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平和县典型地质灾害点形成机理探讨
来源:文库
作者:开心麻花
2025-09-19
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平和县典型地质灾害点形成机理探讨(精选4篇)

平和县典型地质灾害点形成机理探讨 第1篇

平和县典型地质灾害点形成机理探讨

摘要:通过对福建省平和县地质灾害调查与区划中的典型地质灾害点--滑坡的`特性和形成机理进行分析总结,同时进一步证明了对典型地质灾害点调查、治理的重要性,以期对类似地质灾害调查和防治提供借鉴.作 者:卢少山 作者单位:福建省闽南地质大队,福建,漳州,363000期 刊:西部探矿工程 Journal:WEST-CHINA EXPLORATION ENGINEERING年,卷(期):,22(2)分类号:X43关键词:平和县 典型地质灾点 机理分析

平和县典型地质灾害点形成机理探讨 第2篇

周执强

孙春富

湖南省煤田地质局第一勘探队

421800

摘要:地质灾害在自然作用下形成或者由于人为因素造成的。主要包活如崩塌、滑坡、泥石流、地裂缝、地面沉降、地面塌陷、岩爆、坑道突水、黄土湿陷、岩土膨胀、砂土液化,水土流失、壤盐碱化,地热害等。给自然环境和人民生命财产安全造成了很大的威胁,防治地质灾害成为重中之重。本文以崩塌、滑坡、泥石流为例简要阐述地质灾害成因及防治办法。关键字: 地质灾害防治 地质灾害防治办法

地质灾害都是在一定的外力诱发下发生的。这里指的外力可以是自然条件下的也有人为因素。因此,地质灾害也可按外力因素诱导成因概又可以分为自然地质灾害和人为地质灾害两大类。自然地质灾害发生的地点、规模和频度,受自然地质条件控制,不以人类历史的发展为转移;人为地质灾害受人类生产生活活动制约,也随社会经济发展而日益增多。以下简要介绍典型地质灾害的形成原因,通过这些因素存求相关治理办法。

一、崩塌的定义及形成原因(包括自然因素诱发和人为因素)。

崩塌是指高陡斜坡上的岩土体脱离母体后,以坠落、滚动为主的移动现象。崩塌具有下落速度快,垂直位移大于水平位移的特点。崩塌按照崩体物质分为土崩和岩崩。按照崩塌规模可分为剥落、坠石和崩落。剥落的块度较小,块度大于0.5米者占25%以下,产生剥落的岩石山坡一般在30—40度;坠石的块度较大,块度大于0.5米者占50—70%,山坡角在30—40度范围内;崩落的块度更大,块度大于0.5米者占75%以上,山坡角多大于40度。

诱发崩塌的外界因素主要有:地震、降雨,特别是大暴雨和长时间的连续降雨,使地表水渗入坡体,产生孔隙水压力等,从而诱发崩塌。人为因素也是诱发崩塌的主要原因,其中人类的工程活动是主要原因,例如,道路挖掘以及堆砌的废弃渣土、采矿活动等。

