效保障[1]。
2 山體發生滑坡事故的成因分析
2.1 物理結構不穩定所導致的邊坡滑坡
從物理學角度來看,邊坡的物理性質也會為邊坡地質構造帶來相應的影響,進而降低邊坡地質構造所具有的剛度。在一般情況下,邊坡中會存在較多的親水礦物,這也意味著邊坡中的土壤、土質成分中含有一定的黏土礦物質,而這部分物質的結構是導致邊坡不穩定的主要因素,與此同時,由于邊坡的親水性質導致土壤含水量加大、流動性增強,嚴重影響了邊坡結構的穩定性,一旦遭遇雨水沖刷或振動則極易出現滑坡的現象。
2.2 巖石結構問題所導致的邊坡滑坡
由于邊坡大部分都是巖體結構,其巖體結構的內部經過長時間的積累,大多數巖體結構都會出現形狀變化或出現異常結構面。形狀的整體變化會導致邊坡巖體內部結構遭到嚴重破壞,從而使邊坡的穩定性不斷降低,若地質結構受外界因素的影響或出現變化,則極易出現地質災害的滑坡現象。此外,巖體結構面的異常也會使邊坡內部整體結構失去平衡,甚至會導致巖體內部結構的性質出現變化,進而出現大面積巖體粉碎的情況,給地質災害的治理項目工程安全性和質量造成威脅[2]。
2.3 雨水沖刷使巖石浸水所引起的邊坡滑坡
日照、風化等自然環境所形成的因素為自然因素,在通常情況下,巖石是邊坡結構中的重要組成部分,在不同的氣候環境、地質環境的作用下,巖石結構也會隨之變化。尤其是在降雨比較頻繁、降雨量較大的地區,巖石內部結構如果受到降雨的影響,巖石結構中將會吸收大量的雨水,從而導致巖石內部結構遭到破壞,使巖石結構的穩定性、巖石內部結構的整體性下降,嚴重時將會導致山體滑坡,或是規模較大、范圍較大的泥石流,對山體附近造成嚴重的環境破壞。
2.4 人為操作或間接因素導致的邊坡滑坡
我國大部分基礎設施的建設目的是為當地居民提供便利,并推動當地市場經濟、社會經濟水平的提高,但導致地質災害治理工程受到一定的人為因素影響,最終降低治理工程的施工質量與當地的經濟發展水平。例如,施工人員的施工力度過強,導致施工區域原有的穩定性突破平穩的狀態;爆破、人工削坡和引水灌溉致使浸水或滲漏、傾斜邊的植被破壞等,也是出現滑坡現象的因素。與此同時,地質災害治理工程的施工也會在一定程度上增加邊坡失穩的發生概率。例如,在對巖體進行開挖的過程中,為提高工作效率,大部分施工隊伍會使用“放炮法”,而放炮后產生的震動力會對邊坡造成一定的破壞,從而導致邊坡的穩定性降低,增加了邊坡失穩事件的發生概率。
3 以襄陽地區為例邊坡穩定性分析
3.1 邊坡地質結構對穩定性帶來的影響
從邊坡的內部結構來看,當邊坡巖體的地質結構面出現異常時就會產生滑動現象,其滑動的規模、條件、方位及其形態等均在巖體結構面的限制下,在一定程度上,其穩定性會受到巖體滑動面形狀、方位等的影響。當地質災害治理施工和勘察環境處于野外時,應重點關注以下內容:首先,順坡結構面比較容易產生滑動面。如果地形坡腳比層面傾斜度大,則其整體所形成的滑動面滑動方向就是層面,并且形成滑動面后應對層面的緩傾斜度提高重視程度;如果在層面的傾斜度保持在緩慢的狀況下,則其會過渡為穩定狀態,而當構造表面的抗剪力強度減弱時,其下滑的方向可能會轉化為軟弱面[3]。其次,在反破的構造面上一般保持平穩狀況,當各種差異相結合后的構造面上可能將對巖體進行剪切,在此時出現組合滑動面的可能性也會更高。最后,圓弧形滑動面通常會出現于松散性較高的滑坡中,若大多數滑坡中有基巖,則會在切層現象的影響下出現與其類似的圓弧形滑動面。在治理邊坡的過程中,工作人員可以利用減荷或壓腳的方式,有效避免上述現象的出現。
3.2 邊坡支護穩定問題
當邊坡結構在地質災害的范圍內時,極易出現邊坡不穩定性事故。由于地質災害治理項目工程在施工過程中,巖土層的結構會出現不規律的變化,從而導致地裂縫、地下采空區等現象出現,并且隨著時間的不斷推移,邊坡結構失衡帶來的負面影響也會愈加明顯。在進行混凝土澆筑環節時,混凝土結構內部的鋼筋是否出現腐蝕現象,也將會直接影響邊坡的穩定性。因此,要想避免滑坡現象的出現,施工人員應保證施工方式的可行性和施工的質量,并設計出更加優質、合理的邊坡支護工程措施,為地質災害治理項目工程的主體結構安全提供保障[4]。F7422E21-ECE8-460C-BCD0-3009C653E3ED
4 以襄陽地區為例地質災害治理工程施工過程中治理滑坡的措施與建議
