梁 敏, 李 耘
(1.廣西壯族自治區第一地質隊,廣西 桂林 541000; 2.核工業(桂林)基礎工程有限公司,廣西 桂林 541000)
麻土屯地處百色市右江區,受持續強降雨影響,在麻土屯坐落的邊坡西南側發育一處滑坡地質災害。該滑坡失穩變形滑動后,將對滑坡頂部和下部的麻土屯村民的生命財產安全造成威脅。根據滑坡及其影響區實物指標調查結果,滑坡失穩后威脅人數約50人,造成直接經濟損失約200萬元。依據滑坡防治工程勘查規范》(GB/T 32864—2016)確定,滑坡防治工程等級為三級,屬于小型地質災害治理。滑坡地質災害產生后將影響當地村民正常生產和生活,同時還將危及當地的社會安定。因此,對麻土屯滑坡進行工程治理是十分必要的,治理工程是保障滑坡地質災害危險區域安全的重要舉措。
百色市位于云貴高原東南沿,屬亞熱帶季風氣候,滑坡區降雨多集中于5—9月,占全年降雨的74.7%,1月份降雨最少,8月份降雨最多,期間多有暴雨發生。大強度持續降雨是滑坡地質災害的主要誘發因素。
麻土屯地處構造—侵蝕與溶蝕相間的中、低山地貌區,巖溶峰叢與丘狀峰頂山交替出現。滑坡區所在山體自然坡度上陡下緩,上部自然坡度40°~45°,下部20°~30°,植被發育,以灌木和雜木為主。受到麻土屯居民修建房屋、道路等人類工程活動影響,山體原始地貌形態及植被已遭到人為破壞。
滑坡區主要地層自上而下分別為:第四系素填土①(Q4ml)、坡殘積黏土②(Q4dl+el)及三疊系下統邏樓群(T1l)泥灰巖③。
(1)素填土①:分布于局部地表,為修建鄉村道路和屯內小路時填筑土;呈褐黃色,松散狀,局部稍密,主要由黏性土組成,偶含碎石,硬質物約占30%,分布不均,回填年限約5年,層厚為0.90~1.00 m。
(2)黏土②:呈褐黃色,土質不均,結構較致密,搖震無反應,光澤反應有光澤,黏性強,干強度高,韌性高。根據現場取芯觀察及原位測試,該層可分為硬塑狀黏土、可塑狀黏土兩個亞層,可塑狀黏土為硬塑狀黏土中的軟弱層,硬塑狀黏土層厚為1.00~9.70 m,可塑狀黏土層厚為0.50~0.80 m。
(3)泥灰巖③:主要埋藏于第四系覆蓋層之下,局部坡體可見巖石露頭。該層按風化程度可分為強風化泥灰巖、微風化泥灰巖兩個亞層。強風化泥灰巖呈灰黃—灰黑色,巖石結構已被破壞,風化裂隙很發育,巖體破碎,局部已風化成土狀,層厚為0.90~3.70 m;微風化泥灰巖呈灰—灰黑色,礦物成分主要為方解石、泥質,隱晶質結構,中厚層狀構造,巖體結構較完整,有少量風化裂隙,僅節理面有方解石細脈充填,層厚為6.00~7.00 m。
滑坡發育于麻土屯所在邊坡的西南側,滑坡內現為村民種植甘蔗用地,坡頂、坡腳均建有房屋和屯內小路,滑坡東南側為依地勢修建的排水溝。滑坡后緣高程464.0 m,前緣高程449.7 m,相對高差14.3 m,整體坡度23°~25°?;轮骰较?47°,平面上呈簸箕形,縱向長度約38 m,橫向寬度約27 m,面積約1.03 × 103m2,滑坡體平均厚度約5.5 m,體積約5.67 × 103m3[1]。