二、滑坡的形态特征和形成条件。滑坡是斜坡岩土体在重力和水,以及其他外营力的作用下,沿某一薄弱结构面产生剪切破坏的一种不良地质现象,是自然作用或与人类活动等因素综合作用的产物。自然界中,无论是天然斜坡还是人工斜坡都不是固定不变的,在不同因素的作用下,斜坡一直处于不断地发展和变化之中。一个发育完全的滑坡,一般包括:1,滑坡体,指滑坡发生后与母体脱离开后的滑动部分;2,滑动带,滑动时形成的碾压破碎带3,滑动面,滑坡体沿着下滑的表面;4,滑坡床,滑体以下固定不动的岩土体;5,滑坡壁,滑体后部和母体脱离开的分界面,暴露在外面的部分,平面上多呈圈椅状;6,滑坡台阶7,滑坡舌8,滑坡周界9,封闭洼地10主滑线11,滑坡裂隙。要探讨滑坡的形成条件,就必须考虑影响边坡稳定性的因素,影响边坡稳定性的因素有内在因素和外在因素两个方面。内在因素有组成边坡岩土体的性质、地质构造、岩体结构等。不同质地的岩土,如硬质岩土、页岩等,它们的抗风化和抗水侵蚀的能力都不相同。从岩土的结构、构造来说,主要的是岩(土)层层面、断层面、裂隙等的倾向对滑坡的发育有很大的关系。同时,这些部位又易于风化,抗剪强度也低。当它们的倾向与边坡坡面的倾向一致时,就容易发生顺层滑坡以及在堆积层内沿着基岩面滑动,从而产生滑坡。外在因素有地表水和地下水的作用、地震、风化作用、人工开挖、爆破以及工程荷载等。其中,水文地质条件、地下水活动在滑坡形成中起着重要的作用。在现今地壳运动的地区和人类工程活动的频繁地区是滑坡多发区,外界因素和作用可以使产生滑坡的基本条件发生变化,从而诱发滑坡,主要诱发因素有:地震;降雨和融雪;地表水的冲刷浸泡,河流等地表水体对斜坡坡脚的不断冲刷;不合理的人类活动,如开挖坡脚等。查明和掌握这些影响因素对了解边坡失稳的发生发展规律,以及制定防治措施是非常必要的。

三、泥石流形成条件

泥石流是经常发生在山地地区的一种自然地质灾害,由于暴雨或冰湖、水库等溃决而在沟谷或坡面而产生的一种携带有大量泥砂、石块等固体物质的特殊洪流,是一种危害性极强的地质灾害。形成泥石流通常需要具备以下三个条件:

1、物源条件:系指物源区固体松散物的分布、类型、储备量以及补给距离等,能提供大量的固体松散物。

2、地形地貌条件

3、水源条件:水不仅是泥石流的组成部分,同时也是固体物质的搬运介质。降雨历程、降雨量以及降雨强度等对泥石流形成具有明显的影响。

四、防治办法和建议

通过以上对典型的地质灾害的形态特征及形成条件的介绍,我们不难得出治理的相关措施。然而,地质灾害发生往往是多方因素诱导的结果,因此,我们只有做详细的调查和分析计算后,才能制定出切合实际的防治措施。

崩塌、滑坡防治的基本方法主要是各种加固工程,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。

1、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。

2、修筑挡土墙、护墙等支挡不稳定岩体;加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡

3、钢筋混凝土抗滑桩或钢筋桩作为阻滑支撑工程;

滑坡和泥石流的发生常常与水的作用密切相关因此,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。在灾害发生区域内,可以在坡面修筑排水沟。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。排利用矿山大量探采工程更全面、详细、精确地查明矿床水文地质条件,尤其是矿床充水条件和可能涌水量及实际涌水量;对矿山开采影响极大的水文地质条件和防、排水工作的效果做出评价;旨在为矿山进一步防排水工作、防备地下水对矿山设备和岩体稳定性的危害以及解决矿山供水和地下水综合利用等问题,提供更可靠的依据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。泥石流灾害防治的基本方法是工程设计和施工中要设置完善的排水(地表、地下排水)系统,消除或减轻地表水和地下水的危害避免地表水入渗,对已有塌陷坑进行粘土填堵处理。

如遇崩塌、滑坡灾害,应采取应急防治措施,视险情将受灾人员和物资及时撤离危险区,及时制止致灾的动力作用;事先有预兆者,应尽早制订好撤离计划。防止造成大的人身伤害和财产损失。躲避泥石流不应顺沟向下游跑,应向沟岸两侧跑,切记不要停留在凹坡处。

