1、滑坡的成因是什么?如何治理滑坡
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。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体,未移动的下伏岩(土)体称为滑床。
强度因素
滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:
地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。开阔程度对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。
岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。
地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。
诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。
人为因素
违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1.开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2.蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手[4]
消除和减轻水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
改善边坡岩土力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等;6,镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。
应对措施编辑
发生时的应对措施
当遇滑坡发生时,至少应当做到如下几点:
(1)当处在滑坡体上时,首先应保持冷静,不能慌乱。要迅速环顾四周,向较安全的地段撤离。一般除高速滑坡外,只要行动迅速,都有可能逃离危险区段。跑离时,向两侧跑为最佳方向。在向下滑动的山坡中,向上或向下跑都是很危险的。当遇无法跑离的高速滑坡时,更不能慌乱,在一定条件下,如滑坡呈整体滑动时,原地不动,或抱住大树等物,不失为一种有效的自救措施。如1983年3月7日发生在甘肃省东乡县的著名的高速黄土滑坡——洒勒山滑坡中的幸存者就是在滑坡发生时,紧抱住滑坡体上的一棵大树而得生。
(2)当处于非滑坡区,而发现可疑的滑坡活动时,应立即报告邻近的村、乡、县等有关政府或单位。如群测群防站或县、市、地区及省政府,均设有“国土资源局”。该机构应责无旁贷地担当此项责任。并立即组织有关政府、单位、部队、专家及当地群众参加抢险救灾活动。
(3)政府部门应立即实施应急措施(或计划),迅速组织群众撤离危险区及可能的影响区。并通知邻近的河谷、山沟中的人们做好撤离准备,密切注视灾情的漫延和转化。如滑坡常在暴雨、洪水中转化为泥石流灾害(即次生灾害)。注意、因滑坡可能危害到的某些生命线工程(如水库、干线铁路、干线公路、发电厂、通讯设备、干线渠道等)所引发的次生灾害或第三次灾害的发生,如火灾、洪水等。注意调查滑坡是否有间歇性活动特点,尽可能确定其再次活动的可能性和时间。如果必要的话(需经有关专家或科技人员论证),应迅速设立观测点(站)或观测网,密切注视其变化动态,“亡羊补牢,犹未为晚”。
发生后的自救互救
(1)人工呼吸。在施行人工呼吸前,应首先清除患者口中污物,取去口中的活动义齿,然后使其头部后仰,下颌抬起,并为其松衣解带,以免影响胸廓运动。人工呼吸救护者位于患者头部一侧,一手托起患者下颌,使其尽量后仰,另一手掐紧患者的鼻孔,防止漏气,然后深吸一口气,迅速口对口将气吹入患者肺内。吹气后应立即离开患者的口,并松开掐鼻的手,以便使吹入的气体自然排出,同时还要注意观察患者胸廓是否有起伏。成人每分钟可反复吸入16次左右,儿童每分钟20次,直至患者能自行呼吸为止。
(2)心脏按摩。如果患者心跳停止应在进行人工呼吸的同时,立即施行心脏按摩。若有2人抢救,则一人心脏按压5次,另一人吸气1次,交替进行。若单人抢救,应按压心脏15次,吹气2次,交替进行。按压时,应让患者仰卧在坚实床板或地上,头部后仰,救护者位于患卧一侧,双手重叠,指尖朝上,用掌根部压在胸骨下1/3处(即剑突上两横指),垂直、均匀用力,并注意加上自己的体重,双臂垂直压下,将胸骨下压3~5厘米,然后放松,使血液流进心脏,但掌根不离胸壁。成年患者,每分钟可按压80次左右,动作要短促有力,持续进行。一般要在吹气按压1分钟后,检查患者的呼吸、脉搏一次,以后每3分钟复查一次,直到见效为止。
2、滑坡的成因是什么?如何治理滑坡?
