崩塌地质灾害特征及其防治技术——以嵩县城关镇新一社区为例.pdf
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1、第 卷第 期能源与环保 年月 收稿日期:;责任编辑:陈鑫源 :基金项目:河南省地质灾害风险调查项目(豫财地灾合字 第 号、豫财地灾合字 第 号)作者简介:侯利阳(),男,河南洛宁人,工程师,年毕业于中国地质大学(武汉),现从事水工环地质工作。引用格式:侯利阳,田飞,吴祖成 崩塌地质灾害特征及其防治技术 以嵩县城关镇新一社区为例 能源与环保,():,:,():崩塌地质灾害特征及其防治技术 以嵩县城关镇新一社区为例侯利阳,田飞,吴祖成(河南省地质矿产勘查开发局 第五地质勘查院,河南 郑州 )摘要:为了达到生态修复、消除安全隐患的目的,研究了崩塌地质灾害特征及灾害体防治技术。研究得出,在暴雨工况下,
2、边坡处于欠稳定状态;在承载建筑物工况下,边坡处于欠稳定状态;在汽车震动工况下,边坡处于欠稳定状态。根据治理区存在的地质环境问题、危害程度及边坡陡坎特征、地形地貌、气候及施工条件等,提出采用坡面整理技术、喷锚挂网支护技术、排水渠技术、道路修复技术、护栏技术等治理措施。研究可为治理工程设计和施工提供所需的岩土工程资料。关键词:崩塌地质灾害;边坡陡坎;欠稳定状态;灾害防治;坡面整理;喷锚挂网支护中图分类号:文献标志码:文章编号:():,(,):,;,:;嵩县城关镇新一社区崩塌是由于新一村修建房屋切坡形成的,多年来当地政府及居民曾多次进行维护,均未从根本上消除崩塌隐患。嵩县大中型水库移民后期结余资金修
3、建了长 、高 、厚约 的挡土墙。由于墙体高度较低,总体仅为陡坎高度的 ,无法对陡坎上部崩塌土体进行防护。本文研究了崩塌地质灾特征及灾害体防治技术,城关镇新一社区崩塌可以采用坡面整理、喷锚挂网支护、排水渠、道路修复、护栏等治理措施。研究为治理工程施工提供了依据。地质环境条件 地形地貌研究区处在黄河、长江、淮河三大水系的分水岭地带。地势由东北向西南逐渐隆起,高程 ,垂直高差达 。勘查区属丘陵地貌,微地貌类型属斜坡地貌。总体地势北高南低,地形坡度以 为主,局部大于 ,高程 ,相对高差 。工作区全貌如图所示。年第 期侯利阳,等:崩塌地质灾害特征及其防治技术 以嵩县城关镇新一社区为例 第 卷图 工作区全
4、貌 地层岩性据区域地质资料,勘查区所处地层主要为新生系中新统洛阳组黄土砾石层 。通过现场实地调查结合岩土工程勘察,场地地表出露地层主要为上新生系中新统洛阳组黄土状粉质黏土和第四系全新统坡洪积作用形成的黄土状粉质黏土,垂向沉积物主要为人工填土、第四系全新统黄土状粉质黏土、新生系中新统洛阳组黄土状粉质黏土及黄土夹砾石层。整个场地地层岩性自上而下可分为 个地层单元,现分述如下。()人工填土()。在东西向场地中主要为杂填土,杂色,以粉质黏土及砾石为主,含砖瓦块、植物根茎、炭屑、姜石等,结构松散,层厚 ;在南北向场地南部主要为建筑垃圾,零星的少量堆积;在南北向场地中北部主要为素填土,表层为耕植土,厚度
5、。()黄土状粉质黏土()。褐黄色,硬塑,局部可塑,具褐色斑点及针状孔隙,含植物根茎及砾石(粒径 ),砾石含量不等,随山体走向由西向东含量逐步增大(),局部偶见零星炭屑及砖渣。无摇振反应,稍有光滑,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值 ,具中压缩性。该层分布不稳定,层厚 。()黄土状粉质黏土()。黄褐、棕褐色,硬塑,局部可塑,具褐色斑点及针状孔隙,含植物根茎及砾石(粒径 ),砾石含量不等,大部分地段含量在 ,局部地段较纯净。无摇振反应,稍光滑,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值 ,具中压缩性,不具湿陷性。分布不稳定,层厚 。()黄土状粉质黏土()。棕黄、灰黄色,硬塑、局部软塑,微具块状结构,含