平和县典型地质灾害点形成机理探讨 第3篇

农业地质灾害是地质灾害在农业上的表现, 凡直接或间接危害农业、农村、农民的地质灾害即是农业地质灾害[1,2]。瑞丽市位于云南省西部, 行政区划隶属于德宏傣族景颇族自治州管辖, 东连潞西市, 北接陇川县, 西北、西南、东南三面与缅甸联邦接壤[3,4];其地理坐标:东经97°30′~98°11′, 北纬23°50′~24°12′之间;国境线长170.1km, 国土面积1020.0km2。区内辖三乡三镇, 分别是勐秀乡、姐相乡、户育乡、勐卯镇、畹町镇、弄岛镇 (图1) 。地势北东高、南西低, 地貌可分为侵蚀堆积地貌、岩溶地貌及构造剥蚀地貌三大类型。市境内主要分布有瑞丽江、南碗河、畹町河及其五十余条支流, 地表水系较为发育, 均属伊洛瓦底江水系。该区属南亚热带季雨林气候区, 年平均气温21℃, 平均日照2330h, 热区资源丰富。同时, 瑞丽市分山区和坝区两部分, 山区森林繁茂, 覆盖率达53%;坝区地势平坦, 土地肥沃, 灌溉便利, 为发展区域性农业提供了良好的基础, 因此农业经济是瑞丽市的主体, 但区域内地质灾害发生频繁, 给当地的农业生产带来了极大危害[5]。

1 地质灾害类型及分布

瑞丽市地貌破碎、地形构造复杂, 降雨期集中分布。通过对瑞丽市地质灾害野外调查发现, 该市地质灾害类型以滑坡、泥石流为主, 崩塌与不稳定斜坡次之。本次共调查各类地质灾害点162处, 其中, 滑坡109处, 崩塌17处, 泥石流32处, 不稳定斜坡4处。

1.1 主要地质灾害类型

1.1.1 滑坡

滑坡数量 (109处) 占该市地质灾害总数的67.29%, 按体积大小划分为特大型滑坡6处, 大型滑坡19处, 中型滑坡41处, 小型滑坡43处, 以中型和小型滑坡居多 (表1) 。滑坡的发育主要受滑体岩性和地形坡度影响。有82处的滑坡发生在由变质岩中的片麻岩堆积成的含砾粉土滑体, 占有比例为75%。有101处滑坡发生在15-40°的坡度范围, 占有比例为93%。

1.1.2 泥石流

灾害性泥石流沟 (32处) 占该市地质灾害总数的19.75% (表1) , 其主要分于勐秀乡和勐卯镇。其次是在户育乡、姐相乡、弄岛镇, 畹町镇最少。其中有15条泥石流已形成中大规模, 对周边公路、桥梁及沟口附近居住的群众威胁较大。

1.1.3 崩塌及不稳定斜坡

崩塌 (17处) 和不稳定斜坡 (4处) 共占地质灾害总数的12.96%, 按体积大小划分以中小型为主 (表1) 。其中在勐秀乡和户育乡发生崩塌的次数最多;而在勐卯镇、姐相乡、户育乡均有不稳定斜坡发生。

1.2 地质灾害易发区划分

地质灾害危害性易发区的划分必须考虑地形地貌、岩土体的完整性, 以定性分析为主、定量分析为辅的基本原则, 根据调查区地质灾害形成的地质环境条件、发育特征及影响因素, 确定对本区地质灾害易发生具有重要作用或直接关系的地质灾害点密度、岩土体类型、地质构造、地形地貌、生态植被及人类工程经济活动6个因素作为易发性分区的重要评价因子[6]。先按单一灾种进行易发性分区, 然后根据地质灾害现状和发展趋势再进行综合性分区, 将区内地质灾害易发性划分为高易发区、中易发区和低易发区三类, 7个地质灾害易发评价区 (图2) 。其中高易发区4个, 占全市面积的22.89%;中易发区1个, 却占到全市面积的54.43%;低易发区2个, 占全市面积的15.78%;剩下的为非易发区, 占全市面积6.90%。

