新邵縣DS滑坡地質災害勘查設計方案優化研究

李青燕，符萬鵬

(湖南省地球物理地球化學勘查院， 　湖南 長沙　410000)

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新邵縣DS滑坡地質災害勘查設計方案優化研究

李青燕，符萬鵬

(湖南省地球物理地球化學勘查院， 湖南 長沙410000)

為安全有效治理新邵縣DS滑坡地質災害，通過踏勘和現場調查，全面分析了該滑坡的自然地理及地質概況，確定了勘查設計的目的和范圍，明確了勘查設計的任務和目標。制定了地質調查測繪模塊建立→鉆探設計→槽探、井探設計→地下水觀測和試驗設計→巖石、土工試驗設計共5個環節的勘察設計技術路線，最終圍繞5個設計環節優化研究出了DS滑坡地質災害治理勘查設計方案及細節。該設計方案可以為以后的治理施工提供準確的技術參數和指導。

地質災害；DS滑坡；勘查設計；滑坡治理

0　前　言

近些年來，地質災害頻繁發生，而滑坡是最常見的地質災害之一。滑坡給當地居民的生命財產安全帶來極大的威脅和傷害，因此，社會必須做好滑坡地質災害控制和治理，以減免傷害的發生和擴大。想要有效、合理地控制和治理滑坡，必須深入研究滑坡的各性狀條件，全面優化勘查設計方案。而優化合理的勘查設計方案是獲得治理所需精準參數的前提條件，是確保后期治理效果的技術基礎，因此勘查設計方案的優化研究工作十分重要。

新邵縣DS滑坡(以下簡稱“DS滑坡”)為省級重大地質災害之一，該滑坡于2010年首次發生，2014年又發生了大的變形，2015年后程度逐步加大，現處于蠕滑變形階段，屬于十分危險的地質災害點之一。隨著DS滑坡危害的不斷擴大，為了解DS滑坡的后期穩定性，并有效、合理地治理該滑坡，在治理前期必須全面分析滑坡的各種性質，研究出優化合理的滑坡勘查設計方案。

1　DS滑坡勘查區自然地理與地質環境

1.1自然地理概況

DS滑坡勘查區位于湖南省新邵縣，區內鄉村道路網發達，交通較為便利。

勘查區屬亞熱帶大陸性季風濕潤氣候，四季分明，熱量豐富，雨量充沛。區內多年平均降水量為1233.6 mm，多年平均降雨日數為159.2 d。

1.2地質環境概況

勘查區屬溶蝕剝蝕丘陵地貌，位于抗震設防烈度VI度區，區內為向南西緩傾斜的單斜構造，未見較大區域性斷層。區內出露地層主要為第四系(Q4el+dl)殘坡積層、泥盆系中統跳馬澗組(D2t)粉砂巖段和泥盆系中統棋梓橋組(D2q)灰巖段。

第四系含碎石粉質粘土土體較為松散，水浸泡較易變軟變散，力學強度低，土體穩定性差。泥盆系中統跳馬澗組鈣質泥質粉砂巖淺部為強風化，原巖結構已風化破壞，與第四系接觸面因巖土力學性質、滲透性不同，遇水浸泡軟化土體，降低其力學強度而容易產生滑動。原山坡坡面由于植被破壞、修路取土和建房開挖導致坡體極不穩固。滑坡形態及構成見圖1和圖2。

圖1　滑體、滑帶、滑床界面

圖2　滑帶、滑床界面

2　DS滑坡勘查的目的與任務

DS滑坡勘查的目的是在充分分析已收集資料的基礎上，通過詳細勘查查明滑坡的類型、基本特征、成因及危害范圍；并查明災害體水文地質條件、工程地質條件；提供工程設計需要的巖土力學參數，進行穩定性評價和推力計算，為滑坡治理工程施工提供所需的工程地質資料等。具體任務如下：

(1) 調查并收集勘查區的自然地理資料及以往地質工作成果等資料；

(2) 查明勘查區的水文地質、工程地質、環境地質條件；

(3) 勘查滑坡體的物質組成及結構構造、形態特征、變形特征、變形發育史等，確定滑坡的類型、基本特征、成因和危害范圍；

(4) 查明分析非地質孕災因素(如降雨、地震、沖蝕、人類工程活動等)的強度、周期以及它們對滑坡體穩定性的影響，查明滑坡體發展變化趨勢，進行滑坡危險性預測；

(5) 對滑坡體穩定性進行評價及剩余下滑力計算，定性評價和主勘探剖面計算分析(定量評價)，為治理工程提供準確地質資料，并采取滑體、滑帶、滑床巖(土)樣，進行室內物理力學測試，提供巖土體物理力學參數指標。