6、黄色及褐色斑点,见氧化斑及鉄锰质黑斑,局部含砾石、砂或砂粒。无摇振反应,稍光滑,干强度中等,韧性中等。压缩系数平均值 具中压缩性,不具湿陷性。分布不稳定,层厚 。()砾石。青灰、灰白色,中密,以安山岩和石英岩为主,多呈扁圆或次棱角状,交错排列,微风化或中等风化,级配较好,粉质黏土及中粗砂充填。粒径大小不均匀,局部地段砾石粒径过大,局部地段呈弱胶结状态,人工开挖较困难。构造嵩县地处华北地台南缘、南跨秦岭褶皱系,栾川陶湾深大断裂穿越县境。区域大地构造位置处于华北地台南缘,华熊台隆嵩县断陷盆地与熊耳山断垄区。治理区及其周边地带远离新近活动断裂,因此治理区范围内地质构造简单。水文地质条件()地下水类型
7、。治理区属于丘陵地貌,地层岩性上部主要为第四系黄土状粉质黏土,下部为新生系中新统黄土砾石层。因此,该区地下水类型为松散岩类孔隙水,含水层为新生系中新统砾石层。在第四系黄土状粉质黏土层中局部夹杂砾石层,可能会在局部地段形成上层滞水,但水量很小,各个含水段水力联系微弱;而下部新生系中新统黄土砾石含水层由于受上部粉质黏土层(隔水层)的阻隔,接收大气降水量极其有限,其含水性差。()地下水的补给。勘查区内地下水主要由大气降水补给。()地下水的径流。勘查区地下水径流方式主要是由高水位向低水位呈面状流动。()地下水的排泄。勘查区地下水排泄方式为垂直向上蒸发排泄以及径流排泄。工程地质条件勘查区岩土体类型主要为
8、松散岩类。主要为新生系中新统洛阳组黄土砾石层,分布在整个勘查区,上部为黏土,下部为砂砾石构成,岩性岩相变化大,结构组合复杂。其主要特征为:内摩擦角度大,压缩性小,地基承载力较高。该土体工程地质条件简单。地震根据 中国地震动参数区划图(),地震烈度为度,地震动峰值加速度 ,地震动反谱特周期值为 。人类工程活动勘查区内主要为农耕活动,山坡顶部及坡面上均为当地居民的耕地。在山脚下,人类修建住房,开挖山体坡脚形成陡坎,造成土体凌空,高度 。陡坎上下当地居民修建房屋、道路,受崩塌威胁较严重。勘查区破坏地质环境的人类工程活动较 年第 期能源与环保第 卷弱,主要为少量开挖山体坡脚修建住房,使原本已趋于稳定的
9、陡坎受人工开挖影响再次失稳,成为潜在威胁。地质环境复杂程度勘查区属丘陵区,为倾斜地形,山体坡度较大,区内坡面上半部为林区,林草茂盛,植被覆盖率非常好,可视性差;岩性主要第四系粉质黏土与粉质黏土夹碎石,岩性单一。根据 崩塌防治工程勘查规范(),地质环境复杂程度为简单。崩塌特征 崩塌体分布及特征新一社区崩塌体位于嵩县城关镇新一村村委北端,该崩塌为土质崩塌,结构为粉质黏土。由于居民修建房屋开挖坡脚形成了 个陡坎(陡坎、陡坎),陡坎分布于居民区中部,分布高程为 ,坎高 ,坡度 ,坡向 。其中,陡坎长约 ,陡坎长约 。现陡坎已变形,陡坎上部路面下土体崩落后悬空,坡面多处出现陡坎边缘树木倾斜、电线杆松动等