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。运动的岩(土)体称为变位体或滑移体,未移动的下伏岩(土)体称为滑床。
强度因素
滑坡的活动强度,主要与滑坡的规模、滑移速度、滑移距离及其蓄积的位能和产生的功能有关。一般讲,滑坡体的位置越高、体积越大、移动速度越快、移动距离越远,则滑坡的活动强度也就越高,危害程度也就越大。具体讲来,影响滑坡活动强度的因素有:
地形:坡度、高差越大,滑坡位能越大,所形成滑坡的滑速越高。斜坡前方地形的开阔程度,对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。开阔程度对滑移距离的大小有很大影响。地形越开阔,则滑移距离越大。
岩性:组成滑坡体的岩、土的力学强度越高、越完整,则滑坡往往就越少。构成滑坡滑面的岩、土性质,直接影响着滑速的高低,一般讲,滑坡面的力学强度越低,滑坡体的滑速也就越高。
地质构造:切割、分离坡体的地质构造越发育,形成滑坡的规模往往也就越大越多。
诱发因素:诱发滑坡活动的外界因素越强,滑坡的活动强度则越大。如强烈地震、特大暴雨所诱发的滑坡多为大的高速滑坡。
人为因素
违反自然规律、破坏斜坡稳定条件的人类活动都会诱发滑坡。例如:
1.开挖坡脚:修建铁路、公路、依山建房、建厂等工程,常常因使坡体下部失去支撑而发生下滑。例如我国西南、西北的一些铁路、公路、因修建时大力爆破、强行开挖,事后陆陆续续地在边坡上发生了滑坡,给道路施工、运营带来危害。
2.蓄水、排水:水渠和水池的漫溢和渗漏,工业生产用水和废水的排放、农业灌溉等,均易使水流渗入坡体,加大孔隙水压力,软化岩、土体,增大坡体容重,从而促使或诱发滑坡的发生。水库的水位上下急剧变动,加大了坡体的动水压力,也可使斜坡和岸坡诱发滑坡发生。支撑不了过大的重量,失去平衡而沿软弱面下滑。尤其是厂矿废渣的不合理堆弃,常常触发滑坡的发生。
此外,劈山开矿的爆破作用,可使斜坡的岩、土体受振动而破碎产生滑坡;在山坡上乱砍滥伐,使坡体失去保护,便有利于雨水等水体的入渗从而诱发滑坡等等。如果上述的人类作用与不利的自然作用互相结合,则就更容易促进滑坡的发生。
随着经济的发展,人类越来越多的工程活动破坏了自然坡体,因而滑坡的发生越来越频繁,并有愈演愈烈的趋势。应加以重视。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手[4]
消除和减轻水的危害
滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。
常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。
改善边坡岩土力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等;6,镶补沟缝。对坡体中的裂隙、缝、空洞,可用片石填补空洞,水泥沙浆沟缝等以防止裂隙、缝、洞的进一步发展。
3、边坡出现塌方或滑坡的原因是什么?如何进行防护与维修
边坡滑坡的产生原因有
1、现场勘察:现场取水文地质资料不全、不详细,无法提供正确的水文地质资料或提供错误的资料,导致设计错误或防护不到位;
2、设计阶段:选线时候未能避开大型古老滑坡、滑坡连续分布及易发生滑坡的地段,边坡防护设计未能一次性根治;
3、施工阶段:施工组织不合理,监测不到位,防护意思不强;
4、维修保养:施工完成后的对边坡监测不到位,维修保养和及时治理不到位等。
滑坡的防治
1、排水:将滑坡范围以外的地表水设置多道环形截水沟,使水不流人滑坡区域以内。
2、为迅速排出在滑坡范围以内的地表水和减少下渗,应修设排水系统缩短地表水流经的距离,主沟应与滑坡方向一致,并铺砌防渗层,支沟一般与滑坡方向成30°一45°斜交。
3、妥善处理生产、生活、施工用水,严防水的浸入。
4、对于滑坡体内的地下水,则应采取疏干和引出的原则,可在滑坡体内修筑地下渗沟,沟底应在滑动面以下,主沟应与滑坡方向一致。
边坡塌方的防治
1、对开挖深度大、施工时间长、坑边要停放机械等应按规定的允许坡度适当地放平缓些,当基坑(槽)附近有主要建筑物时,基坑边坡的最大坡度为1:1~1:1.5。
2、开挖基坑(槽)时,若因场地限制不能放坡或放坡后所增加的土方量太大,为防止边坡塌方,可采用设置挡土支撑的方法。
3、防治地表水流人坑漕和渗流人土坡体。
4、严格控制坡顶护道内的静荷载或较大的动荷载。
(3)混凝土站滑坡扩展资料有些滑坡发生时间稍晚于诱发作用因素的时间。如降雨、融雪、海啸、风暴潮及人类活动之后。这种滞后性规律在降雨诱发型滑坡中表现最为明显。
该类滑坡多发生在暴雨、大雨和长时间的连续降雨之后,滞后时间的长短与滑坡体的岩性、结构及降雨量的大小有关。
一般讲,滑坡体越松散、裂隙越发育、降雨量越大,则滞后时间越短。此外,人工开挖坡脚之后,堆载及水库蓄、泄水之后发生的滑坡也属于这类。
由人为活动因素诱发的滑坡的滞后时间的长短与人类活动的强度大小及滑坡的原先稳定程度有关。人类活动强度越大、滑坡体的稳定程度越低,则滞后时间越短。
4、滑坡的防治有哪些?