2 地质灾害成因分析

地质灾害的发生是由地层岩性、地质构造、地形地貌、气象条件和人类工程活动等多种因素综合作用的结果[7]。

2.1 地形地貌

瑞丽市位于云贵高原西部, 横断山脉的南延部分, 高黎贡山南段西侧, 山脉、河流呈北东、南西向延伸;地势北东高、南西低。地形多以中山中切割陡坡地形为主, 地表沟谷发育。在河流的侵蚀作用下, 易冲沟切割陡坡带, 形成崩塌、滑坡等地质灾害。根据区内地貌成因及形态特征, 市区内地貌主要为侵蚀堆积地貌、岩溶地貌及构造剥蚀地貌三大成因类型, 其中侵蚀堆积地貌占总面积的87.5%;岩溶地貌占总面积的8.9%;构造剥蚀地貌占总面积的3.6%。

2.2 地质构造与岩性组合

瑞丽市域处于滇西褶皱带, 保山临沧断褶带与贡山腾冲隆褶带交接部位, 以龙陵~瑞丽大断裂为界, 北西侧属贡山腾冲隆褶区, 南东侧属保山镇康拗断区, 该区地质构造较为复杂, 褶皱、断裂发育, 山川的展布严格受该断裂的控制, 地层岩石节理裂隙发育, 岩体较为破碎, 风化强烈, 对斜坡岩土体的滑动和崩落起到一定的控制作用。

区域内地层从下古生界寒武系至新生界第四系均有出露, 下古生界寒武系地层广泛分布于测区中北部及东部地区, 为一套变质程度深浅不等的微晶片岩、片岩、混合岩化变粒岩、混合岩化片麻岩、混合岩及混合花岗岩等岩石组成, 具复理石建造;奥陶~志留系仅分布于测区北部, 面积较小, 为一套浅变质浅海相类复理石及砂页岩沉积建造;上古生界二叠系下统沙子坡组分布于东部黑山门、芒棒村一带, 为一套浅海相碳酸盐建造;中生界三叠系上统南梳坝组、石钟山组, 分布于东部瑞丽江北西岸雷夜滚、扎朵一带, 以砂页岩建造为主;侏罗系中统勐戛组分布于东部畹町一带, 为一套滨海相红色建造;新生界上第三系分布于瑞丽盆地北西边缘、北部等红一带, 为一套陆盆型山间盆地含煤亚建造;第四系分布于瑞丽盆地及各沟口部位, 由残坡积、冲积、冲洪积等组成, 为近代松散沉积物堆积。各时代地层的展布明显受构造的控制, 呈北东、南西向展布。各地层岩性的组合、结构特征虽然不同, 风化层厚度各有差异, 但近地表的全~强风化岩土层均构成了较软岩组, 岩土体抗水浸泡、冲刷能力差, 全风化与强风化界面或强风化岩土层与中风化岩土层界面遇水易产生岩土体滑动, 这些地层在多种诱发因素的作用下, 往往容易形成崩塌、滑坡及不稳定地层等地质灾害。

2.3 气候因素

瑞丽市地处北回归线北侧, 太阳辐射较强, 热量丰富, 夏季受西南风影响, 水气丰沛, 湿润多雨;而冬季受南北两侧干暖气团影响, 湿暖少雨, 具有干湿季分明的特征, 属低纬度高原南亚热带湿润性季风气候区。这样的气候对岩体的物理、化学风化作用过程的影响强烈, 导致岩体内部结构的显著变化, 从而形成斜坡地带岩土体软弱带, 为区内泥石流、滑坡等地质灾害的形成提供了有利条件。

降雨是导致地质灾害发生的重要因素之一[8]。研究区降水充沛, 年平均降雨量1409.00mm。降雨主要集中在5~10月, 占全年降雨量的89%, 单点暴雨或强降雨多集中在汛期6~8月, 为地质灾害的发生提供了有利条件。降雨的空间分布上主要呈现北部多南部少的趋势。近年来瑞丽市发生地质灾害频繁, 滑坡、泥石流、崩塌、不稳定斜坡等地质灾害时有发生, 主要是由暴雨或长时间连续降雨引起。

2.4 人类工程活动对地质环境的影响

随着社会经济的发展, 人类对资源环境的利用程度加大, 引起自然生态环境的不断恶化, 对地质环境的破坏所造成的灾害也更加严重[5]。测区范围内人类工程活动主要表现在以下几方面:

(1) 坡耕地。主要分布在近山前湖积台地低丘缓坡地带, 地表均为旱耕地, 以种植甘蔗为主, 植被不发育, 在雨季沟水侧蚀作用下, 两岸谷坡耕地多引发或加剧崩塌、滑坡等地质灾害的发生, 同时引发泥石流灾害, 对坝区农田、村寨构成危害和威胁。

(2) 公路基础设施建设。近年来, 市域内各乡 (镇) 、村寨及瑞丽至陇川县等公路的改扩建工程, 在施工过程中由于边坡开挖过陡, 所产生的弃渣任意堆放于斜坡地带, 雨季期间, 在雨水浸泡、冲刷作用下, 弃渣堆常形成坡面水土流失, 引发路基下滑, 边坡岩土体产生崩塌、滑坡等地质灾害现象, 常造成交通中断。

(3) 矿产资源开发。市域内现有矿山26处 (其中:砖厂粘土矿山8处、采石场16处、煤矿1处、铁矿山1处) , 均为小型, 除煤矿、铁矿采用地下开采, 对地表生态尚未造成较大危害外, 其余矿山均为露天开采, 露采矿山对地表森林植被破坏较大, 采区边坡常引发小型崩滑现象, 目前对环境尚未造成较大范围的危害和影响。

2.5 地震

据区域地震资料, 该区处于龙陵~瑞丽地震带上, 自1611~1976年间, 该带在365年间共发生破坏性地震三十余次, 震源深度25.0~35.0km, 震级多为4~6级, 一般发生在每年5~9月份的雨季;1966年9月19日13时至10月10日的22天中, 共记录到大小地震355次, 其中4~4.9级7次, 5.0级以上3次, 余震丰富, 烈度偏高, 波及范围广。这些地震对该区地质灾害的发生具有一定诱发性。

3 地质灾害对农业生产的危害

3.1 对农户及村庄的危害

瑞丽全市总人口20多万人 (2011年底) , 居住着傣、景颇、德昂、傈僳、汉、回、苗、彝、壮、哈尼等十多个民族, 其中少数民族占人口总数的39%。市域内以农业为主, 工业基础薄弱, 农业人口占60%。瑞丽市地质灾害主要发生在人口活动密集的区域, 并且有逐年增加的趋势。该市历史上已经发生多起地质灾害造成人员伤亡的事件, 1988年1月, 3天连续降雨260mm, 山区边坡出现塌滑, 沟谷形成泥石流山洪, 被水困26个村寨1601户10181人。2004年7月4~5日, 全市普降暴雨, 且持续时间长, 造成瑞丽市及其周边县市共18人死亡, 24人失踪。频繁发生的地质灾害使农户的人身安全和家庭财产受到很大威胁。因躲避灾害而进行的住房搬迁不仅给当地居民的生产、生活带来不便, 甚至使贫困人口的经济状况更加恶化[9]。

3.2 冲毁农田及农作物

瑞丽市现有耕地225122亩 (山区92673亩、坝区132449亩) , 人均耕地面积1.36亩, 农作物以水稻、小麦、玉米、豆类为主, 经济作物为橡胶、咖啡、甘蔗、胡椒、砂仁、茶叶、菠萝、香蕉、柑桔、柠檬等, 其中水稻、甘蔗和茶叶已成为云南省农业经济的重要组成部分。地质灾害的发生对有限的农业资源产生了破坏, 使可耕地面积减少, 农作物的产量降低, 从而导致瑞丽市的经济受到影响。其中对农田及农作物危害最严重的地质灾害是滑坡和泥石流, 1976年5月31日~6月1日两次暴雨, 弄岛地带大片稻田受淹, 总产量比1975年减少140万斤;1983年8月1~2日、24~25日, 连续两次降暴雨, 瑞丽江上游洪水猛涨, 全市受淹51199亩, 其中:水稻受淹36000亩, 无收成7025亩, 被掩埋947亩, 甘蔗被淹7066亩, 两次重复受淹面积15199亩。此外人为的破坏造成植被减少, 水土流失严重, 土地贫瘠, 也造成了农作物产量的下降。