10、变形破坏迹象,集中分布在勘查区居民房屋背后,遭受雨水冲刷形成。整体呈北高南低,勘查区多以农业耕种。山坡表面植被覆盖率较高,可达 以上,崩塌体正对新一社区居民区,直接威胁当地居民的安全。陡坎长度较长,由于人类工程活动,造成各段陡坎高度、坡度不同,对陡坎进行划段评价,可分为 段(、)。()陡坎。位于社区中间,上下有居民修建房屋居住,长度 ,走向 ,陡坎整体呈西高东低,西侧陡坎最高约 ,东侧陡坎最低处 ,坡度 ,主要为陡坎上部居民门前发育的道路裂缝及陡坎上部零星的凌空土体。该处主要为陡坎中部土体掉落,陡坎上部凌空,造成上部土体外部向下倾斜,导致道路路面开裂。该陡坎划段评价,可分为 段(、)。第 段陡
11、坎()。从西端道路至居民刘敏家东侧,为居民修建房屋开挖坡脚形成,长度约 。其中,在这段陡坎中间有长 的全坡面修建混凝土护坡,该段陡坎坡度约 ,高度 ;陡坎下部修建挡墙,宽度约 ,高度约 。现状调查,刘敏家屋后陡坎上部出现土体凌空,长 ,宽 ,厚度 (图()。第 段陡坎()。从居民刘敏家至社区中心房屋后,为居民修建房屋开挖坡脚形成,陡坎总长度约 。该段陡坎为拐弯处,坡度较缓,弯道处坡度约 ,陡坎下部没有防护;社区中心房屋后陡坎中下部为挡墙防护,坡度 ,墙高 ;上部与道路相接,由于上部没有防护,土体掉落,现道路外侧凌空,凌空面宽约 ,高约 ,长约 (图 ()。第 段陡坎()。从社区中心屋后至陡坎最
12、东侧,为居民修建房屋开挖坡脚形成。该段陡坎总长度约 ,坡度 ,高度 ,陡坎表面整体修建挡墙(图 ()。图 陡坎现状 ()陡坎。位于陡坎西侧,中间隔有上坡道路,陡坎上下有居民修建房屋居住,陡坎长度 ,走向 ,坡度 ,陡坎高度 ,陡坎距居民房屋约 ,坡面有倾倒树木及电线杆。下部坡脚堆积滑塌的土体,方量约 ;陡坎上部有土体突出,下部凌空,有崩塌可能(图 )。图 陡坎现状 地质灾害易发程度分区勘查区内崩塌体发育程度与居民开挖坡脚修建房屋有着密切的联系,斜坡开挖高度及坡度是崩塌体发育的必要条件 。依据现状调查,新一社区中部居民开发坡脚形成的陡坎上下部为中等发育区;外围开挖陡坎高度较低,坡度较缓,为一般区
13、。()中等发育区。地质灾害中等发育区为新一社区中部居民开挖坡脚形成的 个陡坎,该区长约 ,宽约 ,面积约 ,勘查区内发育的 处陡坎均分布于该区。()一般区。该区内现状调查虽有开挖的陡坎,但由于开挖高度较低,崩塌体发育一般。崩塌体岩土体物理力学性质本次勘查按照规范要求分层采取土样,进行室 年第 期侯利阳,等:崩塌地质灾害特征及其防治技术 以嵩县城关镇新一社区为例 第 卷内试验。样品采集均及时进行密封,及时进行试验。现场进行了原位剪切试验,根据试验成果,按照 岩土工程勘查规范()规定对岩土参数进行分层统计和分析,提供各层土体的物理力学性质指标。()各土层压缩性评价。经对室内试验成果和原位测试成果综
14、合分析,确定各土层 压力段的压缩系数、压缩模量及变形模量值,压缩性评价结果见表 。表 各土层压缩性评价 土层编号土层名称压缩系数 压缩模量 压缩性评价黏土 高压缩性粉质黏土 高压缩性粉质黏土 高压缩性粉质黏土 中压缩性粉质黏土 中压缩性黏土 中压缩性()各土层承载力特征值。根据地基土的地质年代、成因类型、各土层的物理力学性质指标及原位测试成果,并结合地区工程实践经验,综合分析确定各土层承载力特征值见表 。表 各土层承载力特征值 土层编号土层名称承载力特征值 黏土 粉质黏土 粉质黏土 粉质黏土 粉质黏土 黏土 ()各层抗剪强度指标。边坡各层抗剪强度指标见表 。崩塌影响因素该处崩塌在自然界中长期暴
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