研究滑坡规律的目的在于有效地预防和整治滑坡,以减少其对生活和生产设施的危害,并保持人类赖以生存的自然环境不遭其污染。滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”(徐邦栋,2001)的原则。
一、预防为主和早治、治小
山坡在大自然的营力作用下,经一定年限有的可产生滑坡,系地貌演变和河谷发育的自然规律,但该滑坡所在的山坡,一般均具有明显的不良地貌与地质条件。当地若是处于雨水丰沛、地震频繁且烈度高以及岸边水流冲刷等恶劣的环境下,虽然在当时只是局部变形尚未引起坡体不稳,但任其发展,有的可因失去抗力而导致坡体整体失稳形成大范围的滑坡与崩塌。因此,对局部变形先行加固可限制其发展,当时所耗费用甚少,即达“早治治小”的目的(徐邦栋,2001)。
(一)预防滑坡生成和危害的对策
1)恢复大区域的植被以防止气象变化是全球防灾、减灾的战略对策,从中可减少滑坡的新生与复活。
2)对处于极限稳定状态的山坡及不良地质地段,应以抑制和控制滑坡发展的作用因素为对策。
3)自然因素或人为活动促使稳定的山坡出现滑坡变形,在其初期即应恢复原山坡的地质环境阻止其恶化。
4)对大型、巨型滑坡或在徐变(蠕动或流变)的高大岩体,由于危害重而整治费用浩大,在查清后常以绕避其危害范围为主要对策。在一般大、中型滑坡或潜在滑坡的地段,经绕避方案比选后仍以通过为宜时,应以“治早”和“根治”为主,避免恶化后冒灾害的风险。
5)各项生活与生产设施在拟建之初,是预防滑坡生成和避免其危害的最佳期间。
(二)在滑坡或潜伏滑坡地段布置建筑设施时应规划的预防措施
1)在较大滑坡(或潜伏滑坡)地段,一般从获得定性的地质资料大致定量后即进行绕开与加固滑坡的方案比选。
2)所有预防措施中对有把握者,可采用永久性工程,一次建成,一劳永逸;对把握不大者则先做成临时工程,但要能随时加固改成永久性工程,避免造成浪费。
3)一般带永久性的预防措施,其结构强度应大于围岩的刚度,即可整体变形而不破坏,可从变形迹象判断滑坡性质,尽可能再加固使用。
二、滑坡治理措施
(一)消除和减轻地表水和地下水的危害
水的作用往往是引起滑坡的主要因素。因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要(徐邦栋,2001),其目的是降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟;在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法:①水平钻孔疏干;②垂直孔排水;③竖井抽水;④隧洞疏干;⑤支撑盲沟。
(二)改善边坡岩土体的力学强度
通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施:①削坡减载,用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。②边坡人工加固,常用的方法:A.修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;B.钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;C.预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;D.固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;E.边坡柔性防护技术等。
5、混凝土护坡模板支护如何防止滑坡
一是卸载,即在滑坡体上部卸载减少下滑力
二是种植草皮和根系发达的高大乔木,减少雨水冲刷,增强抗力
三是在坡脚砌重力式挡墙
6、道路工程混凝土护坡沉陷开裂是什么原因,如何预防呢?
一、原因分析:
①边坡填土质量差,未按要求分层填筑、夯实。
②护坡碎石垫层未按规范要专求铺垫,垫层松属散。
③砌筑质量不符合规范要求,坐浆不饱满。
④护坡未按设计要求设置泄水孔和反滤层。
二、防治措施:
①边坡应按规范要求选择填土材料,分层夯实、修平。
②应按规范要求进行碎石垫层铺筑,保证质量。
③砌筑施工应按规范进行,坐浆饱满。
④按要求设置泄水孔和反滤层,如沉陷严重可能出现滑坡时,应对边坡土体进行加固处理。
7、什么是混凝土的塌方
塌方是因地层结构不良,雨水冲刷或修筑上的缺陷,道路,堤坝等旁边的陡坡或坑道,隧道的顶部突然坍塌。也说坍方。