3.3 摧毁道路、桥梁、水利等基础设施

瑞丽市交通尚较方便, 各乡 (镇) 之间均有公路相连, 乡村之间有简易公路相通, 桥梁、水利设施较为完善。水利工程的建造不仅对农业生产发展带来帮助, 也保障了区域内人们的生活用水。但由于地质灾害的频繁发生, 造成基础设施受到一定程度的损坏, 影响了人们的出行和生活用水等方面, 给人们生活带来不便的同时也阻止了本区农业生产的发展。2004年7月4~5日, 全市面上普降暴雨, 且持续时间长, 降雨强度突破了解放以来的日降雨量极值, 降雨量达132.4mm, 造成瑞丽全市18145人不同程度的受灾, 部分农田被毁, 冲毁桥涵23座, 冲毁道路3271m, 城乡公路坍方236处, 冲毁堤防决口14处180m, 毁坏堤防44处448m, 损坏人畜饮水取水坝6座, 水池5个, 冲毁引水管道4200m, 造成直接经济损失3080万元。

4 防治措施

地质灾害防治是以预防为主, 避让和治理相结合, 根据地质灾害危害大小、规模、发展趋势及防治效益等因素, 分别采用不同的地质灾害防治措施。

4.1 监测预防

加强地质灾害的调查和监测工作, 建立县、乡、村三级地质灾害群测群防网络, 实行防灾责任制。加强宣传工作, 强化减灾意识, 对重要地质灾害点以专业队伍为主, 群众配合进行定期或不定期调查和监测[10]。对新建公路、桥梁等基础设施应进行地质环境调查和评价, 确保其建设安全, 并提高气象部门预测的准确性, 做好灾害性天气的预防工作。

4.2 科学治理

治理工作应因地制宜, 讲求实效, 区分轻重缓急, 逐年实施, 长期坚持, 以保证以较少的投入, 获得较好的综合治理效益。对已判明的滑坡和不稳定斜坡, 可采用一定的措施;除长期监测以外, 也可以利用排水措施来提高斜坡的稳定性或者直接采取清除滑体的方法来消除隐患。对于山区地段治理难度和治理费用较大的地质灾害一般尽量采用避让方式。因此对位于该类地质灾害体上的居民和单位, 一般采取永久性搬迁的方式来避免地质灾害的危害。

4.3 生物防治

平和县典型地质灾害点形成机理探讨 第4篇

关键词:库岸地质灾害;机理分析;整治措施

中图分类号:P642 文献标识码: A 文章编号: 1674-0432(2014)-04-64-2

水库开始蓄水以后,库区边坡的自然条件发生显著改变,库岸边坡的稳定性一般趋于恶化。蓄水前处于稳定状态的某些边坡,由于水库蓄水而出现变形破坏,严重的可能对国民经济和人民生命财产造成巨大的损失。长期以来,国内外许多专家学者致力于此类研究,并取得了良好的结果。邓建辉等研究了清江隔河岩水库左岸茅坪滑坡复活机制及治理的可行性,陈松等对三峡库区童家湾滑坡蓄水以来的稳定性进行了评价并提出了相应的防治工程,祁生文等对盘石水库泄洪洞、导流洞进出口高边坡进行了稳定性分析。文章通过对湖南省慈利县关门岩水库蓄水后库岸边坡变形机理研究,提出了相应的整治措施。

1 关门岩水库概况

关门岩水利水库工程位于湖南省慈利县境内娄水中下游,江垭水力枢纽12030米,是一座以发电为主,兼有旅游和航运等综合效益的水利枢纽工程。大坝为砼闸坝,顶底最大高差30.9米,正常蓄水位126.5米,总库容2540万立方米,电站机组于2007年8月并网发电。水库位于澧水一级支流娄水中下游,水库回水长度11000米,库区地貌类型主要是低山丘陵槽谷以及低山齿峰单面山等。库区位于武陵雪峰隆起带的东北段中部的桑植复式向斜中。库区地层分布主要为中生界三叠系中统巴东组地层,零星分布着侏罗系中统和第四系地层。

