區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查的實踐研究

吳文剛

（貴州省地質礦產勘查開發局101地質大隊，貴州 黔東南 556000）

區域水文地質條件以及地質災害防治工程勘查一直以來都是地質勘查工作中一項重要內容，其勘查目標主要包括以下幾點：一是查清自然環境、地質環境條件；二是查明區域水文地質災害的分布、規模、變形破壞現象、危害對象等；三是分析區域水文地質災害形成的影響因素；四是分析其發展趨勢與破壞模式；五是建立合理的地質模型和計算模型進行穩定性評價；六是提出供滑坡防治的巖土體物理力學參數地質建議值；七是提出可行的防治方案建議，為防治工程施工提供科學依據。區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查對區域水文地質災害防治具有重要的勘查意義，為此本文提出區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查的實踐研究。此次以黃平縣且蘭醫院滑坡防治工程為實例，黃平縣且蘭醫院滑坡位于黃平縣新州鎮（城關）十里橋村且蘭醫院后緣（南東側），距縣城中心直線距離約1.7Km，有S306省道從滑坡前緣（北西側）經過，交通條件便利。滑坡區地理坐標為：107°54′35.20″-107°55′52.71″、北緯26°54′51.74″-26°56′1.20″（WGS-84），結合該工程勘查工作對區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查進行實踐研究[1]。

1 區域水文地質災害特征及成因機理

根據資料以及工作經驗，區域水文地質災害主要以滑坡現狀變形為主，主要集中于滑坡前緣和后緣，變形方式為后緣多級拉張裂縫，前緣擋土墻裂縫、地面鼓翹、建筑物墻體裂縫[1]。區域水文地質災害主要受地形地貌、地層巖性等因素共同作用控制的結果，滑坡所在地形為一左右緣高，中間低的負地形，且具備較大的匯水面積，地形上為一集水區域，在地表水及地下水的長期侵蝕下，滑坡坡體土常年飽水軟化，對其抗剪強度產生了較大的不利影響[2]。滑坡區巖體為志留系翁項群頁巖，該巖體強度低，透水性差，為相對隔水層，在強降雨等不利條件下，大氣降水部分下滲進入滑體形成孔隙水，孔隙水滲透至下伏巖土接觸面后，由于頁巖隔水，水體便沿巖土接觸面發生面流，并向低洼處匯流，孔隙水在徑流面流過程中，一方面對滑體產生動水壓力，增大了滑體的下滑力；另一方面造成滑體飽水軟化，并軟化了下伏土層與強風化頁巖接觸面（滑移面），導致滑體抗滑力降低。

區域水文地質災害誘發因素主要為暴雨作用和工程活動。暴雨是誘發滑坡變形破壞的主要因素之一。因滑坡體四周高，中間低，為一匯水集中區，在強降雨等不利條件下，代表水體一方面對滑坡體造成侵蝕破壞，造成滑坡體飽水軟化，抗剪強度降低；另一方面，地表水下滲形成地下水，沿巖土分界面形成面流，并向低洼處匯流，造成滑移面飽水軟化，抗剪強度降低，同時，地下水面流形成的動水壓力進一步增大了滑坡的下滑力。工程活動主要表現于滑坡前緣和坡面，滑坡前緣建筑以及公路建設過程中，對滑坡前緣切方開挖，形成了高陡切方邊坡，改變了滑坡應力分布，形成了有利剪出口，對滑坡體滑移變形破壞提供了有利條件[3]。滑坡坡面主要為水田，水田常年蓄水，水田蓄水在滲漏進入滑坡坡體后，將導致滑坡滑移面及滑體抗剪強度減小，并增大了滑體自重，對滑坡滑移破壞提供了有利條件。綜上所述，區域水文地質災害滑坡發生變形破壞為自然因素和人為工程、農耕活動綜合作用導致。

2 區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查實踐

通過實地詳細勘查，工程地質測繪，勘查、試驗測試、收集區內已有的地質基礎數據等方法，并對黃平縣且蘭醫院水文地質災害的危險性、穩定性進行模型化定量評價，確定科學合理的治理方案，進而對滑坡體進行可靠的治理，保障人民生命財產的安全。采用的勘查手段有地形測量、地質災害測繪、鉆探、探井及巖土試驗等，以下將對黃平縣且蘭醫院滑坡防治工程勘查實踐進行詳細分析。

2.1 地形測量及測繪

本次地形測量采用天寶GPS-RTK和中海達GPS-RTKV30實測地形點和地物點，測區布設了GPS（E）級點2個，如下表所示。

表1 GPS點坐標、高程統計表

嚴格按照1:1000地形圖及相關行業規范來進行測量和編制。該項目以E級控制點K1、K2作為起算點，經現場解算校正，該控制點精度能滿足本次地形測量的要求。地形測繪采用實測1:1000地形圖做手圖，重點調查測繪滑坡體的巖土構成和地表裂縫等變形特征的發育情況，并繪制在地形底圖上。

表2 巖土物理力學參數指標表

2.2 鉆探采集水文地質樣品

黃平縣且蘭醫院滑坡防治工程勘查實踐采用了鉆探技術，利用鉆探技術獲取黃平縣且蘭醫院水文地質樣品，為保證鉆探工作的地質成果資料的準確性，此次采用JIHD-ASD4型號鉆探機進行鉆探施工，在鉆探過程中嚴格控制回次進尺，土層不大于0.50m，巖石不大于1.50m。鉆進過程中嚴格控制沖洗液量，土層鉆進采用干鉆，基巖鉆進采用小水量鉆進，巖芯采取率＞75%。為進行大容重實驗，布置探井工程6個，探井孔口呈正方形，寬2.0m，深2.5m。現場采集土樣9件、巖樣6件（其中巖樣為鉆孔內取樣，滑帶土由于厚度較淺，加之鉆探工藝的局限性，很難鉆孔內取樣），并通過室內試驗測試各土樣、巖樣的物理力學參數及腐蝕性指標，為災害體穩定性計算及設計提供可靠的物理力學指標。室內土樣測試指標為含水率、天然密度、孔隙比、飽和度、液限、塑限、抗剪、壓縮模量等；巖樣測試指標為重度、單軸飽和抗壓強度、直剪。土樣及巖樣皆在坡面、鉆孔內采取，并及時密封與送檢。

2.3 區域水文地質條件分析

經鉆探樣品實驗測試，根據出露的地層巖性及地下水含水介質賦存特征，黃平縣且蘭醫院地下水類型可分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩大類。松散巖類孔隙水賦存于第四系殘破積含塊石、碎石粘土中，該含水巖組分布于整個斜坡，厚度2.75m～10.23m，受降雨影響較大，一般透水不含水，本次鉆探過程中，在該層未發現穩定地下水位。但在強降雨期間，勘查區地形條件易于集水，基巖為隔水層，該層土體易處于飽水狀態。本次在滑坡前緣發現兩處泉點（Q1、Q2），兩處泉點均為季節性下降泉，泉水均來源于松散巖類孔隙水，降雨期間，Q1流量約0.3L/s、Q2流量約0.5L/s，旱季時期，該兩處泉點干涸。除此之外，滑坡體及附近未發現泉涌現象。根據現場調查詢問，Q1和Q2兩處泉點均系且蘭醫院宿舍樓后緣（南東側）擋墻修建完成后出現，推測其形成原因為，因擋墻泄水孔排水不暢（調查期間，擋墻泄水孔多處于堵塞狀態），同時擋墻所在區域為易集水的溝谷地形，受擋墻阻水后，地下水逕流向擋墻后緣及左側土體裸露區域排泄，并形成Q1、Q2兩處下降泉點。賦存于志留系翁項群（Swx）頁巖中，大氣降水部分通過土體下滲至基巖裂隙中形成基巖裂隙水，而強風化頁巖長期受地下水的作用易于泥化，沿土層和基巖界面形成滲透性較差的相對隔水層，因此，該含水巖組富水性弱，含水性差。本次鉆探過程中，在該層未發現穩定地下水位，區內未發現基巖裂隙水泉點。

2.4 區域水文地質災害穩定性評價分析

根據以上對區域水文地質條件分析結果，以及鉆探試驗測試結果，得到勘查區域滑體、滑帶等的物理力學參數值，具體如表2所示。

根據上表中風化頁巖飽和單軸抗壓強度標準值為frk=10.56MPa，巖體基本質量等級為Ⅳ類，依據《建筑地基基礎設計規范》（GB50007-2011）第5.2.6條規定，取折減系數=0.1，計算得場地滑床地基承載力特征值。根據各個指標，計算出區域地質災害穩定系數，其計算公式如下。

公式（1）中，Fs為穩定系數；Ri為作用于第i塊的抗滑力；ψj為第i塊段土的內摩擦角；Ti為作用于第i塊滑動面上的滑動分力（kN/m），出現與滑動方向相反的滑動分力時，Ti應取負值。根據上試計算剖面、巖土參數及計算公式，選取計算剖面，去下圖所示作為區域水文地質災害穩定系數計算剖面，如下圖所示。

圖1 剖面計算簡圖

根據選擇的計算剖面以及公式（1）計算結果，確定區域水文地質災害穩定性。根據計算結果，勘查區滑坡發生整體滑動的可能性大，危害程度較大，危險性大，應盡快實施綜合治理方案，以此完成對區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查的實踐研究。

3 結語

本文結合黃平縣且蘭醫院滑坡防治工程勘查實踐資料，對區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查的實踐進行了研究，此次研究對區域水文地質條件及地質災害防治工程勘查的實踐操作具有一定的借鑒意義。