混凝土,简单概述为:用水,水泥,黄砂,碎石按一定配合比例混合,搅拌而得到的在其凝固前为胶状半流体,凝固后(普通混凝土初凝时间为在静止状态下第45分钟开始)为固体物。
工程中常称一根柱子或一根梁为钢筋混凝土柱或钢筋混凝土梁,当梁强度不够或承受的外力过大,就会引起混凝土塌方。
8、滑坡的成因与防治措施
滑坡是指斜坡上的土体或者岩体,受河流冲刷、地下水活动、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。
滑坡的防治要贯彻“及早发现,预防为主;查明情况,综合治理;力求根治,不留后患”的原则结合边坡失稳的因素和滑坡形成的内外部条件,治理滑坡可以从以下两个大的方面着手: 消除和减轻地表水和地下水的危害 滑坡的发生常和水的作用有密切的关系,水的作用,往往是引起滑坡的主要因素,因此,消除和减轻水对边坡的危害尤其重要,其目的是:降低孔隙水压力和动水压力,防止岩土体的软化及溶蚀分解,消除或减小水的冲刷和浪击作用。具体做法有:防止外围地表水进入滑坡区,可在滑坡边界修截水沟;在滑坡区内,可在坡面修筑排水沟。在覆盖层上可用浆砌片石或人造植被铺盖,防止地表水下渗。对于岩质边坡还可用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。排除地下水的措施很多,应根据边坡的地质结构特征和水文地质条件加以选择。常用的方法有:1,水平钻孔疏干;2,垂直孔排水;3,竖井抽水;4,隧洞疏干;5,支撑盲沟。 改善边坡岩土体的力学强度 通过一定的工程技术措施,改善边坡岩土体的力学强度,提高其抗滑力,减小滑动力。常用的措施有:1,削坡减载;用降低坡高或放缓坡角来改善边坡的稳定性。削坡设计应尽量削减不稳定岩土体的高度,而阻滑部分岩土体不应削减。此法并不总是最经济、最有效的措施,要在施工前作经济技术比较。2,边坡人工加固;常用的方法有:1,修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;2,钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;3,预应力锚杆或锚索,适用于加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;4,固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;5,SNS边坡柔性防护技术等。
9、三门峡水利枢纽混凝土系统场地的滑坡及防治措施
黄河三门峡地质勘探总队
前言
三门峡混凝土系统场地位于三门峡坝址下游800m处、黄河右岸的老鸦沟至角胡同之间的斜坡地带上。
1957年4月,大坝正式施工典礼后,混凝土场地就全面开挖了。将一个崎岖不平的斜坡地面改造成为高程320m、340m和354m三个人为的阶梯式台面,并在台面上开始建筑大、小拌合楼等建筑物。
当混凝土建筑物投入紧张施工后,大拌合楼、大拌合楼水泥罐及冷热装制系统等都在平整场地,铁路专用线也准备铺轨,小拌合楼系统也将投入生产之时,恰于1958年2月,分别在角胡同和大、小拌合楼场地发生了两个独立的滑坡。它们使直接位于滑坡体上的建筑物产生了裂隙变形,严重危害到小拌合楼的安全(有被滑坡推走的可能),也直接影响到滑坡体前大拌合楼的正常施工。
因此,三门峡工程局曾考虑过放弃此场地而另选他处。但经过各方面反复比较后,一致认为原场地较另选新址有更多的优越性。理由是:(1)大坝混凝土浇注任务紧迫,工期不允许拖后;(2)从经济方面考虑,在原场地对滑坡进行工程处理,较重新选择新址要省钱得多;(3)如另选新址,其地质及工程地质条件仍然会是复杂的。最后决定,仍然保留原场地,只是需要对原场地内的滑坡进行综合治理。
另外,基于过去对工程地质资料掌握不够,特别对施工场地内的滑坡问题没有给予充分重视,从1958年的5月至8月,又在该地段重新布置了专项针对滑坡研究的工程地质勘察工作,进一步搜集有关资料。经过这次勘察以及对1955年以来至1957年已有勘探资料的综合分析,对该地段内的滑坡特征和发展有了较全面的认识,并提出了相应的防治措施。
一、滑坡区的地质概况
(一)地形地貌
混凝土系统场地,主要由崩积、坡积以及二者混合产物和残积物所组成。该斜坡的地面高程为300~480m,高出黄河水面约20~200m。场地长约700m,宽约400m,地面坡度为5°~25°,向黄河倾斜。在黄河岸边,这些崩积、坡积物形成了45°的岸坡。