2 库岸地质灾害情况及损失

通过实地调查,共查清关门岩水库两岸地质灾害共8处,其中滑坡灾害7处,由库水浸润引起的地面不均匀沉降1处,共造成房屋全毁12间,房屋变形129间,直接经济损失100万元。地质灾害未来威胁172人、房屋200间的安全,潜在经济威胁约300万元,另外库区蓄水还将威胁到沿库公路及其他公共设施的营运安全。

3 库岸地质灾害成因分析

3.1 地应力重分布

经过长时间的应力调整,库岸边坡在蓄水前,已基本达到平衡。但是水库蓄水,库水位的变动,使这一应力平衡遭到破坏。水库蓄水时,库岸边坡岩土体受力状况已改变,此时,坡面被加载静水压力,此力有利于库岸边坡的稳定,但是处于水下的透水边坡还将承受浮托力的作用,浮托力将使坡体的有效重量减少,这对边坡的稳定不利,在这些力作用下,坡内每一点的应力状态将会得到改变,往有利于应力平衡方向发展,造成边坡变形。水库排水时,库岸斜坡岩土体内每一点均处于卸荷状态,某些节点由先前蓄水的压应力变成了卸荷状态的拉应力,在拉应力作用下,库岸斜坡发生变形,从而导致库岸地质灾害的发生。

3.2 水库水位抬升地基土软化

现调查的灾害点均坐落于由三迭系巴东组下段的中厚层红色泥岩、细砂岩,夹薄中层状砂质泥岩分布区。其岩性易风化、力学强度低、遇水易软化呈可塑状,表部多为强风化层。水库建成蓄水后,地下水水位抬升、低洼处地表水径流不畅产生滞水,致使库岸周边红色泥岩、细砂岩,夹薄~中层状砂质泥岩在库水、滞水长期浸润作用下软化呈可塑状,降低了岩土体的承载力、粘聚力和摩擦角的大小,即岩土体松散变软,在重力的作用下,从而易诱发房屋基础及附近出现不均匀沉降现象,导致房屋、屋坪及附属建筑物开裂、地面沉陷,房屋受损。

3.3 水库水位变动造成库岸边坡蠕滑

由于水库不断的蓄排水发电,致使水位不断的波动。高水位期,库岸边坡受水浸润、坡积层饱水带孔隙水压力增加,部分碎屑岩软弱夹层湿水软化和部分人工填土层湿陷;同时水库水位退水期间,调查区库岸部分斜坡坡积层中发生潜蚀或者碎屑岩软弱夹层软化夹层引起部分坡积物或风化岩层发生蠕滑或移动,使库岸斜坡变形。

4 库岸地质灾害稳定性评价

关门岩水库蓄水发电距今已有6年,库岸斜坡应力调整仍然处于旺盛阶段。由于库岸边坡地层是由三迭系巴东组下段的中厚层红色泥岩、细砂岩,夹薄~中层状砂质泥岩组成。其岩性易风化、力学强度低、遇水易软化,故在今后的一段时间内,库岸斜坡有可能进一步变形。关门岩库区为低山丘陵地貌,斜坡坡角较缓,库区左岸坡下覆基岩多为顺层,且一般情况下,下覆基岩倾角小于与原始斜坡坡脚,这种状况下,往往易发生滑坡,再加上库水作用下,未来发生滑坡的可能性较大。随着库区两岸的经济发展,相关部门准备对库区进行旅游开发,目前已投入大量资金大兴土木,在工程施工过程中,对边坡的开挖,也是对库岸边坡稳定性极为不利。综上所述,在未来一个相当长的时间内,关门岩水库库岸部分地段还是处于不稳定状态(见图1)。

