崩塌地质灾害治理工程实施探讨

崩塌地质灾害治理工程实施探讨

摘要:文中分析了靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害的治理方案,有利于缓解多年崩塌地质灾害对当地居民人生安全及财产的威胁,改善生态环境恶化等一系列环境问题,从而营造一个宜居、宜人的生存环境,确保地方经济的稳步可持续发展。

关键词:崩塌;地质灾害;挡土墙工程;实施方案

0引言

靖宇县自然资源局于2013年7月进行地质灾害隐患点排查,经野外踏勘,发现多处地质灾害隐患点,其中靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害险情较为严重。该崩塌地质灾害隐患点在长期风化、侵蚀及地下水的作用下已发育成熟,随时可能发生崩塌,尤其在冻融期和雨季,灾害发生的可能性极大。近年来,靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害隐患点曾发生过多次崩塌地质灾害,形成面积较大的堆积区。频发性崩塌地质灾害已造成直接经济损失高达650余万元,破损居民住房7户,受威胁居民120户,总人数400余人。

1治理区概况

靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害位于靖宇县赤松乡二道河子村北侧,紧邻居民区,标高480~520m,高差为40m,边坡坡度为70~90°,崩塌及潜在崩塌沿线长450m。在斜坡边缘地带出现较多的纵向张裂隙,近地表处多被泥质填充,在外力或者地下水的作用下,张裂隙容易延展,局部易产生崩塌地质灾害。崩塌方向160~200°,地层岩性主要为第四系下更新统小椅山组玄武岩。节理裂隙发育,崩塌堆积物多为块状碎石,崩塌及潜在崩塌沿线呈继续发展趋势。

2崩塌地质灾害现状

考虑到靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害影响面积较大、破坏程度严重、治理工程复杂且资金有限,因此,按照地质灾害的成因、类型、特征、危害及其对地质环境影响程度,结合治理的紧迫性,尽可能利用有限的资金做到最好的治理效果,本次治理工程范围确定为:对靖宇县赤松镇二道河子村威胁严重的5处高陡边坡,分别编号为P1、P2、P3、P4、P5。P1中心地理坐标为:X4716423;Y42586553。P2中心地理坐标为:X4716455;Y42586576。P3中心地理坐标为:X4716478;Y42586612。P4中心地理坐标为:X4716504;Y42586667。P5中心地理坐标为:X4716528;Y42586731。治理区崩塌地质灾害共为5处,全部位于崩塌及潜在崩塌沿线。崩塌形成机制相同,空间位置相近,形成时间间隔较短。据现场调查,崩塌体原岩岩性为玄武岩,灰色、灰黑色致密块状、石榴状,沿线长约150m,坡角近于直立,裂隙十分发育,产状分别为310°∠10°(层面,平均间距1~2m);290°∠85°(构造裂隙,平均间距0.5~1m);120°∠87°(构造裂隙,平均间距0.5~1m)。裂隙及层面张开度较高,约5~10mm,夹泥、碎屑,持水(吸水)能力强,边坡危岩体发育,重力变形现象显著。塌体主要由松散结构及块状结构玄武岩构成,其中块状结构玄武岩气孔较少,较为致密,裂隙较为发育,抗风化能力极差,受水侵蚀淘空,导致上部玄武岩悬空,引发崩塌地质灾害。据已有地形地质基础资料及现场勘查,将崩塌体基本特征叙述如下:P1崩塌段长89m,平均坡高20m,坡度80~90°,节理产状为300°∠15°。P2崩塌段长25m,平均坡高21m,坡度80~90°,节理产状为310°∠10°。P3崩塌段长56m,平均坡高21m,坡度80~90°,节理产状为290°∠85°。P4崩塌段长80m,平均坡高22m,坡度80~90°,节理产状为120°∠87°。P5崩塌段长46m,平均坡高23m,坡度80~90°,节理产状为110°∠85°。

3地质灾害的危害崩塌地质灾害

对人员、牲畜、民房、通信设施等造成了严重危害,受威胁居民120户,总人口约400余人,另外对崩塌堆积物的清理,也浪费了巨大的人力和财力。居民区大部分位于崩塌的落石区和堆积区,崩塌落石直径10~500cm不等,对居民房屋造成严重威胁。多年来造成了一定的直接、间接和潜在的经济损失。

3.1人员伤亡

1994年8月6日,该地区由于连降暴雨,引发崩塌,造成5人受伤。1998年7月,该地区由于连降暴雨,引发崩塌,造成4人受伤。2010年8月,该地区由于连降大雨,引发崩塌,造成3人受伤。

3.2房屋损毁

1994年8月6日,崩塌造成2所房屋受到不同程度损坏。1998年7月,崩塌造成3所房屋受到不同程度损坏。2010年8月,崩塌造成2所房屋受到不同程度损坏。治理区内自1994年至今,有10余户居民因居住于崩塌落石区内,在当地政府协调下搬迁。目前,崩塌地质灾害继续发生的可能性较大,崩塌落石区内更多的居民将遭受严重威胁。

