一、滑坡勘探的目的
滑坡勘探是对地质调查的验证和补充,任务是查清滑体、滑带和滑床的地层岩性,不同的地层界面,岩体的全、强、弱、微风化界限,地下水的分布和水位,特别是滑动带地层的物质组成和含水状态,为滑动面联结提供依据。简言之,滑坡勘探就是找滑动面(带)和地下水。滑坡不勘探显然是不行的,滑动面不清楚,如何评价和防治滑坡呢?
二、勘探线的布置
应沿各个滑坡的主滑方向布设主轴剖面,所谓主轴剖面是顺滑动方向滑坡最长、滑体最厚、滑坡推力最大的剖面。在其两侧间隔 30 ~ 50m 布设平行主轴的辅助剖面、垂直滑动方向的横剖面,以及工程位置(如截水洞、抗滑桩等)的剖面。不按滑动方向任意布设的剖面,不代表滑坡的受力方向,是不能用作稳定性评价和推力计算的。主轴剖面应贯穿各级滑坡,了解上、下级之间的关系。辅助剖面根据需要可适当减短。剖上的钻孔间距以 30 ~ 60m 为宜,滑坡分级附近应适当加密,了解上、下级之间的关系。为勘探线布置时中部主轴剖面要贯穿整个滑坡,两侧的剖面可适当减短。勘探深度应达到地质调查推测的最深层滑面以下 3 ~ 5m,不能漏掉深层滑面。其中,有1 ~ 2 个钻孔应达到当地侵蚀基准面(如河底)或开挖面以下 3 ~ 5m,防止漏掉深层滑面。
图 1 勘探线布置示意图
三、勘探方法
一般总是采用钻探、物探、坑探、槽探、洞探相结合的方法,各发挥所长。钻探要揭露滑体、滑带、滑床地层界限与地下水的分层和水位变化,是主要手段。物探成本低,速度快,可面状勘探,查地下水分布和流向有优势,也可查岩性差别大的地层界限和埋藏构造,做出基岩顶面等高线图,但查滑动面有困难。坑探、槽探只用在滑坡边缘查裂缝和滑坡剪出口。洞探,无论是竖井,还是平洞,都可揭露地层和滑动面,但成本较高,重要工程还是应该采用的。
这里要特别说明钻探方法,目前普遍采用的开水正循环钻探方法对滑坡勘探是不适用的,因为它冲掉了软弱地层和滑动带,找不到滑动带,也查不清滑坡地下水,不能满足滑坡勘察的需要。建议采用以下三种方法之一:
1)铁路部门多年成功应用的无泵反循环钻探。在岩心管顶端放一钢球,上接一钻孔眼的 1m 长短钻杆。此方法不从钻杆中泵水,而是在下钻具前向钻孔内灌一桶水用以冷却钻头。向下钻探时,岩心向上顶水将钢球推开,水从短钻杆上孔眼流入钻孔继续冷却钻头。因无水冲刷岩心,岩心采取率可达 85% 以上,能取到滑带土,也能测出含水地层和地下水位,满足滑坡勘察的需要。其缺点是因提钻次数多,钻速较慢,但质量有保障。
图2 无泵反循环钻具示意图
1—岩心管;2—钢球;3—短钻杆;4—短钻杆上的孔眼;5—反循环水流
2)双筒单动岩心管是从两层岩心管间泵水,内管无水,可保岩心采取率,能提出滑动带土,钻速较快,但地下水仍难查清。
3)对已经变形的滑坡,若采用开水正循环钻探,应利用勘探钻孔埋入测斜管,用测斜仪测出正在滑动的滑动面位置。但对未动的滑坡测不出,不适用。它同样查不清地下水分布,但从测斜管中可测地下水位的变化。
滑坡勘察主要是找出软弱层和滑动带,钻探过程中应仔细记录塌孔、缩孔、漏水、钻速变快等位置,为滑动带分析提供参考。遗憾的是至今钻探取心技术没有大的提高,需要继续研究。
堆积层滑坡钻入稳定基岩的深度,要大于当地可见最大孤石的 1.5 倍,避免把孤石误判为基岩。钻探过程应分层取样测量土的含水量,特别要采取滑带土样及水样,密封送试验室,测定其物理力学性质和化学成分。
四、钻探岩心的描述和鉴定
分段描述岩土的颜色、物质组成、厚度、含水状态。若有构造形迹、镜面及擦痕,应描述并测量其倾角,应区分滑坡擦痕与构造擦痕:滑坡擦痕宽而疏,构造擦痕细而密。有时在岩心中发现较陡倾角的擦痕面,它应是滑带中的压裂面,是滑动带的标志。岩石滑坡中滑动面依附构造面发育也是一般规律。应描述岩层的风化破碎程度,软弱夹层的物质组成和含水情况。最后完成钻孔柱状图,放在剖面图上,各钻孔联系分析,并结合物探资料和地表裂缝及构造联出滑动面,标出地下水位,供稳定性计算和滑坡推力计算使用。
曾看到过有的钻孔柱状图描述很简单,一大段只写几个字,无滑动带(面)特征的任何描述。钻探结束后也未测地下水位,却说未见地下水,后去现场测到了地下水位。这样的鉴定是不符合要求的。
对地下水发育的滑坡,应进行分层封水,分层进行抽水或提水试验,找出其水力联系和涌水量,为排水工程设计提供依据。
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