受到持續強降雨影響,邊坡滑動變形,后緣產生裂縫,錯動下沉0.6~1.2 m,張開寬度0.3~0.6 m,可視深度0.3~0.5 m,延伸長度約65 m,坡頂小路隨之拉裂下沉,路面出現多處開裂,滑坡周界明顯?;轮胁科麦w變形十分嚴重,坡面可見數條裂縫,延伸長度3.0~4.0 m,張開寬度0.2~0.6 m,可視深度0.2~0.4 m,局部甘蔗歪斜傾倒,局部土體表層垮塌,滑塌體堆積于排水溝內,但未將排水溝完全堵塞,目前邊坡現狀未發現進一步的整體變形破壞?;w物質主要為硬塑狀黏土,滑動面為位于硬塑狀黏土層中的軟弱層(可塑狀黏土層)?;略跉夂蚋蓾窠惶妗娊涤?、人工開挖等因素的影響下,滑坡土體結構不斷被破壞,致使新裂縫不斷發育,現有裂縫進一步加劇,更易于地表水下滲,軟化巖土體,引起巖土體抗剪強度不斷降低,致使坡體穩定性逐漸降低,最終導致整體變形破壞,將對上、下部村民構成威脅。該滑坡屬小型牽引式淺層土質滑坡。
根據巖性和物質組成以及來源,滑坡體主要組成物質為黏土層。黏土層分布于滑坡坡面,遇水后強度降低,致使結構破壞嚴重,為地表水入滲提供通道。地表水下滲匯集于相對隔水面并沿該隔水接觸面徑流,在水的作用下引起隔水接觸面結構抗剪強度不斷降低,滑坡體在自重作用下沿該面蠕動變形,形成滑坡。
根據野外工程地質調查、勘查結果,滑坡滑動帶為可塑狀黏土層(軟弱層),滑床為硬塑狀黏土層:坡面土體破壞產生裂縫后,地表水沿裂縫下滲,于土體結構較致密的相對隔水層滯留,軟化上部土體,形成了軟弱層,層厚0.5~0.8 m,其抗剪強度較低,不利于滑坡的穩定。軟弱層形成后,上部土體極易沿該層滑動,下部硬塑狀黏土層便成為滑床。
麻土屯滑坡的形成和發展變化是多種因素控制和影響的結果。
(1)物質組成:在長期的風化剝蝕等地質作用下,殘積物質堆積在麻土屯所坐落邊坡上,形成了厚度1.0~10.0 m的覆蓋堆積層。充足的物源是堆積體存在并產生土體滑坡的客觀、先決條件,其分布范圍和厚度很大程度決定了滑坡的規模[2]。
(2)結構特征:滑坡體上部主要為殘坡積黏土。受長期風化剝蝕作用,表層土體力學強度相對較低,受持續降雨下滲影響,在黏土體間形成滲流軟化土體,形成軟弱層面,其抗剪強度顯著降低?;w在自重作用下從黏土間沿軟弱結構面蠕動變形,即形成滑動面。
(3)地形地貌:原山體地形較平緩,植被發育,坡體較穩定。后因村民修建道路、房屋開挖,使邊坡形成臨空面,坡體的自穩平衡被打破,在應力卸荷作用下引起坡體變形,加上坡體物質自身性質差,最終形成滑坡。
(4)降雨:滑坡區雨量充沛,降雨過程長且多暴雨。豐富的降雨一方面形成地面流和地表水,對邊坡進行沖刷、侵蝕,破壞巖土體的完整性;另一部分轉化為地下水,降低巖土體強度,增加了巖土體重度,不利于滑坡的穩定。
(5)人類工程活動:人類工程活動是影響滑坡形成、變化的最活躍因素,有時成為直接誘發因素[3]?;聟^現有的人類工程活動較為強烈,因對邊坡開挖,破壞坡體的原有平衡,引起巖土體應力的重分布,同時也應力釋放,破壞原有結構,致使巖土體裂隙產生并發育。并且由于未作加固措施,致使滑坡區坡體變形加劇,形成了滑坡。
綜上,滑坡的形成主要是不合理的人類工程活動引起的,加上當地的氣候、降雨及地形地貌、巖土體本身性質等因素的作用更加劇了滑坡的變形。
