某地滑坡的勘查、治理與自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

馮 騁

(貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局114地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000)

0 引 言

畢節(jié)市七星關(guān)水區(qū)清水鋪鎮(zhèn)李家坪村盧稿田組(下文簡(jiǎn)稱李村)滑坡威脅41戶203人的生命財(cái)產(chǎn)安全，同時(shí)威脅滑坡中部寬度約80 m的通村公路的通行安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約1 200 萬(wàn)，屬于中型滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

李村的滑坡災(zāi)害嚴(yán)重的影響了當(dāng)?shù)卮迕竦恼Ｉ罴吧⒇?cái)產(chǎn)安全。李村之前未發(fā)生過類似的滑坡地質(zhì)災(zāi)害，沒有歷史數(shù)據(jù)可參考，該次實(shí)地勘查從多角度開展，從地形、地貌、氣候、降雨等情況進(jìn)行科學(xué)的分析。依據(jù)國(guó)家的相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范，采用現(xiàn)代的先進(jìn)且有效的技術(shù)進(jìn)行勘查和治理，針對(duì)滑坡現(xiàn)狀因地制宜提出治理方案，借鑒當(dāng)前滑坡災(zāi)害治理的有效手段和自動(dòng)化監(jiān)測(cè)措施對(duì)李村滑坡進(jìn)行治理和預(yù)警。

1 實(shí)地勘查

對(duì)該滑坡的地質(zhì)環(huán)境條件進(jìn)行勘查，針對(duì)勘查得出的各項(xiàng)數(shù)據(jù)對(duì)滑坡所處地形、地貌、氣候、降雨特性、巖土體特征分析，對(duì)滑坡的發(fā)展趨勢(shì)及威脅程度預(yù)判，找到此次災(zāi)害發(fā)生的原因。

1.1 勘查的方法和內(nèi)容

對(duì)當(dāng)?shù)氐淖匀坏乩砑暗刭|(zhì)環(huán)境進(jìn)行研究，通過工程地質(zhì)測(cè)繪查明滑坡的邊界、形態(tài)、變形及危害特征，對(duì)滑坡的整體發(fā)展趨勢(shì)給予預(yù)判；采用鉆探及挖探對(duì)滑坡的物質(zhì)組成進(jìn)行詳細(xì)分析，重點(diǎn)查明滑動(dòng)面埋深；現(xiàn)場(chǎng)采集巖土體試樣進(jìn)行室內(nèi)試驗(yàn)，獲取巖土體的物理力學(xué)參數(shù)。

1.2 滑坡概況

滑坡所處位置為侵蝕型中低山斜坡地貌，粘性土滑坡，地形坡度25°，滑坡整體位于簸箕形負(fù)地形內(nèi)，村民房屋分布在滑坡兩側(cè)，滑面平均埋深3 m左右，滑坡平面呈中部通村公路附近寬、后緣相對(duì)較窄的不規(guī)則形狀，滑坡橫寬平均約40 m，縱長(zhǎng)約200 m，為小型淺層滑坡，總體積24 000 m3，滑坡左、右側(cè)緣及后緣裂縫圈閉，滑坡中部公路受滑坡影響，變形嚴(yán)重，無法通行，滑坡坡體上橫向拉張裂縫發(fā)育，變形嚴(yán)重，并有繼續(xù)發(fā)展的趨勢(shì)，滑坡嚴(yán)重威脅到村民的生命及財(cái)產(chǎn)安全?；赂采w層為第四系殘坡積層，粘性土夾少量碎石，滑體厚度約3 m左右，滑面為呈軟塑狀的粉質(zhì)黏土?；孪路鶐r為侏羅系中下統(tǒng)自流井群3段，主要為紫褐色中厚層狀泥巖夾灰白、灰綠色泥灰?guī)r透鏡體?；鶐r由上至下為強(qiáng)風(fēng)化層段，巖芯呈土狀結(jié)構(gòu)；中風(fēng)化層巖芯為柱狀、長(zhǎng)柱狀，巖芯錘擊聲音沙啞且無回彈，久置易風(fēng)化，為軟質(zhì)巖石類?；聟^(qū)域內(nèi)無活動(dòng)性斷裂。

1.3 分析災(zāi)害形成原因

滑坡區(qū)地形較陡，平均坡度約25°，表層為第四系殘坡積層且厚度較厚，所處位置為水田分布區(qū)，滑面經(jīng)過地下水長(zhǎng)時(shí)間浸潤(rùn)抗剪強(qiáng)度下降，無法承載滑體的下滑力，導(dǎo)致滑坡發(fā)生；加之此地是亞熱帶季風(fēng)氣候區(qū)，年均降雨量較高，滑坡發(fā)生前遭受連日降雨，雨水滲入地下導(dǎo)致地下水水位抬升，滑體飽水帶增厚，滑體重度增加，大氣降水對(duì)滑坡的發(fā)生起到誘發(fā)及加劇變形的作用；李村滑坡處于斜坡負(fù)地形內(nèi)，有利于大氣降雨及地表水的匯聚，滑體為第四系殘坡積層，結(jié)構(gòu)疏松，為相對(duì)透水層，滑坡下伏基巖泥巖為相對(duì)隔水層，此種不利的巖土體組合特征有利于巖土界面以上的覆蓋層發(fā)生滑坡地質(zhì)災(zāi)害。