4.1 增強邊坡不穩定位置的加固力度
在地質災害治理項目工程的施工過程中,邊坡巖石結構若處于正常狀態,首先要在第一施工階段對邊坡結構問題進行勘測和對真實的地質條件進行測量,根據測量后的實際情況及時加固邊坡地段,以此避免在第一施工階段時出現邊坡滑動問題。但需要注意的是,從正常狀態下邊坡巖石結構的表面來看,難以真實地觀察到巖體內部結構中的實際情況,此時需要仔細觀察邊坡周圍是否出現松動的現象,或巖體表面是否被破壞,一旦發現邊坡巖體結構出現裂縫或松動的現象,必須要對邊坡穩定性進行整體計算。而針對短時間內邊坡地段不會出現穩定性變化的位置,施工人員應對其采取有針對性的加固措施進行維護,從而降低邊坡滑動的發生概率[5]。
4.2 制定完善的施工方案,加強員工培訓
正確的施工方案會直接影響地質災害治理工程中邊坡穩定和滑坡問題的治理水平,尤其是施工的過程中,由于施工環境、施工技術具有較高的危險性,正確、有效的施工技術和方案是保證工程質量和施工人員安全的基本前提。因此,施工設計師需要在設計前對施工現場進行實地勘察,根據工程環境、工程位置、地理環境和氣候條件等因素設計施工圖紙,在制定施工流程、選擇施工技術的過程中,也要根據實際情況進行設計,為工程質量提供基礎保障。
此外,要想進一步提高治理工程的質量和施工效率,還需要配備專業水平較強、安全意識較強的施工人員和工程監理,人員是工程施工的重要組成部分,只有人員充足、素質較高的施工人員才能有效保證施工的質量[6]。
首先,加強對施工人員和工程監理的技能、安全培訓,保證施工人員將安全意識貫穿于整個施工流程中,同時提高工程監理隨機應變能力和解決意外情況的能力,能根據施工意外情況及時制定相對應的解決措施,從根源上避免邊坡問題和滑坡問題的發生。其次,積極引導設計師額工程勘查人員考取相關資質,必須要考取國家認定的職業鑒定證書才可以正式上崗。最后,加強勘查人員與設計師之間的交流與溝通,保證設計師制定的施工方案準確無誤,勘察人員也能整體掌握治理工程中的各個施工環節和整體布局,從而全面掌握應對邊坡穩定、滑坡問題的措施。
4.3 加強對施工現場實際環境的勘查
加強對施工現場環境的勘查與預測工作是極其重要的環節。根據湖北襄陽地區的地質條件和形成滑坡的主要成因分析,在實際地質勘察中針對不同的具體情況采取了不同的地質勘察方法和技術手段,大致包括了如下3類方法:(1)大地精密測量法。這種檢測方法是從傳統測量技術中發展而來,一般使用等距離交叉法或三角交匯法對滑坡變形后的水平位移進行檢測。(2)綜合式自動遙測法。此方法主要是通過使用新空間技術衛星遙控或遠距離遙控系統實現監測,對數據進行自動采集、整理、保存、打印和數據分析,并根據滑坡變化后繪出的曲線或圖形。此方式能實現24 h檢測,并且在遠距離傳輸信號時還能保證信息傳輸的速度和信息的準確性。但此設備若受外界因素的影響容易出現故障,適合用于滑坡快速變化的中期監測中。(3)GPS定位法。GPS定向法主要是指運用空間定向技術對滑坡活動實施監控。由于GPS系統具備了靜態特性,可運用靜態特性進行空間定向監控工作,以精確監控山地滑坡的移動變化及其形狀變化趨勢等。在針對不同的地質時,應使用不同的勘測技術,尤其是針對邊坡不穩定程度較高的地段,勘查人員應全面分析并監測邊坡問題的影響因素,制定出具有針對性的解決措施。
4.4 采取多種施工技術實施抗滑邊坡結構施工
針對邊坡滑坡的相關問題應選擇抗滑樁以及多種抗滑結構對邊坡采取加固措施,主要施工技術包含樁間板工程、錨桿工程、擋土墻工程和抗滑樁工程等。但在采取抗滑結構措施進行施工的過程中,應根據邊坡的真實情況合理選擇施工技術。其中在對樁間板工程進行施工的過程中需要將邊坡的傾斜角度進行結合,并設置擋土板的高度與厚度以及地下深度,使樁間板的位置始終處于中間位置。錨桿施工過程中要保證施工順序的嚴謹,同時按照邊坡表面調整坡面角,在噴漿時也要注意錨孔位置是否準確,反復確認。抗滑樁工程是深入滑坡體進行施工以保證巖層的穩定性,對滑體起支擋的作用,由于其施工簡單、成本低,被廣泛應用于地質災害治理項目工程中,也是比較常見的抗滑技術。在施工過程中需要仔細測量并準確選擇抗滑樁的位置,確定位置后實施樁點施工,以此提高邊坡結構的抗滑質量,降低邊坡滑坡出現的可能性。
4.5 滑坡治理綠化工程