4治理工程总体治理思路

在充分收集基础资料的基础上,进行地质灾害的野外现场勘查及测量工作。在勘测基础上,结合地质灾害发育特征,合理地进行地质灾害治理工程的设计,有针对性地采取技术可行、经济合理的措施对地质灾害进行治理。在现场踏勘、群众访问的基础上,收集治理区的资料,综合地质灾害勘察成果及数字地形图资料,综合当地气象资料、工程地质、水文地质资料,系统地评估治理区地质灾害现状,分析地质灾害产生的原因。结合国内外有关地质灾害治理的经验,提出切实可行的方案。靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害治理,应根据现状以及地质灾害影响程度,确定地质灾害治理的范围,因地制宜,就地取材,以比较经济合理的办法和措施取得最佳的治理效果。靖宇县赤松镇二道河子村崩塌地质灾害治理工程主要为:削坡工程、堆积区清理工程、绿化工程、挡土墙工程。

4.1削坡工程设计要求及施工方法:

(1)治理区内边坡的坡面十分陡峭,岩性主要为第四系下更新统小椅山组玄武岩,考虑岩石的力学性质,本次削坡整体坡度修整到54°,计算采用Cass7.0的DTM土石方计算法进行计算。

(2)本次削坡的位置在较陡部位,加之陡坡表面浮石较多,挖掘机在陡坡施工相对比较危险,易产生设备侧翻和下滑,故采用人工削坡。

(3)在施工前,首先在坡下部设置安全警示标志、彩旗、安全旗或警示牌,以引起行人和作业生产人员注意,同时,采用风钻钻孔,放置炸药爆破,对爆破块石进行解小,对已松动尚未掉落体岩体利用机械撬移,最后对坡面进行清理。

4.2堆积区清理工程

靖宇县赤松镇二道河子村崩塌形成较大面积的堆积区,堆积区面积为6300m2,堆积区内碎石散乱分布,严重影响周边居民生活,采用单斗挖掘机、履带式推土机、自卸汽车等进行清运,运至二道河子村东侧及西侧,运距3~4km,堆积区清理工程量3000m3。

4.3绿化工程

靖宇县赤松镇二道河子村崩塌形成较大面积的堆积区,堆积区面积为6300m2,削坡工程及倒石堆清运后,对山体植被造成一定破坏,为恢复地形地貌景观并美化当地环境,堆积区清理后进行植树绿化。绿化树种的选择要坚持“适地适树”的原则,以乡土树种为主,适当选用经过多年引种和驯化的外来植物品种,以增加生物多样性和景观的多样性。根据靖宇县地区气候条件和土壤特征,可营造乔木生态林,以对崩塌地质灾害影响区进行植被恢复。绿化树种以云杉为主,种植前先覆土50cm,采用土球栽植法,土球直径50cm以内,树高1.5m,树龄以1~3年生为宜,穴状整地,挖坑规格50cm×50cm×50cm,株行距2m×2m。绿化时按挖好的树坑栽植,浇透水,保证成活率,绿化面积6300m2,客土量3150m3,植树1575株。

4.4挡土墙工程

由于挡土墙工程修筑位置无交通及防灾抢险等特殊要求,工程设计如下:

(1)崩塌灾害防治工程安全等级标准

①崩塌灾害防治工程设计标准的确定,应进行充分的技术经济比选,既要安全可靠,也要经济合理。

②崩塌灾害防治工程设计标准,应使其整体稳定性满足抗滑(抗剪或抗剪断)和抗倾覆安全系数的要求。

(2)设计工况参数

治理工程设计标准遵循DZ/T0240-2004《滑坡防治工程设计与施工技术规范》等规定。基本荷载情况下,抗滑稳定性Fs≥1.3,抗倾覆稳定性Ft≥1.5。

(3)挡土墙工程规格

①基础开挖

挡土墙基础开挖截面积为4.5m2,基础开挖长度为230m,挖方工程量为1035m3。

②浆砌石砌筑

本次设计挡土墙规格为:高4.8m(其中基础部分1.8m,地上部分为3m),底宽2.5m,顶宽1m,挡土墙砌筑截面积为9.8m2,挡土墙砌筑长度为230m,挡土墙砌筑量工程量为2254m3。

③伸缩缝

挡土墙伸缩缝每10m设置一道,缝宽20~30mm,缝中填沥青麻筋,沥青沙板或其他有弹性的防水材料。挡土墙砌筑截面积为9.8m2,挡土墙砌筑长度为230m,共设置21个伸缩缝,伸缩缝工程量为205.8m2。

④泄水孔

挡土墙内设置泄水管,泄水管为直径110mm的PVC管,设置位置为墙胸面距地表30cm和130cm,北高南低,倾斜度为8°。经计算求得泄水管长度分别为1.8m、2.2m,泄水管间距为1m,泄水孔工程量为912m。

5结语

实施地质灾害治理工程,改善区内生态环境,降低或避免地质灾害的危害,使当地居民远离地质灾害的困扰,从而营造了良好的生态环境。(1)崩塌地质灾害的治理,可以有效改善治理区的生态环境和居民的生活环境。(2)项目的实施能有效保持水土,有效改善当地不断恶化的生态环境,减少土壤养份的流失,提高植被生长态势,从而提高环境容量。综上所述,通过实施地质灾害治理工程,改变人类生产活动,减少环境污染并提高人们的环保意识,同时保障区内经济可持续发展,对提高人民的生产、生活、健康水平具有重要的现实意义和长远意义。

作者:孙继野 单位:中国建筑材料工业地质勘查中心吉林总队