1.4 災(zāi)害潛在威脅

持續(xù)強(qiáng)降雨情況下滑坡后緣土體發(fā)生滑動(dòng)的可能性極大，滑坡兩側(cè)分別為農(nóng)田和村舍，滑坡范圍擴(kuò)大將覆蓋公路、農(nóng)田和居民住所。成倍增強(qiáng)原有滑坡的破壞力，導(dǎo)致擴(kuò)大摧毀道路、農(nóng)田和房屋面積，如果不加以控制，必然會(huì)危及更多的道路和村民的安全，受災(zāi)面積進(jìn)一步增加，并且提高了災(zāi)后治理的難度，所以為保障村民的生命財(cái)產(chǎn)安全對(duì)滑坡的治理勢(shì)在必行。

2 滑坡的治理

經(jīng)過勘查后對(duì)李村的滑坡現(xiàn)狀及成因、威脅范圍進(jìn)行科學(xué)分析后，依據(jù)防治主次制定合理的設(shè)計(jì)方案，最終目標(biāo)是保障當(dāng)?shù)鼐用竦纳柏?cái)產(chǎn)安全，對(duì)潛在或者即將惡化的滑坡災(zāi)害進(jìn)行治理和預(yù)防。

2.1 增強(qiáng)當(dāng)?shù)卮迕竦姆罏?zāi)意識(shí)與疏散演練

根據(jù)滑坡現(xiàn)狀變形特征及穩(wěn)定性計(jì)算，滑坡在遭受強(qiáng)降雨或連日陰雨天氣等不利因素影響下，發(fā)生滑坡災(zāi)害的可能性極大，所以增加村民的防災(zāi)意識(shí)勢(shì)在必行。對(duì)村民進(jìn)行疏散演練及臨災(zāi)條件判斷教育，一旦發(fā)生滑坡，怎樣判斷安全地帶，怎樣進(jìn)行安全疏散并對(duì)村民進(jìn)行施救等，增強(qiáng)村民在自然災(zāi)害發(fā)生時(shí)的存活能力和逃生能力，村民應(yīng)沿著與滑向相垂直的方向逃生，臨時(shí)安置區(qū)地質(zhì)結(jié)構(gòu)應(yīng)穩(wěn)定牢固、不發(fā)育地質(zhì)災(zāi)害。并對(duì)村民宣傳切勿在滑坡區(qū)域內(nèi)大開大挖，增加滑坡的人為不穩(wěn)定性。

2.2 治理滑坡

該滑坡屬于推移式滑坡，即受滑坡中后部推力作用，推力不斷向前傳遞，導(dǎo)致公路產(chǎn)生變形，由于村民房屋集中分布在滑坡中部?jī)蓚?cè)，隨著滑坡范圍的擴(kuò)大將威脅到村民的安全，結(jié)合滑坡的成因進(jìn)行工程治理。

2.2.1 設(shè)置排水疏通渠進(jìn)行排水

鑒于滑坡的主要成因是發(fā)生連續(xù)強(qiáng)降雨，導(dǎo)致滑體無法承受重量發(fā)生滑坡，科學(xué)的排水可以避免或者降低滑坡的發(fā)生幾率。在滑坡區(qū)域上部和兩側(cè)修建排水疏通渠，使水能夠順利的排出，目的是防止雨水下滲。設(shè)置截排水溝有助于提高滑坡的穩(wěn)定性系數(shù)。排水疏通渠按照正方形設(shè)計(jì)，深度40 cm和寬度40 cm，渠底部和側(cè)面厚度都是30 cm，在地形坡度比較大的地方需要設(shè)置消能梯步，間距為20 cm，以逐步減少動(dòng)能。排水疏通渠分布依照滑坡周圍自然形成的水渠為基礎(chǔ)進(jìn)行，引流、改流包括住宅所處的位置，保證連續(xù)強(qiáng)降雨天氣，水能順利通過排水疏通渠進(jìn)行排出。排水渠每10 m需要設(shè)置伸縮縫，以免造成裂痕，減少使用壽命。排水溝穿過公路時(shí)需設(shè)置溝蓋板，故排水溝基礎(chǔ)需加深15 cm，蓋板大小為100 cm長(zhǎng)、50 cm寬、15 cm厚度，材質(zhì)使用C30混凝土和鋼筋增加其剛度。

