浅谈滑坡勘查过程中滑动面(带)的确定
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浅谈滑坡勘查过程中滑动面(带)的确定
[摘要]滑坡广泛发生在山地、高原及丘陵地区,直接危害山区人民的生命和财产安全。滑坡防治工程是否达到预期目的,关键在于设置的抗滑建筑物(如挡土墙、抗滑桩)是否穿过滑动面(带)深入于滑床,因此,能否准确地确定滑坡滑动面(带)是滑坡勘查的关键。
[关键词]滑坡勘查滑动面(带)确定
1概述
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、雨水浸泡、地震及人工切坡等因素影响,在重力作用下,沿着一定的软弱面或者软弱带,整体地或者分散地顺坡向下滑动的自然现象。滑坡广泛发生在山地、高原及丘陵地区,是阻碍山区社会经济发展的主要地质灾害,直接危害主要包括:毁坏城镇、村庄、铁路、公路、航道、房屋、矿山企业等,造成人员伤亡和财产损失。
我国防治滑坡的工程措施很多,归纳起来分为二类:一是被动防护(如消除或减轻水的危害);二是主动防护(包括改变滑坡体外形、设置抗滑建筑物、改善滑动带土石性质),其中设置抗滑建筑物是常用的主动防护手段之一。滑坡防治工程是否达到预期目的,关键在于设置的抗滑建筑物(如挡土墙、抗滑桩)是否穿过滑动面(带)深入于滑床。
滑动面(带)是滑坡形态结构中重要的组成部分,滑动面(带)的形状、视滑坡体物质组成和结构不同而存在差异。在松散土层或人工碎石土中,滑动面(带)一般呈圆弧形;在沉积岩层中夹有软弱夹层时,滑动面(带)一般呈斜线型;在土岩结合的地层中,滑动面(带)一般为土岩结合面,往往呈折线形。需要说明的是,在土岩结合组成的斜坡中,当岩层中夹有软弱夹层时,往往会产生两个滑动面(带),一个是土岩结合面,一个由软弱夹层构成,两者在滑坡发育中具有同等重要的作用,并可导致不同物质类型的斜坡产生不同的滑坡方式。岩层中的滑动面(带)一般由破碎岩、岩屑、岩粉、泥质物组成,性质相对软弱,厚度相对较小,如果丢失或者误判,将会产生严重的后果,从而危害人民的生命和财产安全。所以能否准确地确定滑坡滑动面(带)是滑坡勘查的关键。
2典型实例
2008年四川5.12地震之后,我单位对都江堰市大观镇某滑坡进行了应急勘查。
根据野外调查以及地层岩性组合、斜坡体上的变形迹象等,将该滑坡分为:1#斜坡变形体、2#斜坡变形体、3#斜坡变形体,具体特征为:
1#斜坡变形体:总体坡向73°,长约200m,宽约186m,平均厚度约5.5m,
总体积约204600m3。物质组成为粉质粘土夹碎块石,底部为泥岩,强风化,泥质结构,岩芯破碎,基底为砂岩。
2#斜坡变形体:总体坡向85°,长约130m,宽约150m,平均厚度约8m,总体积约156000m3。物质组成为粉质粘土夹碎石,底部为砂岩,强风化,基底为砂岩。
3#斜坡变形体:总体坡向125°,长约70m,宽约110m,平均厚度约4m,总体积约30800m3。物质组成为粉质粘土夹碎块石,底部为砂岩,强风化,基底为为砂岩。
潜在滑面基本沿着基覆界面,滑动面(带)呈折线形。
滑床为中厚层砂岩、粉砂岩,夹砂质泥岩、灰质砾岩,产状75°∠6°—95°∠15°。