3　DS滑坡勘查設計方案

DS滑坡類型：其變形特征主要表現在滑體后緣出現拉張裂縫，兩側出現剪切裂縫，局部有巖土體崩滑現象等。對于DS滑坡的宏觀變形跡象進行分析，初步判斷DS滑坡為小型淺層牽引式土質滑坡，初步定性判斷其穩定性為基本穩定-不穩定狀態。

DS滑坡范圍：工程地質測繪面積約220000 m2，勘查范圍包括前緣部分居民區、公路及農田，鉆探和山地工程的布置范圍為南北向長約135 m，東西向長約270 m，面積約36450 m2。依據滑坡類型和范圍優化確定此次滑坡勘查設計方案路線為：地質調查測繪模塊建立→鉆探設計→槽探、井探設計→地下水觀測和試驗設計→巖石、土工試驗設計等5個環節。

3.1DS滑坡地質調查測繪模塊建立

DS滑坡為土質滑坡，滑體主要構成為第四系含碎石粉質粘土，針對該粘性土滑坡，滑坡地質調查測繪應著重調查以下方面：土層的成因，裂隙的組數、性質、產狀、發育程度及充填情況；地表形態，邊坡開挖情況，地表水和地下水的分布、匯集和排泄情況；土層中的軟弱層、礫石層、結構層、氣候作用層、夾砂層、下伏基巖頂面形態等；當地的降雨量、蒸發、日照、氣溫變化情況。

根據現場實際情況，對于DS滑坡地質調查測繪的模塊建設情況如下：

(1) E級GPS控制測量點3個，1∶500地形圖測量及數字化面積約0.22 km2、1∶200剖面線測量約1.9 km、工程點測量19個；

(2) 工程地質測量1∶200地質剖面測量長約1.9 km，1∶500專項工程地質測量(包括水文地質、工程地質、環境地質同測)約0.22 km2；

(3) 全區共布置勘探線9條，沿縱向主滑方向布置1條主勘探線，在其東側布置1條、西側布置4條輔助勘探線，線距約20～60 m；橫向布置3條勘探線，線距約50 m。

3.2DS滑坡鉆探設計

鉆探是勘探最準確、最重要的方法手段，其主要任務為：確切查明滑體和滑床的地層結構，查找滑動面(帶)和其他軟弱層的位置、物質組成和形狀，確定地下水含水層的層數、位置、埋深、水位變化和涌水量等，采集巖樣、土樣和水樣進行試驗。根據現場實際情況，對于DS滑坡鉆探的布設如下：

共設計勘探鉆孔9個，其中主勘探線1-1'線上布設的4個鉆孔ZK01、ZK02、ZK03、ZK04為控制性鉆孔，鉆探進尺至最低滑動面以下5 m；東側輔助勘探線3-3'線上布設ZK05、ZK06共2個鉆孔，鉆探進尺至最低滑動面以下3 m；西側輔助勘探線2-2'線上布設ZK07共1個鉆孔，4-4′線上布設ZK08、ZK09共2個鉆孔，鉆探進尺至最低滑動面以下3 m。

其中，ZK03、ZK05這2個鉆孔位于擬設支擋處。視滑床作為治理工程持力層巖土體的地質情況，其進入滑床的深度宜為孔位處滑體厚度的1/3～1/2，且應保證施工圖設計階段的需要。

3.3DS滑坡槽探和井探設計

滑坡的槽、井探是鉆探的重要補充。主要用于觀察裂縫走向、傾向、傾角及確定滑坡邊界，同時滿足不擾動樣采樣及變形監測的需要；淺井主要布設在滑坡范圍內進行開挖揭露及采樣，以確定滑坡體的物質組成、滑動特征、進行滑坡體大體積重度試驗及觀察滑體的動態變化，井深超1.5 m時，應注意施工安全，采用C25混凝土護壁，并應隨挖深進行而做地層和地下水描述。

根據現場實際情況，對于DS滑坡槽探、井探的布設如下：

(1) 布設探槽5個，其中，TC01、TC02位于滑坡后緣拉張裂縫處，TC03、TC05位于滑坡西側剪切裂縫處，TC04位于滑坡東側剪切裂縫處，探槽開挖采用2 m×1 m，長度為5 m，目的是查明滑坡周界及揭露、追索裂縫，采取土樣和含水量測試樣等。

(2) 布設淺井5個，其中，QJ01位于東側剪切裂縫附近，QJ02位于滑坡后緣拉張裂縫附近，QJ03位于滑坡前緣剪出口附近，QJ04、QJ05位于滑坡體上，規格為直徑1 m的圓形，深度為5 m，目的是查明滑體組成結構、滑動面(帶)特征、進行大體積重度試驗、采取土樣和含水量測試樣等。