2.2.2 設(shè)置抗滑樁板墻緩沖下滑力

為了防止滑坡繼續(xù)下滑，在合適位置設(shè)置抗滑樁，其作用是穿過滑動(dòng)面嵌入穩(wěn)固地層來抵抗滑坡的推力，根據(jù)滑坡的厚度、推力的大小，通過計(jì)算確定抗滑樁的型式。根據(jù)李村滑坡情況設(shè)計(jì)抗滑樁的數(shù)量為4根(規(guī)格為：寬度1.2 m、高度1.5 m)長(zhǎng)11 m、懸臂7 m、嵌入段長(zhǎng)4 m，間距為5 m，通過頂部連接梁(規(guī)格為：厚度為1.5 m、高度為0.9 m)保證抗滑樁的整體穩(wěn)定性，樁間擋土板(規(guī)格為：長(zhǎng)度3.8 m、板厚度0.3 m)，從而達(dá)到防治滑坡下滑的效果?？够?、連接梁、擋土板材質(zhì)均使用C30鋼筋混凝土澆筑，

2.2.3 設(shè)置擋土墻對(duì)道路和民房進(jìn)行保護(hù)

通過在中部公路外側(cè)及局部村民房屋前緣位置設(shè)置擋土墻，避免滑坡發(fā)生時(shí)，對(duì)公路及民房造成破壞。墻的高度為6 m，墻頂部標(biāo)高與公路標(biāo)高一致即可，民房前緣的擋土墻頂部標(biāo)高與院壩齊平。材料使用M10漿砌毛石砌筑建，墻地基深度大于1.5 m，墻底部厚度為2.5 m，墻頂厚度1 m。在施工時(shí)應(yīng)留伸縮縫，防止不均勻沉降導(dǎo)致墻體開裂，降低使用壽命。

2.2.4道路重建

以上措施完成后，對(duì)原有被破壞的路面進(jìn)行清理，清理完畢后進(jìn)行路面恢復(fù)，在路的底層鋪墊1層厚度為20 cm的碎石作為墊層，路面采用水泥混凝土鋪設(shè)，路面鋪設(shè)過程中要注意設(shè)置伸縮縫，在路面終凝之前應(yīng)灑水養(yǎng)護(hù)并加蓋薄膜。當(dāng)水泥混凝土路面強(qiáng)度到達(dá)80 %時(shí)對(duì)路面進(jìn)行鑿毛處理，增加路面的摩擦力。

3 對(duì)滑坡的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)

2018年貴州省進(jìn)行了全省的高位隱蔽性地質(zhì)災(zāi)害隱患排查，并在此基礎(chǔ)上大力推行提升地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)預(yù)警科技能力，建成了貴州省地質(zhì)災(zāi)害專業(yè)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，對(duì)該滑坡采用合適的自動(dòng)化監(jiān)測(cè)儀器，對(duì)滑坡變形、影響因素等進(jìn)行監(jiān)測(cè)，并采集相關(guān)數(shù)據(jù)，通過云平臺(tái)、云服務(wù)器等實(shí)時(shí)匯集野外監(jiān)測(cè)設(shè)備采集的數(shù)據(jù)，并對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行分析處理，監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)將在第一時(shí)間通過客戶端、展示端、手機(jī)APP、微信、電話語(yǔ)音、短信、現(xiàn)場(chǎng)無線預(yù)警器等多途徑方式進(jìn)行信息發(fā)布。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)能有效彌補(bǔ)群測(cè)群防監(jiān)測(cè)手段單一、監(jiān)測(cè)精度底、預(yù)警分析難、信息更新慢等問題。沿著該滑坡主滑方向設(shè)置3個(gè)全球衛(wèi)星導(dǎo)航系統(tǒng)(GNSS)監(jiān)測(cè)站，目的是采集滑坡主要位置的水平及垂直位移，在滑坡威脅范圍之外地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的區(qū)域設(shè)置1個(gè)GNSS監(jiān)測(cè)基站，在滑坡后緣安裝3臺(tái)拉繩式裂縫監(jiān)測(cè)儀器，并配備3套智能采集器(RTU)，在村民威脅區(qū)安裝一臺(tái)高音喇叭，當(dāng)滑坡變形程度達(dá)到預(yù)警閥值時(shí)，通過高音喇叭提醒受威脅村民撤離。自動(dòng)化監(jiān)測(cè)設(shè)備的安裝同時(shí)可以起到監(jiān)測(cè)實(shí)施工程治理后的治理效果。

4 結(jié) 語(yǔ)

采用多種方法對(duì)李村滑坡地帶的地質(zhì)、地貌、氣候等條件進(jìn)行勘查，因地制宜制定系統(tǒng)的治理措施，消除李村滑坡的危害，有效保護(hù)當(dāng)?shù)卮迕竦纳?cái)產(chǎn)安全。李村滑坡自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的實(shí)施，能有效彌補(bǔ)人工巡查監(jiān)測(cè)中監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)不連續(xù)、數(shù)據(jù)更新不及時(shí)、監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)精度小等缺點(diǎn)。由此及彼，在工程治理之前應(yīng)通過詳細(xì)的勘查查明地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征、孕災(zāi)條件、誘發(fā)因素等，為制定合理的治理方案提供依據(jù)，結(jié)合貴州省地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育種類多、分布廣、易誘發(fā)的特點(diǎn)，在人工監(jiān)測(cè)的基礎(chǔ)上，自動(dòng)化監(jiān)測(cè)的實(shí)施能有效降低地質(zhì)災(zāi)害的風(fēng)險(xiǎn)。