崩塌堆积区之南,有高而陡、呈半弧形分布的闪长玢岩岩壁。岩壁之上,即为黄土类土构成的第四级沉积阶地,其高程为500m左右。
崩塌堆积区之东缘,是黄土类土组成的三级沉积阶地。其宽约200m,长约300m,高程为375~450m。从地形、地貌上来看,混凝土系统场地是位于坝址下游黄河的一个凹岸处。
据已有资料显示,在老鸦沟至角胡同一带所形成的黄河凹岸,其岸坡下部的基岩主要为奥陶纪石灰岩及石炭纪含煤岩系。基岩面的高程为300~360m,亦向黄河倾斜,基岩面的坡度大致与地形坡度一致。岸坡上部便是陡峻的中生代闪长玢岩。
在崩积、坡积堆积层形成之前,暴露于地表的奥陶纪石灰岩和石炭纪煤系岩层,主要受河水的侵蚀作用而形成了斜坡下部的一级侵蚀基岩阶地。在这一阶地面上,沉积有厚0.27~6m(凹岸处)的细砂和少量砂质粘土。再其上,才是具有大小块砾的闪长玢岩崩塌堆积物和残、坡积层,以及黄土类土或它们的相互混合堆积物。共厚约数十米,分布很不均匀,大体上组成了一个崩塌堆积斜坡。
(二)地层岩性
本次工作,曾对上述堆积物做过详细观察,发现它们大体上仍然互相成层,按其成因和相互混合含量比的不同岩性,而将其划分为13个层体,全厚共50余米。现按其岩性分层编号(第8层至第20层)分别自上而下简述如下:
(13)第20层:块石(col—QⅣ)。层厚估计在5m以上,分布于老鸦沟口及闪长玢岩陡壁一带的斜坡表面。块石直径0.5~0.1m,最大直径达1m。
(12)第19层:砂质粘土夹块石(d—QⅣ)。层厚1~3m,分布在高程320m场地以下的河岸陡坡处。
(11)第18层:砂质粘土(d—QⅣ)。层厚11~14m,仅在斜坡中部局部出露。
(10)第17层:砂质粘土夹块石(d+col—QⅣ)。层厚一般10~20m,广泛分布于斜坡上部地表。砂质粘土含量约60%,块石含量约40%。
(9)第16层:块石夹砂质粘土(col+d—QⅣ)。层厚一般10~15m,分布于斜坡中部。块石含量约60%,砂质含量约40%。
(8)第15层:块石、碎砾夹砂(col—QⅣ)。层厚一般2~5m,局部地段变化较大,由0.05~50m。该层普遍分布在高程320m场地以上的整个崩塌区。这些碎砾及砂均为崩塌的闪长玢岩块石经风化后的产物。
(7)第14层:粘土夹碎砾(el+d—QⅣ)。层厚0.3~4m,此层分布在320m场地以上的整个崩塌区,并于大、小拌合楼之间的320m场地上见到它的尖灭点。在小拌合楼水泥罐以东的354m场地以下地段,是覆盖在第12层及第13层之上;而到水泥罐以西及其354m场地以上的斜坡地段,即直接覆盖于基岩之上。
该层在354m场地以上至闪长玢岩陡壁,其坡度为8°~10°,354m场地以下,其坡度为10°~20°,皆倾向于黄河。
粘土及碎砾均为石炭纪煤系岩层风化后的产物,具暗灰、灰黑、铁褐等色。当该层厚度超过1m时,则大部为碎砾及砂所组成,其中间夹薄层黑色粘土。整层稍湿至潮湿。在潮湿状态下,其粘土具可塑性及强滑腻性。在1958年滑坡勘探的大部分探坑中,都曾发现有老的滑坡面及滑动擦痕。
(6)第13层:块石、卵石夹砂质粘土(col+d—QⅣ)。层厚1.46~4.5m,仅见于大拌合楼以东的局部地段。
(5)第12层:砂质粘土(d—QⅥ)。层厚9~12m,分布在大拌合楼和小拌合楼一带。
(4)第11层:块石,碎砾夹砂(col—QⅥ)。层厚一般5m左右,分布于高程320m场地,岩性与第15层相同。
(3)第10层:粘土夹碎砾(el+d—QⅥ)。层厚一般0.4~0.6m,最厚4.5m。分布范围与第11层一致,埋藏于320m场地以下10m左右。粘土及碎砾均为煤系岩层风化后的产物。岩性与第14层相同。该层层面起伏不平,并有不连续沉积现象。该层以5°左右的倾斜度倾向黄河。在1958年滑坡勘探的几个探坑中,均见有老滑坡面或滑动擦痕。
(2)第9 层:砂质粘土夹碎石(al+d—QⅥ)。层厚3m以下,断续覆盖在第8 层之上。
(1)第8层:砂夹块石(al+col—QⅥ)。层厚0.27~6m,分布于320m场地下部的一级基岩阶地面上。
(三)断裂构造
据勘察资料,区内和两个滑坡有关的基岩断层共有三条:
1.角胡同断层:位于角胡同村旁,即第1号滑坡体的东侧。断层走向36°,倾向北西,倾角80°,垂直断距10m,为一东升西降的正断层。