針對滑坡的特點和條件,應與生物工程措施有效結合,同時兼顧景觀功能、生態功能,在此基礎上遵循“因地制宜”的基本原則建立草花植物、灌木群落,同時考慮滑坡治理技術的經濟性、可靠性、綠化效果和后期的護坡效果。具體來講,可以采取以下幾種措施:對滑坡進行分級削方,以坡面為基準從下向上噴附土層、麥克墊、增活土壤有機基質和高性能生態基材。在地質災害治理的綠化工程中,要根據襄陽當地的氣候條件、土壤條件等因素選擇綠化植物。
噴附土層結構的平均厚度應保持在8 cm左右,通常為泥炭土、過篩細粒土、谷殼和肥料等配方合成,利用客土噴播機對坡面進行噴射,由于土壤的團粒結構被改善,經過噴射后的坡面的抗沖刷能力、黏附能力更強,主要用于為植物的生長提供介質,以此達到長期的綠化效果。麥克墊是由一種細絲纏繞生成的,將麥克墊噴附于坡面能有效減少雨水對坡面造成的沖擊,同時降低徑流剪切力對坡面帶來的傷害,從而提高坡面的抗剪應力能力。而增活土壤有機基質能提高土壤的有機質和生物活性,并且在建立植被后通過循環營養物質能有效改良土壤結構,為土壤提供新的植被生長條件,加快植被的生長速度。與此同時,增活土壤有機基質的噴附不僅能改善土壤化學成分,還能為植被的生長提供良好的環境。高性能生態基材屬于一種防侵蝕性的生物材料,與生長刺激劑及水混合后,利用噴播機噴附于邊坡表面,會形成一種具有保溫、覆蓋、保水等功能的防侵蝕層。F7422E21-ECE8-460C-BCD0-3009C653E3ED
5 結束語
隨著社會經濟的不斷發展與進步,我國經濟形勢也朝著多元化的方向發展,但在不斷提高國家經濟實力的過程中,還應加強對我國生態環境和地質情況的重視,重點關注經濟長期發展中人類與大自然的不協調問題,尤其是地質災害的治理工作。一旦在地質災害治理中出現邊坡失穩的問題,將會給人民的生命財產造成極其嚴重的威脅。因此,只有全面分析地質災害治理工程中治理邊坡失穩、滑坡問題,才能保證治理工程的施工質量與安全性,為地質災害治理項目工程的有序開展提供重要保障。
參考文獻
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責任編輯:黃艷飛
Slope Stability and Landslide Control Counte-rmeasures in Geological Hazard Control Engineering Construction
—Taking Xiangyang, Hubei Province as an Example
ZHOU Kun et al(Hubei Xiangyang No. 2 Middle School )
Abstract With the gradual expansion of Chinas infrastructure construction scale, attention has been paid to the related problems of geological disaster management. Taking Xiangyang area of Hubei province as an example, this paper analyzed the main causes of landslide accidents and related problems of slope stability in geological disasters from the perspective of slope stability overview, and put forward effective control measures, in order to provide reference for relevant practitioners.
Key words Geological hazards; Treat-ment works; Slope stability; Landslide treatment
基金項目 利用區域資源培養高中生地理實踐力的策略研究——以襄陽為例(2019JA1130)。
作者簡介 周坤(1974—),男,湖北襄陽人,中學高級教師,主要從事地理教育工作。
收稿日期 2021-10-10F7422E21-ECE8-460C-BCD0-3009C653E3ED