目前,防治滑坡的措施和方法有:①搬遷避讓;②消除或減輕水對滑坡的危害;③改善坡體力學條件,增大抗滑力;④改善滑坡滑帶土的物理力學性質。不同的防治措施會帶來不同的工程效果及經濟效應,存在各自的優缺點。針對麻土屯滑坡地質災害的地質特點、地形及施工條件,采取的防治工程方案為:削坡減載+混凝土擋土墻防護+設置排水工程。
受滑坡變形影響,局部坡面破壞嚴重,應根據現狀地勢進行坡面清理。清理工作完成后,按設計坡比1∶1.5進行削坡,并整理、平順坡面。若遇到坡面裂縫,采用黏土回填、夯實。在削坡施工時,開挖土方嚴禁堆放于坡頂和坡體上,以免對坡體穩定不利。同時,應加強對上方、兩側坡體的變形觀測和監測,防治坡體失穩滑塌,威脅施工人員安全。
在滑坡前緣處設置擋土墻,長29 m,采用C20混凝土現澆,應分段跳槽開挖、分段澆筑,自兩側向中間施工。擋土墻地基持力層為硬塑狀黏土層,基槽開挖至持力層,且無浮土、松土,并經過驗槽合格后,才能進行擋土墻澆筑。擋土墻背面設置厚0.3 m碎石反濾層,反濾層采用粒徑2~5 cm硬質巖碎石,并分層夯實或淋水振搗密實。反濾層底部、頂部分別設一層厚0.20 m夯實黏土防滲層。擋土墻設2排泄水孔,排距、孔距均為2.0 m,最下排泄水孔高出地面0.5 m。泄水孔材料采用孔徑為70.0 mm的PVC管,排水坡度為5%,外端伸出墻面,內端伸至碎石反濾層段長0.1 m[4]。待墻身混凝土達到設計強度的75%時進行墻背回填碎石土,用人工分層打夯,且每完成1 m高擋墻分層填土一次,回填碎石土的壓實度不小于90%,回填至順接墻背坡面。擋土墻施工工序為:開挖、清理基槽→基槽驗槽→測量放樣→支模→C20混凝土澆筑→養護→拆?!詸z→驗收。
水是引發邊坡坡體失穩并發生地質災害的主要因素之一。為減少降雨對坡面沖刷和下滲對坡體穩定性的不利影響,將在邊坡內外設置完善的排水工程。目前,坡體內并未有排水溝,現有排水溝已被滑塌體堵塞,不能排除邊坡地表水。因此,設計在滑坡坡頂、兩側以及坡腳等位置布設截、排水溝,使地表水能夠順暢排出?;缕马?、兩側設置寬0.5 m、深0.5 m的截水溝,坡腳設置寬0.3 m、深0.3 m的排水溝,排水坡度0.3%,選用C20混凝土進行砌筑。在截、排水溝匯聚處設置沉砂消能井,新修建的截、排水溝應與現有屯內排水溝等排水工程順接,以利暢通排水,避免溝內積水。
(1)為了確保麻土屯滑坡的穩定,防止滑坡地質災害發生,保障滑坡區村民生命財產安全及正常生產生活秩序,必須盡快對滑坡進行綜合治理。
(2)建議在施工前,對滑坡區建立動態監測預報工作,要定員進行監測,如有異常情況應及時向有關部門匯報。
(3)建議在雨季前進行滑坡治理工程施工,以防滑坡在雨季發生滑動破壞。
(4)在施工中,建議采用動態設計的“信息施工法”,施工時根據現場實際情況及時反饋信息,獲取施工、監測信息,及時分析整理和進行設計調整[5]。
(5)施工過程中應加強對邊坡的監測,當監測坡面發生明顯位移時,應及時通知現場施工人員和受威脅人員撤離,并應立即向有關部門匯報,確保生命財產安全。