2.大拌合楼水泥罐西侧断层:断层走向22°,倾向南东,倾角50°~70°,垂直断距10~15m,为一西升东降的正断层。本断层显现出明显的断层崖,第1号滑坡体的西缘即顺此断层崖滑动。
由于上述二断层的存在,使该区东、西两侧上升而中部下降,构成了区内局部的小型地堑构造。它在古地形上又形成了一个凹槽,第1号滑坡体即沿此凹槽滑动。
3.小拌合楼以西断层:断层走向30°,倾向北西,倾角50°~70°,垂直断距5~8m,为一东升西降的正断层。此断层与大拌合楼水泥罐西侧断层又构成了区内局部的小型地垒构造,其中部上升地段在古地形上为一小山脊。此山脊恰巧割断了第1号滑坡体和第2号滑坡体的联系,形成了滑坡间的山脊。
(四)水文地质
区内分布的堆积物主要为崩、坡积层,一般均属透水层,并不含水。但从上述地层记录中可知,分布在高程340m场地以上的第15层和高程320m场地以下的第11层,均属闪长玢岩的块石及其风化后的碎砾和砂,都属透水层。但在它们下面,恰都分布有不甚规则、不透水的粘土夹碎砾层(第14层和第10层)。因此,在个别低洼地段也可有地下水的聚集,形成不连续分布的局部上层滞水。第15层中的上层滞水,可沿第14层的顶面排泄,至第10层之上或流入黄河。因此,在高程320m场地与黄河间的陡坡上,在第10层的顶部就有泉水流出。但其流量都随季节变化,在夏、秋雨季时测得其最大出水量为7.0L/s;冬、春旱季时流量甚小,乃至断流。
这些上层滞水对滑坡的滑动都起了重要的润滑作用。
二、滑坡及防治滑坡的措施
(一)滑坡的分布、特征及影响
1.滑坡的地形位置及类型
区内两个互不相连的滑坡体为:第一(1号)滑坡体分布在角胡同一带(斜坡的中部),即高程354m场地东端,滑坡体东侧为由黄土类土组成的黄河三级沉积阶地,西侧为一小山脊;第二(2号)滑坡体则分布在大、小拌合楼附近(斜坡的下部稍偏上),即高程320m场地上。
两个滑坡体间的狭长地带,在古地形上是一个小山脊,而两个滑坡体占据的地段,在古地形上又恰巧是其邻近的两个沟谷。它们都是在斜坡的下部及中部发生滑动的。首先是下部滑动,然后再牵动斜坡上部的土体向下滑动,乃致形成了一种由下向上逐步扩展的牵引式滑坡(如图1 滑坡发展示意图)。
图1 滑坡发展示意图
2.滑坡体的外部特征
第一号滑坡体是一个发育完全的滑坡,平面呈长舌状分布。长200m,宽100m,滑坡体总面积20000m2。第二号滑坡体是一个发育不完全的滑坡,在平面上呈(ε)形在320m场地的大、小拌合楼之间见到它的尖灭点。滑坡体长 280m,宽 120m,占据面积共约30000m2。
由于滑坡的发育是由下部向上部依次发展的,滑动方向大致为30°左右(指向黄河),而它们各部分的移动速度又不均匀,故在滑坡体上多次产生新的断裂或裂隙。
在滑坡体的后缘,由于和上部土体分离,常产生平面呈弧形分布的陡峭断裂壁(或裂隙壁),一般高1~2m,局部地段可达5m,裂开宽度0.5~1.0m不等。这样,就使得滑坡体在剖面上呈现出阶梯状陷落的状态。
在滑坡体的中部表面,经常可以发现与滑坡滑动方向平行的裂隙,一般宽不过5cm,但却延伸很长,常呈直线形,最长可达50m。
滑坡体的前缘部分,由于滑动时受到下部的阻力,使土体逐渐积累、上隆,而于其表面产生了垂直于滑动方向的张开裂隙。本区第二号滑坡体的前缘即到达高程320m场地中部,于是在该处出现了一高出地表1m、垂直于滑动方向的土状长垣。其上有走向与滑动方向垂直的张裂隙,宽数厘米,长约10m。
3.滑坡体的内部特征
区内的近代堆积层中,普遍存在着上、下两个残、坡积层,其中为可塑性粘土夹碎砾石层,均为煤系岩层风化后的产物(如第14层和第10层)。它们的上层主要分布在高程320m场地以上的地区,下层则多分布在高程320m场地以下的斜坡部分。
在高程354m场地以上,第14层的煤系风化产物直接残留和覆盖在石炭纪煤系岩层和奥陶纪灰岩之上,岩层的倾斜坡度为8°~10°。但在高程354m场地以下,上层的粘土夹碎砾石层则分别覆盖在大、小拌合楼一带的第12 层(坡积、砂质粘土)和第13 层(块石、卵石夹砂质粘土)之上,其岩层倾斜坡度为10°~20°,皆倾向黄河。
区内的两大滑坡体,就是沿着第14层产生的顺层滑坡。但由于粘土层中所含碎砾较多,且在层中分布不均,故其滑动面往往产生在该层的中部或近底部。滑坡面的埋藏深度可达20m,属于深滑坡。
从剖面上看,滑坡面的倾角较缓,一般都在5°~15°之间,故整体滑动速度较慢,属于缓滑坡。但在小拌合楼栈桥附近的试坑中,所见滑动面倾角较陡,可达25°~30°,故该段滑动速度较快。