3.4DS滑坡地下水觀測和試驗設計

DS滑坡形成的主要影響因素中包含氣象水文條件，因大氣降水和地下水條件等對DS滑坡的影響較大，故在滑坡勘查設計時需注意地下水的觀測和試驗。

根據現場實際情況，對于DS滑坡地下水觀測和試驗設計如下：

(1) 泉水觀測：在調查DS滑坡范圍附近泉水出露位置、高程、地形地質條件的基礎上，觀測泉水流量和水溫的變化。

(2) 井水觀測：調查DS滑坡附近水井的位置、高程、開挖時穿透的地層和厚度，測定水位、水溫及其變化。

(3) 鉆孔中地下水觀測和試驗：測定9個鉆孔的初見水位和穩定水位，分析地下水與滑坡勘查區地質構造、含水斷裂帶的關系，并與大氣降水觀測相結合分析其補給來源。同時采取水樣進行水質分析試驗，主要試驗項目為簡分析和侵蝕性CO2分析，采樣規格為500～1000 mL。

(4) 水文地質試驗：DS滑坡區內根據實際情況不采用注水和壓水試驗，但應對見水淺井等進行抽(提)水試驗確定涌水量、彼此間的水力聯系及含水層的滲透系數等，為DS滑坡分析及排水工程、治理工程設計提供依據。

3.5DS滑坡巖石土工試驗設計

滑坡巖石、土工試驗是滑坡勘查中的一個重要環節，主要測試巖石和土體的物理力學性質，以滿足滑坡穩定性評價和治理工程設計需要為目的。

對于DS滑坡巖石、土工試驗設計如下：

(1) 采樣設計。在未來需施工的探井、鉆孔中采取滑體、滑帶、滑床及下伏基巖的巖土體。要求樣品直徑(巖芯直徑)不應小于89 mm，高度不小于150 mm，所有樣品及時包裝蠟封并編號填寫標簽。此次要求巖石抗壓試驗和抗剪試驗各9組，滑體、滑帶土樣數量均不宜少于9組，含水量測試樣，不宜少于20組。

(2) 現場試驗設計。現場原位試驗對滑坡上部土體進行10次標準貫入試驗；大體積重度試驗：采用容積法，試坑體積根據土石粒徑或尺寸確定，不宜小于50 cm×50 cm×50 cm，體積可通過注水測量，試坑內巖土體試樣通過稱重法確定，并測定試樣的含水率。在淺井中進行2次。

(3) 室內試驗設計。滑體土室內土工試驗共布置9組，試驗出含水量、密度、重度、孔隙比、天然抗剪強度等九個指標，滑帶土室內土工試驗共布置9組，主要試驗項目為含水量、密度、反復抗剪強度等13個指標；滑床及下伏基巖室內巖石試驗共布置9組，主要試驗項目為抗壓強度和抗剪強度；含水量測試樣室內土工試驗共布置20組，主要試驗項目為天然含水量。

4　結　論

基于滑坡勘查設計方案對治理地質災害的重要技術指導意義，在進行滑坡地質災害治理過程中必須詳細全面了解滑坡的成因、性態、類型和系列物理化學性質等參數，所以勘查設計方案的優化工作十分重要。此次設計方案的研究工作取得的成果如下：

(1) 采用先分析DS滑坡的自然地理及地質概況，確定勘查的目的和范圍，明確勘查的任務和目標，后制定勘查設計方案的方法是十分正確的技術導向。

(2) 制定的具體滑坡勘查設計方案路線為：地質調查測繪模塊建立→鉆探設計→槽探、井探設計→地下水觀測和試驗設計→巖石、土工試驗設計共5個環節，該勘查設計方案十分科學合理。

(3) 通過采用此勘查設計方案得出的施工所需要相關技術參數全面、準確，勘查設計的內容和流程可以對施工起到工作指導和技術參考作用。

(4) 在此次設計研究過程中得出滑坡勘查設計系列重要要求如下：首先必須正確識別滑坡性質，以確定總體的勘查方案及工作路線；其次應重視滑坡的地質調查與測繪，認真分析滑坡的形成條件和原因，判斷目前的穩定狀態和發展趨勢，通過調查可達到滑坡基本定性，這是最重要、最基礎的工作；第三是各個勘探步驟和各環節工作要抓住主要目標；最后必須準確確定滑坡滑動面(帶)位置。

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2016￣07￣15)

李青燕(1981-),男,湖南婁底人,工程師,主要從事地質勘探、巖土施工和地質災害治理工作，Email:519934727@qq.com。