试析水文及工程地质勘察在滑坡灾害治理工程中的应用

摘要：山地滑坡是在山体长时间形变并累积至临界点之后突然发生崩溃所形成的地质灾害，一般为瞬间发生，预测难度较大，从地质学的角度来看，其属于突然性的地质灾害。针对其进行治理时，水文及工程地质勘察属于重要基础，为了提升滑坡灾害的治理效果，需要积极优化水文及工程地质勘察在其中的应用措施，所以本文主要针对水文及工程地质勘察在滑坡灾害治理工程中的应用，以供参考。

关键词：水文地质条件；工程地质条件；勘察；滑坡灾害；治理工程

       滑坡灾害属于自然界中较为常见的一类灾害，多种因素能够对该情况的发生起到促进作用，进而导致一定区域内人民群众的生命财产安全受到威胁。针对滑坡灾害进行治理，需要首先充分了解当地的水文地质条件和工程地质条件，方能够合理规划治理方案，所以相应的勘察工作十分重要。为了提升滑坡灾害治理工程中水文及工程地质勘察的应用效果，需要开展相关的研究工作。

1 滑坡概况

1.1 滑坡形成机理

部分地区将山体滑坡称为“地滑”、“走山”、“垮山”等，其属于多方面因素共同产生作用的结果。在通常情况下，滑坡灾害的形成机理包括以下：（1）地形条件：需要斜坡具有一定的斜度，公路的边坡、山角开阔的山坡或是海洋、江湖的斜坡，此类型区域发生滑坡灾害的可能性均相对较大；（2）地震：在地震震级较高时，能够导致斜坡土石的内部结构发生变化，使其结构面张裂并逐渐松弛，进而引起滑坡灾害；（3）地下水位上升、雨水渗入、河流冲刷：以上几项情况能够导致岩土体自重增加，同时滑体发生软化，所以易出现滑坡情况；（4）坡脚开挖：能够导致斜坡底部支撑力严重下降；（5）采矿：长期持续的采矿活动易导致地下岩体的连续性和完整性受到破坏，也就易导致相应区域出现沉降甚至塌陷，由此，山体能够逐渐向下方滑动，并引起滑坡灾害^[1]。

1.2 当前我国滑坡情况

根据中国科学院山地灾害研究所的统计，目前我国新老滑坡的数量超过30万处，达到灾害性的滑坡情况接近2万处，波及范围达到20个省和自治区，其中包含的县、市超过300个，受影响的人口超过350万，同时，300万亩左右的农田、100万间左右的房屋均面临着潜在危险。根据实际情况来看，我国滑坡情况基本集中于四川、云南、贵州、青海、西藏、陕西、甘肃、宁夏8个区域，目前为止，我国范围内最严重的一次滑坡灾害发生于四川省。2008年5月12日，四川省绵阳市安县高川乡泉水村的西北侧，发生特大型的滑坡事件，滑坡体积多达7.42亿m³，其所形成的堰塞坝，高度接近700m。此次滑坡灾害发生的原因，即为四川省的8.0级大地震，可见地震是导致滑坡灾害出现的主要原因之一。

2 水文及工程地质条件特点

针对某滑坡灾害发生率较高的地区，开展水文地质条件以及工程地质条件的勘察工作，经过总结，特点主要如下：

2.1 水文地质条件特点

该地区具有水资源丰富的特点，省内连续多年的全年降水量超过1200mm，同时水系众多，水资源总量约为2200亿m³。该地区的边坡岩土层以坡积粉质黏土层为主，同时也包含全风化泥质粉砂岩、残积粉质黏土层和强风化泥质粉砂岩，其中残积粉质黏土层和坡积粉质黏土层属于弱透水层，另外两者则属于中-弱透水层。同时，地下水包含两个类型，分别为松散岩类孔隙水和基岩裂隙水，前者主要存积于坡残积土中，大气降水补给为该类型地下水的主要来源，但是因为坡体较陡，补给量较小，同时径流路径较短，所以基本处于即补即排的状态当中，而基岩裂隙水存积于基岩裂隙内部，能够对边坡稳定性产生影响^[2]。与此同时，但是该地区的水文条件较为艰难：（1）该地区内部诸多区域存在水资源与耕地、人口等经济发展要素严重不匹配的情况，坝区在全省土地中的占比约为6%，但其中耕地占据全省耕地的比例为40%，而其中可应用的水资源在全省仅占5%，且该省内诸多区域存在严重的缺水问题，重要经济区范围内的人均水资源量为700m³左右；（2）受到气候条件和地形环境的影响，水资源的时空分布十分不均匀，雨季降水量可以达到全年总量的至少80%，而旱季降水量仅为10%~20，所以时常出现水灾、旱灾交替发生的情况，并且灾害强度大、灾害频率高、持续时间长、影响范围大、损失程度深的特点，防汛救灾和抗旱救灾的形式均较为严峻；（3）该地区存在水环境承载能力差、水生态环境脆弱的情况，防污治污的任务十分艰巨^[3]。

2.2 工程地质条件特点

以工程地质分类为基础，该地区的岩土类型主要包括坡积粉质黏土层，同时也包含全风化泥质粉砂岩、残积粉质黏土层和强风化泥质粉砂岩，并且，按照岩石的风化程度、力学性质，以“自上而下”为依据针对其划分层次，主要如下：

（1）第四系坡积层

粉质黏土以粉粘粒为主要成分，黏性一般，其中含少量碎石，含量在5~10%之间，粒径在3~6cm之间，整体分布不均匀，属于坡积土，在该地区广泛分布，各孔隙均能揭露至该层，揭露厚度最小为0.9m，最大可达6.8m，平均为3.39m，同时层底标高范围是149.9~171.0m，层顶标高范围是152.4~174.2m。

（2）第四系残积层

粉质黏土以粉粘粒为主要成分，土质纯度较高，但韧性不足，干强度一般，属于残积土，在该地区广泛分布，大部分孔可揭露到该层，揭露厚度最小为0.9m，最大可达8.1m，平均为3.32m，同时层底标高范围是143.4~168.4m，层顶标高范围是149.9~171.0m。

（3）白垩系上统灯塔群

全风化泥质粉砂岩：岩芯为坚硬土著柱形态，岩芯采取率较高，土质均匀，其中主要为粉质黏土，夹杂粉砂，使用合金钻头进行干钻，可以钻进，大部分孔可揭露到该层，揭露厚度最小为2.1cm，最大可达13.3cm，平均为6.31m，同时层底标高范围是137.0~159.6m，层顶标高范围是143.4~163.4m^[4]。

强风化泥质粉砂岩：原岩结构基本已经完全受到破坏，矿物成分变化明显，同时岩石风化程度严重，岩芯呈碎块状，使用合金钻头进行干钻，可以钻进，大部分孔可揭露到该层，揭露厚度最小为3.6m，最大可达19.2m，平均为8.7m，同时层底标高范围是136.8~151.6m，层顶标高范围是142.5~160.0m。

3 以水文及工程地质勘察为基础的滑坡灾害治理措施

3.1 支护

根据该地区的具体情况，将5种形式的桩板墙分别布设于滑坡前缘，其中A型桩板墙布设3根抗滑桩，B型布设2根抗滑桩，C型布设2根，桩长度为7.0m，直径为1.0×1.2m，相邻两桩之间的距离为6.0m，锚固段长度为3.0m，同时D型桩板墙布设抗滑柱1根，E型桩板墙布设抗滑柱1根，二者桩长均为5.0m，直径1.0×1.2m，相邻两桩之间的距离为6.0m，锚固段长度为2.5m。并且，应该在抗滑桩之间放置桩间板，A、B、C三种类型的桩板墙，其抗滑桩之间的桩间板高度和厚度分别应为4.0m和0.25m，D、E两种类型桩板墙，其抗滑桩之间的桩间板高度和厚度分别应为3m和0.25m，且全部抗滑桩以及中间板，均以C30混凝土为主要原材料。在桩板墙的强度超过设计强度的80%以后，可针对其实施板后反压夯填操作，且必须将回填密度控制在85%以上^[5]。

3.2 排水

针对板墙的板身，在地面以上至少50cm的位置，应设置泄水孔，泄水孔之间的水平间距应控制为2.0m，施工过程中，需要首先预埋PVC管，PVC管规格应为5.10mm，同时将泄水孔坡度设置为5%，进行夯填操作时，应采用砂砾或卵石土为主要原材料，卵石粒径最大可为8cm，也可根据实际情况选用其他透水性较好的材料。针对泄水孔的进口位置，为了避免积水渗入到基底内部，应该设置反滤包。在桩板墙前侧，还应设置排水沟，其长度为56m，沟底宽度为0.4m，整体深度为0.5m，使用C20混凝土进行浇筑，浇筑厚度通常为0.2m，还应针对桩间板段进板侧位置设置一坡度为10%的防冲刷层，其混凝土浇筑厚度应控制在0.2m^[6]。

需要注意的是，应该针对滑坡上存在的全部裂缝实施充填夯实处理，并且在充填之前，应该首先彻底清理裂缝内垃圾、杂物、尘土等，并沿裂缝走向将其开挖成为深度为0.3~0.4m、宽度为0.5~1m的梯型沟槽，使用黏土作为充填的主要原材料，黏土铺设厚度范围在0.3~0.4m之间。

4 滑坡预防措施

4.1 河道滑坡预防措施

4.1.1 加强综合处治

如果河道沿线堤防基础周边河塘数量较多，其中诸多处于暴露状态，且有部分位置在地表之下，针对其进行处置，则应首先将其中的腐殖质和淤泥质彻底清除，再进行黏土回填并夯实，以提升夯填强度。如果河道沿线已经出现软弱土层塌陷病害，则应以河塘实际情况为基础，针对沿线河塘实施淤泥清理操作，之后换填，换填材料为混凝土，铺设厚度至少为1m，确认混凝土凝固以后，再填筑堤防，以能够针对河塘基础底部构成应用效果良好的保护层，使淤泥质土层可以在保护层的作用下更加有效的承受上部土体的荷载，也就可以降低滑坡灾害发生的概率。

4.1.2 严格落实施工要求

在针对淤泥质土层实施河道开挖施工以及堤防填筑施工的过程中，受到施工荷载影响，边坡滑坡的概率较大，所以施工过程中必须严格落实各项施工要求：（1）按照自上而下的顺序开挖河道土方，并且应该分层开挖，严格禁止倒序施工，且开挖过程中应注意保持排水效果的良好，避免边坡稳定范围内出现积水；（2）全部开挖操作均必须符合施工图纸中的要求；（3）进行换填土时，应采用分层夯实的模式，同时对施工速率进行合理控制；（4）如果开挖过程中发生土体滑动或是不明开裂现象，必须立即暂停施工，并针对边坡的变形情况进行观察和记录。

4.2 公路滑坡预防措施

如果高速公路的修建必须穿过滑坡体，则不可针对滑坡体抗滑地段进行挖方。且应在滑坡体的主滑以及牵引地段进行填方，以根据实际情况合理进行加载或减载处理，从而可以适度调整下滑力和抗滑力，也就可以提升滑坡体的整体稳定性。在开展边坡设计工作时，应该针对坡形、坡率、坡高等进行严格控制，使坡率与原地表坡率尽可能接近，同时还应该加强坡面防护施工，尽可能减少降水对于坡脚和坡面的冲刷，其中可以采用修筑支挡工程的方式优化滑坡体的受力平衡，并提升滑坡体的稳定性。还需要针对适当的位置设置排水截水工程，以促使滑坡体之外的水分能够尽快排出，并避免水分下渗并导致滑坡体稳定性下降。针对滑坡体的内部，则应设置平孔、盲沟、竖井等，使滑坡体和滑动带中的含水量尽量减少，以提升其中的抗滑能力，并减少自重以及下滑力。一般来说，截排水工程中主要包括地表排水沟、外围截水沟、内部排水沟以及排水廊道等多种模式。

并且在修建高速公路时，应该尽可能避免针对滑坡体设置临时设施，且不可将施工材料或是土方大量堆放于滑坡体的中上位置，以避免滑坡体的整体受力平衡状态受到影响，进而导致其出现失稳下滑情况。并且，进入到高速公路施工阶段以前，应该首先设置排水设施，根据实际情况设置永久性或是临时性的设施均可，以避免施工过程中的施工用水、生活用水与天然降水共同下渗到滑坡体中，并影响其抗滑强度。

5 结束语

滑坡灾害能够产生严重的不良影响，进行水文地质条件勘察和工程地质条件勘察，有利于充分了解相应区域内的特点，也就有利于针对滑坡灾害进行有效治理和预防，所以应该根据相应地区的地质条件采取合理的滑坡灾害治理措施，并提出预防措施，以减少滑坡灾害的发生次数。

参考文献

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（本网站所发布的论文为2023年西部地经网学术年会征集到的论文原稿，以供交流分享，论文的真实性和合法性由作者自行负责。）