4.滑坡对建筑物的破坏情况
据观测资料,滑坡的运动速度一般为0.1~1.0cm/d,局部地段最快为10~30cm/d,平均滑动速度不超过5cm/d。
由于区内的建筑物主要都分布于斜坡的下部和中部,故多置于滑坡体上,都不同程度地受到了滑坡的影响,使其受到变形或断裂,甚至造成了坍塌。现将一些重要建筑物受破坏的现象简述如下:
(1)原设计的大拌合楼场地,正处于受滑坡影响严重的地区,故不得不重新改变布置方案;
(2)小拌合楼已准备投产,但受滑坡影响,连接小拌合楼及水泥罐之间的风动螺旋泵房首先遭受破坏,接着输送砂卵石的廊道及其连接小拌合楼的栈桥也受破坏而被迫拆除,使小拌合楼不能按时投产;
(3)高程354m场地上已经建好了的钢筋混凝土受料仓库,因滑坡影响于3月初结构物发生裂缝,至3月26日观测,其仓库东端已向黄河方向移动了90多厘米,此仓库已全部被废弃;
(4)在高程354m场地以上受滑坡影响的裂隙发育地区,尚有职工食堂、俱乐部、浴室、办公室等临时或半永久性建筑物,都相继破裂、倒塌;
(5)在高程320m场地及高程354m场地上的临时性挡土墙也发生破裂或全部倒塌。
(二)滑坡产生的原因及发展
1.滑坡产生的原因
(1)本区的地形、地质都具有许多重要的不稳定因素。首先,是因为产生滑坡的土体,正处于区内的斜坡地带,所以有利于滑坡的产生和发展;其次,就岩性而言,广泛分布的崩塌堆积物(块石、碎砾夹砂层等)都是良好的透水层,又在其底部普遍都有煤系风化产物的残、坡积层(黑、褐等色为主的粘土夹碎砾石),它们都具有不透水性,所以常形成上层滞水;而在水的长期浸泡下,它们又都具有一定的可塑性和润滑性,从而进一步减低了土壤的抗剪强度,助长了滑坡的滑动。
现将取自第10层和第14层的原状土样进行快剪实验,得出的土壤内摩擦角与含水率的关系如下表。
黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史
(2)据民访资料得知,过去本区在连续大雨过后常见地表开裂,裂缝宽达数十厘米,土体便向黄河方向移动,被称之为“行山”。而本次在一些试坑中也常见有滑动面,其上擦痕的排列方向多为30°左右,与地面观测的滑坡总滑动方向一致。另外,于同一粘土层中,还曾见有两个以上凌乱的老滑动面或擦痕。这些都说明,区内现有的滑坡可能过去都曾不止一次地发生过滑动。但在1955年至1957年的地质勘探过程中却没有发现过滑坡(滑动距离小,地表尚无明显迹象),也许滑坡仍处于暂时稳定状态。
(3)1957年施工以来,混凝土系统场地被全面开挖。首先,将区内的斜坡中、下部削成为高程320m、340m和354m三个施工平台(场地),开挖方式又是由下而上进行的。平整斜坡下部高程320m场地(第2号滑坡区)时,挖方量就达10万土方,这就使得其上的土体严重失衡;同时,并使埋藏于地面以下8m的第14层(黑色粘土夹碎砾层)直接出露于场地后缘地表,接受地表或地下水的渗入产生润滑,于是便使这个暂时休止的滑坡又重新发生了活动,沿粘土层顺层滑动,产生了第2号滑坡体。
第1号滑坡也因同样原因,在角胡同附近大拌合楼水泥罐基础处(354m高程场地东端)进行了大量挖方,土方量达50000m3。使其上的土体失去了支撑;同时,也使埋藏于地表以下9m的第14层黑色粘土夹碎砾层出露地表,接受地下水和地表水的渗入、润滑,从而又产生了第1号滑坡体。
(4)施工场地的堆料、雨水、工业用水和生活用水渗入土层,除增加滑坡体上的荷重外,各种渗入的水也使粘土呈塑限状态,甚至部分地段达到液限状态,这样,它就成为助长滑坡滑动的另一重要因素。
在上述分析中,虽然影响滑坡发育的原因很多,但就1958年发生于区内的两大滑坡来看,在斜坡下部大量挖方,破坏了土体的天然稳定状态。大量削坡造成斜坡上部土体失去支撑从而产生滑动,则是产生滑坡的根本原因。同时,由于施工方式又是由下而上进行的,于是在2号滑坡产生后,紧接着又在其上部产生了1号滑坡,出现了由下向上发展的牵动效应。
其次,地层中具有较好的粘土层,在受地下水或地表水渗入的综合影响下诱发滑坡产生,也是另一个不可忽视的原因。
2.滑坡的发展
区内的两大滑坡均产生于1958年2月中旬。
首先,第2号滑坡体是在土体斜坡下部(即320m高程场地)被大量挖方后便发生了。因此,使斜坡上部的土体不断出现新裂缝,并迅速扩大和增多,终于使土体逐次下滑。滑坡体也向西部逐渐扩大,320m高程场地至340m高程场地的陡坡壁上出露的砂质粘土层也不断地产生坍塌。