治理工程设计主要为对1#斜坡下半段采取抗滑桩支挡,设计桩长11.0m,穿越了基覆界面,嵌入基岩4.0m;对2#斜坡采取抗滑桩支挡,设计桩长7.5-8.5m,穿越了基覆界面,嵌入基岩 4.0m。并于场地内和周边区域设置地表排水系统,工程总投资为215万元。
正当准备进行工程治理时,受2010年8月13日特大暴雨影响,1#斜坡变形体出现新的变形破坏,造成6户房屋损毁,另有4户房屋受到威胁,上游区的蠕滑变形体威胁28个住户150人生命财产安全,危及旅游公路100m,可能造成经济损失1500万元。2#、3#不稳定斜坡未发生新的变形破坏。为此,再次对都江堰市大观镇某1#不稳定斜坡进行了补充勘查。
通过补充勘查,进一步查明1#不稳定斜坡实际上是由两个滑坡组成。其中位于下游的1#-1滑坡变形破坏强烈,造成了大量房屋、道路、道路堡坎等严重破坏,目前已无法正常使用;1#-2滑坡变形相对弱,仅造成少量房屋、道路、堡坎的轻微变形,形成一些小的拉裂缝、水平错动、隆起与塌陷等,但已危及其正常使用。
1#不稳定斜坡不仅是存在明显基覆滑动面(带)的两个滑坡,而且在土岩接触带的滑动面以下发育两层构造型软弱夹层(见实测剖面图),且大部分具有泥化特征。“8.13”暴雨造成1#-1滑坡沿原滑动面发生复活,而且滑面以下的软弱夹层有蠕变特征。钻孔岩芯显示滑动面与部分软弱夹层具有变形错动的“镜面”特征。滑带厚度一般为0.10-0.20m,为泥质砂岩;1#-2滑坡的滑带土为砖~紫红色含碎石粉质粘土,厚度0.10-0.20m。
这个实例,充分说明在土岩结合组成的斜坡中,当岩层中夹有软弱夹层时,往往会产生两个或多个滑动面(带),一个是土岩结合面,一个由软弱夹层构成,如果判断失误,将会造成严重的损失。
3滑动面的确定
滑坡勘察往往采用工程地质测绘与调查、钻探、井探、槽探、物探等方法,对滑坡区进行的地质工作,查明滑坡的位置、类型及要素、滑坡的范围、性质、工程地质与水文地质背景及其危害程度,分析滑坡形成的原因,判断其稳定程度,预测其发展趋势,提出防治措施、方案或整治设计。而滑动面(带)则是通过钻探或井探来确定。
井探可以直观的反映土岩结合滑动面(带),而岩石中的软弱滑动面(带)只有通过钻探的方法来确定。由于岩石中的滑动面(带)一般由破碎岩、岩屑、岩粉、泥质物组成,土质相对软弱,厚度相对较小,若不采取正确的钻探方法,往往会丢失该段层位,不能为以后的评价提供有力的数据。因此,必须注意以下问题:(1)钻探工程施工要求
①钻孔深度与孔径要求
孔深一定要穿过滑动面(带),开孔孔径一般为146mm,终孔孔径为108mm。
②取芯要求
控制单回次进尺,单回次进尺一般不得超过1m,在滑动面(带)上、下各3m范围内单回次进尺一般不得超过0.5m,岩芯采芯率应不低于85%。
③钻进方法要求
滑体地下水位以上的粘性土、粉土、人工填土和不易塌孔的砂土应采用干法钻进,地下水位以下的土层可采用冲洗法钻进,严重缩孔或塌孔时应采用跟管或泥浆护壁钻进,在滑动面(带)及其上下5m以采用双动三管钻进技术为宜,并应及时检查岩芯,确定滑动面(带)位置。
④钻孔斜度偏差应控制在2%之内。
⑤封孔
钻孔验收后,应对钻孔进行封孔处理,封孔时采用粘性土全孔封筑。
⑥岩芯处理
钻孔施工结束、编录、样品采集、摄像等工作完成后,就地掩埋。
(2)钻探施工记录要求
①钻探施工时,应及时填记《钻探班报表》,表中除记录钻进时间、孔深、回次进尺、岩芯长度外,重点尚应记录简易水文观测结果,包括: