滑坡工程地质与水文地质特征研究

滑坡工程地质与水文地质特征研究

常金祥

陕西省水利电力勘测设计研究院   陕西西安  710001

摘要：众所周知，地质条件不稳定可能诱发滑坡等地质灾害。基于此，研究滑坡地质灾害的防治措施是一项必然之举，而了解工程地质与水文地质特征，则是实现这一目的的关键所在。不同地区由于其自身的地质条件不同，因此滑坡灾害的特征也呈现出较大的差异，相关人员在展开研究时应当选取最适宜的方法，以保证工程地质与水文地质特征研究的可靠性。

关键词：滑坡工程；地质；水文地质特征；措施

1滑坡的危害

与地震、泥石流及崩塌等地质灾害一样，滑坡也是一种常见的地质灾害类型，常见于丘陵和山区。一般而言，滑坡是几大块或整块岩体或土体相继滑动，表现为长期、缓慢、间歇性的滑动，它的过程甚至可以长达几年、几十年。滑坡滑动的岩体、土体是可大可小的，大的可以达到几十万立方米，小的仅有百十立方米，破坏力极大，一旦发生大规模的滑坡，其周围的村镇、交通、农田以及江河等都会受到致命性的破坏，不仅会对广大百姓的生命财产安全造成严重危害，同时还会为国家建设造成严重损失。在世界上，我国是受滑坡影响比较严重的一个国家，我国中南、华北、华东、西北以及西南等地都是滑坡常发生的地区。

2滑坡概述

斜坡在人工切坡、地震灾害、雨雪浸泡、地下水活动以及径流冲刷等诸多因素的影响下，加上重力因素的作用，会形成软弱带或是软弱面，位于切坡上的土体或岩体以分散状态整体沿软弱面顺着斜坡方向向下滑动，这种自然现象即为滑坡灾害。相较于其他国家，我国滑坡灾害发生频率较高且后果比较严重。在我国的古书典籍中就记载了滑坡灾害的相关内容，例如“地移掩村”、“山崩堵江”等。自二十世纪八十年代改革开放以来，越来越多的大规模基础设施建设项目不断涌现，尤其是实施西部大开发战略之后，基础设施建设速度不断提升，机械化建设水平也在不断加强，人为因素对生态和自然产生了广泛且深远的影响，这无形中加大了滑坡灾害出现的概率。与此同时，滑坡灾害反作用于建设工程，由于这一灾害导致工程工期延误进而增加成本投入的情况时有发生，甚至给人们的生命财产安全带来了威胁。基于此，探究滑坡的工程地质和水文地质对降低滑坡灾害危害程度可以起到比较关键的作用。

3常用的勘查技术手段

3.1高密度电阻率法

这种方法主要是指利用岩层的导电特性。在测量电阻率时，在稳定电流条件下，岩层将呈现电流分布规律。此时，技术人员可以利用这一规律判断岩层的内部结构，并在此基础上，结合岩层的内部力学结构，判断是否可能发生滑坡。从原理上讲，高密度电阻率法与普通电阻率法没有太大区别。主要区别在于观测密度不同。我们可以把它看作是点剖面法和电法测量法的结合。其优势主要体现在这些方面。首先，它是方便和高效的。在它的帮助下，勘探任务可以一次性完成。其次，可以进行多极扫描，以更全面地收集勘探数据。第三，实现自动操作，避免人为操作失误。

3.2GPS测量

滑坡地质灾害发生前，通常会有一些预警。例如，边坡层和土层中可能存在一些位移变化。因此，技术人员可以使用先进的手段对其进行监测和预警。例如，GPS地球物理勘探技术可以有效地监测岩层的位移。也就是说，可以在边坡上设置不同的监测点，然后借助GPS设备对监测点的坐标进行连续监测，然后在此基础上绘制坐标滑动趋势图，以便技术人员根据图中所示的滑动条件判断滑坡地质灾害的发生率，提前做好防控工作。

3.3浅层地震影像法

在应用该法时，反射波最佳偏位移技术为其核心技术，在勘查过程中，实施该法进行勘查，会用到折射波、反射波、有规律的面波等，并且不同波的分析自然也是不同的，举个例子来说，折射波比较适合在波组抗差异比较大的条件下应用，工作人员可以按照反射波回传时间上的不同，针对反射界面实施深度分析，并且在其基础上判定出反射界面的实际情况，最后得到滑坡发生的概率大小；而反射波则在浅层基岩层快速探测、覆盖层速度比较稳定的区域中应用，工作人员一颗按照同轴数量特征来分析界面倾角、上覆介质速度等内容。

4滑坡工程地质与水文地质特

本文研究区域位于西北某省，发生滑坡灾害的位置有一条拟建省道，此处的滑坡属大型深层基岩滑坡，拟建省道在其中部穿过，在道路施工开挖和连续多日降水的影响下，省道右端发生了连续滑坡的情况，这对该省道接下来的施工进程和后续投入使用均产生了较大的隐患，基于此，明确该滑坡灾害工程地质特征有着重要的意义。

4.1研究地滑坡现状

该滑坡灾害发生的位置属于丘陵沟壑区，从地势的角度来看，整体呈现出西高东低的态势，滑坡坡脚与滑坡后端边沿顶部平台间的高度差约为140m。从整体来看，这一滑坡表现出轮廓明显、形态清晰的表象，其后端一侧壁体的地形大致表现为圈椅状，滑坡后壁比较明显，滑体的左右两端之间存在着明显的界限。滑坡后壁走势较为陡峭，整体高度分布在5～15m之间，其顶端有若干处崩塌，且在滑坡体后端顶部平台上可以发现有串珠状的若干个大小不一的陷穴。站在平面的角度来看，整个滑坡的形状呈现椭圆形。将与省道平行的方向作为纵向，这一方向上滑坡的长度为470m；将与省道垂直的方向作为横向，这一方向上滑坡的宽度为330m，滑坡滑动的主要方向为56°。从滑坡整体上看，其前段和中段表现出比较平坦的态势，整体的角度大致保持在10°～15°的范围内；滑坡的后段则表现出较为陡峭的态势，其角度大致保持在30°～40°的范围内；滑坡的坡脚位置也比较陡峭，其角度基本保持在20°～40°的范围内，与此同时，在溪水径流不断冲刷下，坡脚位置还存在着若干处崩塌的现象。因为省道施工需要开挖路基，这对滑坡体造成了一定的影响，致使其中段出现了高度不同的边坡，并且其整体土质呈现出松散的状态。因省道开挖路基的影响，加上连续多日降水的作用，致使出现滑坡现象。

4.2滑体岩土特征

通过进行野外钻孔，可获悉滑体相关的岩土特征，主要岩土类别为马兰黄土层以及黄土状粉质黏土层。具体而言，岩土特征主要表现为：

(1）粉质黏土层。这部分岩土的颜色主要为褐黄色，土质均匀性和结构紧实性较差，并且整体呈现出软塑的状态，基本成分为岩性土。

(2）黄土状粉质黏土层。与上一种岩土层相同的是，这一层岩土的颜色同样为褐黄色，土质均匀程度处于一个较高的水准，粘性土是这一层的主要成分，土壤中存在发育状况良好的孔隙，并且有垂直节理，其中还包含有数量不多的钙质结核。这一土层整体状态为可塑—硬塑，部分呈现出软塑状态。

(3）马兰黄土层。这部分的岩土层颜色依旧表现为褐黄色，土质较为均匀，主要土壤成分为粉粒土，与黄土状粉质黏土层相同的是，马兰黄土层中同样存在发育状况良好的孔隙，并且有垂直节理，其中还包含有数量不多的钙质结核。此外，该岩土层中还含有铁、锰质斑点，呈黑色。

4.3滑床岩土特征

在勘探钻孔后可以发现，此处滑坡体的滑床特征如下：浅绿色—青灰色的强风化砂质泥岩是其最主要的岩性，整个岩体的完整性不高，多见层状碎裂结构。滑床的结构主要呈现为层状构造和泥质结构，一些部位由于受到铁质的影响，其质地往往变得更软。

4.4工程钻探

在本次勘查工作中，共投入2台GX-1TD型钻机，钻进方式为回旋取芯，钻孔开孔径为130mm，终孔时的孔径为91mm，完成的钻孔数量为11个，钻探总进尺为194.8m。采用植物胶单动双管钻进的方法钻孔，针对破碎和容易发生垮塌的段落，采用根管钻进工艺，对回次进尺严格控制。土体、破碎岩体和完整岩体的采取率分别为80%～90%、75%～90%和90%～95%。按照顺序对钻孔岩芯进行摆放，及时完成编录和采样工作，使用数码相机拍照。对钻孔初见水位和终孔稳定水位做简易的水文观测，并对钻孔过程中出现的异常现象做详细记录，包括缩径、涌水、漏水、进尺快慢等。本次钻探工作满足相关技术规范和标准的要求。

4.5原位测试与室内试验

(1）本次勘查中，在滑坡区域内，开展大体积重度试验共计3组，采用的试验方法为容积法，即称重确定土体的重量，注水测量体积。选取的测试方法正确，得到的数据真实、可靠。

(2）本次勘查共计取岩样6组、土样6组、水样2件，样品严格按照采集规定要求执行。主要的测试项目如下：岩石常规物理性质、力学性质等；土体天然密度、比重、含水率、抗剪强度及颗粒分析等；水质筒分析等。试验内容齐全，参与试验的测试人员全部持证上岗，依据规范和规程要求操作，使用的仪器设备均检定合格，试验所得的结果准确可靠。

4.6滑坡水文地质特征分析

以蓄水结构为出发点，分析了滑坡的水文地质特征。储水构造是实现地下水富集和储存的地质构造。研究区地下水发育程度较高，滑坡后缘和中段有出露泉水。受研究区工程地质条件影响，不同类型的地下水赋存条件也不同。研究区地下水有两种类型，即构造裂隙水和孔隙水。在分析钻孔图时发现，该区域滑坡体基岩中存在大量风化裂隙，岩体主要破碎，这也意味着在此条件下地下水可以得到很好的保存。本区地下水主要来源于径流入渗和降水。排泄时，可补充基岩裂隙水或形成潜水。此外，一些地下水通过斜坡的渗透补充到周围径流中。总体而言，研究区水文地质条件相对独特，其蓄水构造主要有两种形式。

（1）入侵接触区蓄水结构。在滑坡体后缘岩层形成过程中，围岩受到岩浆侵入，产生一定程度的压缩。在这种作用下，二者接触部位周围的围岩出现膨胀裂缝，最终形成一定宽度的破碎带。岩浆与围岩接触段两端岩石的力学性质差异较大。随着构造运动的不断变化，接触部位出现相对滑动，产生密集的构造裂隙带，成为滑坡体的含水层，与隔水层一起在接触带形成蓄水结构。

（2）风化壳蓄水构造。研究区域受风化影响严重。滑坡体中存在大量风化裂隙。这些裂隙可用作含水层。其下为透水性较差的岩层，可用作防渗层。两者共同形成风化壳蓄水结构。在该构造中，潜水是地下水的主要形式。

结论

如上述分析，在对滑坡地质灾害进行防治治理的过程中，需对可能诱发滑坡的原因进行探究，并根据当地的实际情况，如气象条件、地下水分布情况等，探索出相应的防治措施，从最大程度上减少对人们生命财产造成的危害。总之，滑坡勘查与治理的目的在于减轻或消除可能引发的危害，为群众的生命财产安全提供保证。在以往的防治治理工作中，我们有成功也存在失败，成功时可彻底根治，不留有后患，失败的根源则在于对滑坡的认识度不足，采取的措施不当，甚至造成了更大的灾害。总结以往的经验，人们探索到了一套综合性治理措施，成功防治治理了很多滑坡地质灾害。

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