5 库岸地质灾害防治措施

5.1 消除或减轻水的作用

库岸边坡病害的发生和发展常与水的作用有密切关系。在库岸边坡中,水的作用尤为明显,而且往往是导致边坡变形的主要因素。因此,在对病害库岸边坡进行整治时,要特别注意采取措施消除或减轻水对边坡的危害作用,其目的是:减少渗透水压力;减轻水对岩土体的软化和溶蚀分解等作用;消除或减小水的冲刷或浪击作用。治理方法可分阻排地下水,阻排地下水和防止水对库岸边坡的冲刷与浪蚀作用,现分述如下:

5.1.1阻排地表水 对于建筑物所在地段的病害边坡,变形破坏坡体以外的地表水,以拦截旁引为原则;变形破坏坡体以内的地表水,则以防渗,尽快汇集排走为原则。具体措施:在病害边坡变形破坏坡体外,设置一条或多条环形截水沟,拦截旁引地表径流,阻止地表水流入变形破坏坡体以内;建筑物区的未明显变形的病害边坡,可利用旁山公路和削坡平台马道的内侧,设置截水沟,分级拦截旁引地表径流;在变形破坏坡体内,充分利用自然沟谷,布置成树枝状排水系统,汇集旁引地表径流;在边坡湿地或泉水出露处,设置渗沟及明沟等引水工程,将水排走,以减少水对边坡或变形破坏坡体的危害,为防止库水或地表水渗入坡内,可采用铺盖阻水。

5.1.2阻排地下水 由于水库蓄水使边坡的水文地质条件发生显著变化,影响边坡的稳定。对于可能滑动的库岸边坡,地下水的活动常是影响边坡稳定的主要原因,治理时,一般都采取排水措施,以降低地下水位,消除或减轻静、动水压力或地下水对于软弱带软化作用的影响。

5.1.3防治水的冲刷与浪蚀 边坡前缘因流水冲刷移区部分起支撑作用的岩土体或使顺坡的易滑软弱结构面暴露临空,常导致边坡变形破坏,此时可用浆砌片石贴在坡面保护边坡;可以修建导水墙用以疏导高速水流,使水流通畅,以免直接冲刷边坡;为了改变库水流向,避免直接冲刷边坡,有时可在上游修建丁坝。

5.2 改变边坡力学平衡条件

对于滑动变形边坡,边坡变形破坏的基本原因,是坡体的滑动力大于抗滑力,因而破坏了边坡的力学平衡条件。因此,为提高边坡抗滑稳定性,可以采取措施,增大抗滑力,减少滑动力,改善边坡的力学平衡条件。

5.2.1削坡 有些高陡的岩石边坡,不存在顺坡向的不利结构面,仅因岩体受节理裂隙切割,较为破碎,有可能产生崩塌落石等局部失稳现象时,可采取剥除“危岩”削缓边坡顶部的治理措施,有些通向缓倾层状结构边坡,或过陡的土质边坡,可消缓边坡坡度,减小滑动体的厚度,以减小滑动力。

5.2.2减重反压 减重反压的治理方法,主要用于推移式滑动变形的边坡。减重就是挖除滑体上部的岩土体,减少上部岩土体重量造成的下滑力。反压则是在滑体的前部抗滑地段,采取加载措施以增大抗滑力。

5.2.3抗滑结构 抗滑结构是目前较广泛使用的治理边坡病害的措施,借助于抗滑结构本身重量或抗滑结构与岩土体相互作用,来增大抗滑力,如抗滑挡墙,抗滑桩,锚索或预应力锚索等。

6 结语

库岸主要为中生界三叠系中统巴东组地层,水库蓄水引起岩土力学强度参数降低,进而引发库岸边坡地质灾害。

通过现场调查及稳定性分析,造成关门岩水库库岸地质灾害的主要原因为地应力重分布、水库水位抬升地基土软化、水库水位变动造成库岸边坡蠕滑。

可通过工程措施可消除或减轻水对岸坡的作用、改变边坡力学平衡条件达到稳定岸坡的目的。

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