但从4月至6月,滑坡体的面积并没有继续扩展,也没有更多的新裂缝产生,只是使已经滑动了的土体继续缓慢地向黄河方向移动。到了6月至9月,适逢雨季,地表水大量渗入地下,在诸多因素的影响下,此滑坡又继续活动起来,并重新向斜坡上部发展,使滑坡体的长度也由200m迅速增加到250m。
第1号滑坡体,也是由于其下部土体被大量挖方后而产生活动的。首先,在大拌合楼水泥罐场地挖方部分,由于土体下部被大量削坡,开始时出现两次坍塌;以后在坍塌地段仍继续挖方,从而使该地段又产生许多裂缝,并迅速扩大、增多并向斜坡上部发展,土体也就沿着主要滑裂面依次滑动起来。该滑坡从开始滑动以来一直不停地滑动着,新的裂缝不断增加,直到三分局篮球场有零星基岩出露处方才终止。
现将两大滑坡体随时间发展的特征情况列简表如下:
黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史
由上表可见:
(1)滑坡是沿着斜坡向上部发展的,当其在2~3月间滑坡体定型后就没有再向两侧扩展过;
(2)新的裂隙向斜坡上部逐渐增多,滑坡破坏的范围也逐渐增大,这显然与地表水的渗入有相当密切的关系。6~9月份为滑坡发展最快的期间,因为当时仍然进行滑坡土体的大量削坡,而又正逢雨季,大量雨水沿滑坡裂隙渗入,故促使其加快发展。
(3)第一滑坡较第二滑坡发展得快,其原因也是因为它在滑动期间仍然不停地在其下部挖方;同时,在滑坡体上又有职工宿舍等房屋建筑,加大滑坡体的负荷,大量生活用水的渗入也进一步助长了滑坡的发展。
(三)滑坡的防治措施
正如前面所述,滑坡主要是由于施工削坡造成了土体的失稳而产生,并不断发展的。在这种情况下,就必须选择可以消除或削弱土体移动的相应措施,如:在斜坡上部进行大量削坡,以减少其可能造成土体移动的承载重压;并将土方尽可能地堆筑于滑坡体前缘下方,以加大阻挡滑坡向前移动的阻力;或改变滑动岩层的性质,提高土壤的抗剪强度,增加土体的相对稳定性;或在滑坡范围内打钢筋混凝土桩,固定滑坡体的移动,等等。
但是,根据区内混凝土系统运转期限的要求,最迟到1961年它就完成了任务,而筑坝施工所要求的混凝土生产任务又相当紧迫,所以在这种情况下,任何耗费大量资金和较长时间才能收效的措施都是不可取的。因此,只能采取规模不大的有效措施对滑坡进行防治处理,虽然不能彻底根治,但是完全可以维持混凝土系统的正常生产。
现将其防治措施和效果对比,列表如下:
黄河三门峡水利枢纽工程地质勘察史
续表
从表上可见,像对这一类滑坡必须同时采取削坡稳定滑体、排除地表及地下水渗入及修挡土墙等综合处理办法,才能收到阻止或减低滑坡移动的效果。
除了以上对滑坡体直接采取处理外,尚需间接采取下列防治措施,以使滑坡体临近地带的斜坡不致再发生新的滑坡:
1.禁止切割滑动斜坡,严禁在斜坡下部继续挖方;
2.防止地表水渗入滑动层内:
(1)经常检查现有排水沟和水管,防止漏水,使之能充分起到排除斜坡上部地表水的作用;
(2)严格禁止居民区的生活用水的外流,必须通过排水沟排入黄河;
(3)对滑坡体上的裂隙及时用粘土填塞;
(4)施工场地最好均采用沥青护面,施工场地之间的边坡也应采用浆砌块石护坡。
3.354m高程场地边缘已设置的5口抽水井应进行经常抽水,这样才可以减少浸润第14层的水分,同时也减少了第15层中的地下水向第10层顶面的补给。
4.火车经过老鸦沟至角胡同的滑坡区时,要减速慢行,减少动荷对滑坡的影响。
结语
(1)从混凝土场地发生的滑坡可以看出,由于最初对区内可能产生的滑坡没有专门研究,乃至给整体工程造成了很多损失。但是从1958年为防治滑坡所进行的一系列工作来看,收到了预期成效,所以也证明滑坡并不可怕,是完全可以防治的。
(2)经过初步处理,第1号滑坡的移动速度已逐渐减小,而重新调整布置后的大拌合楼水泥罐的位置及专用铁路线均离开滑坡体的前缘还有10余米,并在其间还隔有一高约8m的基岩陡壁,所以它们已经避开了滑坡体的威胁。
(3)第2号滑坡体现已处于停止阶段,今后雨季时还有可能发生缓慢移动,但是大、小拌合楼已不处在滑坡体上,今后可不致影响混凝土的生产。
(4)今后在水利建设和其他建设工程中,不可避免地要在河谷两岸进行许多建筑工程。河谷的斜坡地带,特别是在第四纪松散岩层中,往往由于地表水和地下水的作用,会使松散岩体顺着斜坡产生滑坡。因此,必须给予充分重视,加强对可能产生滑坡的专项研究。
(原载于地质部第二届水文地质工程地质工作会议“三门峡地质勘探报告集”1959年第5期)