李 娟, 范永暉
(甘肅智廣地質(zhì)工程勘察設(shè)計有限公司,甘肅 蘭州 730000)
H1滑坡發(fā)育于達(dá)子溝近溝腦段擬建的引洮入潭工程水廠西側(cè)山體上??辈榉治稣J(rèn)為,H1屬牽引式堆積體-泥巖切層滑坡,具多級活動的特點(diǎn)?;鲁书L舌形,橫截面形狀折線形,與原來的山體斜坡、后壁及側(cè)壁斷開果斷,滑坡的周界比較清晰,剪出口位于前緣高程2 871~2 875 m處。沿滑動方向最大滑體長約300 m,滑體平均寬約150 m,滑坡區(qū)面積5.2×104m2,主滑方向75°,觀察鉆孔ZK7、ZK8、ZK9、ZK14表明,滑體厚度為6.1~11.4 m,平均厚度約8.4 m,總方量35×104m3,屬中型滑坡?;虑熬壐叱? 876~2 878 m,后緣高程2 926~2 929 m,相對高差52 m,滑體總體坡度約35°,滑體中后緣發(fā)育有1條較長的張拉裂縫,其延伸方向與主滑方向基本垂直,滑坡其余地段坡面凹凸不平,部分區(qū)域形成面積較小的平臺,且在平臺地勢較低洼處形成有3處滑坡泉。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查并結(jié)合遙感影像分析,H1滑坡發(fā)生滑動變形后,輪廓清晰,可見圈椅狀后壁,主滑方向與原始地形走向基本一致。
H1-1滑坡位于H1滑坡前緣東南側(cè),是H1滑坡前緣東南側(cè)開挖坡體后產(chǎn)生的滑坡,屬堆積體-泥巖切層滑坡?;鲁书L舌形,橫截面形狀折線形,與原來的山體斜坡、后壁及側(cè)壁斷開果斷,滑坡的周界比較清晰,剪出口高程約2 850 m。沿滑動方向最大滑體長約160 m,滑體平均寬約105 m,滑坡區(qū)面積1.3×104m2,主滑方向78°,據(jù)鉆孔ZK1、ZK2、ZK3、ZK4、ZK15及TC1揭示,滑體厚度為2.8~11.7 m,平均厚度約8.1 m,總方量10.5×104m3,屬中型滑坡?;虑熬壐叱? 850~2 855 m,后緣高程2 889 m,相對高差34 m,滑坡后部坡度11°~20°,中下部坡度約10°~30°?;潞蟊谔幮纬慑e落拉張裂縫,裂縫寬約0.3~0.6 m,深0.2~0.6 m,錯落高差約0.1~0.3 m,其延伸方向與H1-1滑坡主滑方向垂直,滑坡中下部由于主滑方向的牽引拉張作用,形成4條較大裂縫,其裂縫延伸方向與主滑方向基本垂直,其余地段細(xì)小裂縫發(fā)育強(qiáng)烈,切割坡面,坡面連續(xù)性較差。
依據(jù)滑坡穩(wěn)定性野外判定標(biāo)準(zhǔn),結(jié)合各滑坡的高度、邊坡、邊坡巖性、地下水發(fā)育程度,綜合評判各滑坡的穩(wěn)定性。
H1滑坡主要特征:(1)相對高差大約52 m;(2)滑體的平均坡度大約為35°;(3)巖性的組成主要為粉土、粉質(zhì)黏土;(4)主滑方向?yàn)?5°;(5)滑體破碎比較嚴(yán)重;(6)滑坡的形狀為舌狀,后壁坎高2~3 m,坡度為35°~65°,側(cè)壁坎高0.3~2.5 m,坡體近直立。主要的變形特征:(1)滑坡體上坡發(fā)育一條0.3~0.5 m寬的拉裂縫,仍有膨脹變形的可能;(2)坡面發(fā)育2處滑坡泉;(3)滑坡的前緣臨空,坡度較陡。穩(wěn)定性不穩(wěn)定。
H1-1滑坡主要特征:(1)相對高差大約34 m;(2)滑體的平均坡度大約為10°~30°;(3)巖性的組成主要為粉土、粉質(zhì)黏土及泥巖碎塊混雜堆積;(4)主滑方向?yàn)?8°;(5)滑體破碎比較嚴(yán)重;(6)滑坡的形狀為舌狀,后壁坎高0.1~0.3 m,坡度在35°~65°之間,側(cè)壁坎高0.1~0.5 m,坡體近直立。主要變形特征:(1)滑動體的斜坡上有許多張力裂紋,其寬度通常為2~8 cm。 目前,仍存在膨脹變形的趨勢;(2)邊坡支離破碎,完整性差;(3)滑坡前緣臨空,坡度較陡。穩(wěn)定性不穩(wěn)定。
基于土體的莫爾強(qiáng)度理論和斜坡運(yùn)動力學(xué)的平衡原理,對滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行定量評價,采用傳遞系數(shù)法對滑坡的穩(wěn)定性進(jìn)行評價。
(1)計算方法及計算工況的選取。根據(jù)滑坡的形態(tài)規(guī)模存在狀態(tài)和穩(wěn)定程度,選擇3-3′和5-5′剖面計算水廠西側(cè)的滑坡。 計算出的斷面基本上與滑坡的主滑動方向一致。調(diào)查資料表明,H1滑坡的滑動面位于堆積體與泥巖之間的接觸區(qū)域,H1-1滑坡的滑動面位于堆積體與泥巖中的風(fēng)化層之間的接觸區(qū)域。因此,已知的滑動面被概括為拆卸線的形狀,并通過傳遞系數(shù)法進(jìn)行計算。計算中考慮了現(xiàn)狀條件下、強(qiáng)降雨和地震三種條件。
(2)條塊劃分。在劃分條塊時,還應(yīng)考慮各種因素,例如滑體的巖石分布特征,地下水位深度和斜坡表面的負(fù)荷。
(a)穩(wěn)定性系數(shù)計算公式
式中:K為穩(wěn)定系數(shù);Wi為第i條塊的重量,kN/m;Ci為第i條塊內(nèi)聚力,kPa;φi為第i條塊內(nèi)摩擦角,(°);Li為第i條塊滑面長度,m;A為地震加速度;rv為孔隙水壓力比,由于滑體為局部含水,未形成統(tǒng)一水位,本次不計。
Rn=(Wn((1-rv)cosan-Asinan))tanφn+CnLn
Tn=(Wi(sinai+Acosai)+TDi)+TDn
式中:ψi為第i塊段的剩余下滑力傳遞至第i+1段時的傳遞系數(shù)(j=1),即
ψi=cos(ai-ai+1)-sin(ai-cosi+1)tanφi
(b)計算工況
工況1:現(xiàn)狀條件下;工況2:現(xiàn)狀條件+暴雨;工況3:現(xiàn)狀條件+地震。暴雨標(biāo)準(zhǔn):暴雨強(qiáng)度重現(xiàn)期按50年。地震荷載標(biāo)準(zhǔn):臨潭縣設(shè)防烈度為Ⅷ度,地震動峰值加速度按50~100年超越概率為10%計算,取0.2 g。
(c)穩(wěn)定性計算結(jié)果
滑坡計算剖面采用選擇控制滑坡的3-3′、5-5′剖面對滑坡在現(xiàn)狀條件下、現(xiàn)狀條件+暴雨、現(xiàn)狀條件+地震三個不同工況條件下的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行計算,其計算結(jié)果見表1。
表1 滑坡穩(wěn)定性計算結(jié)果表
根據(jù)上述定性和定量評價結(jié)果可以看出,在現(xiàn)狀條件下水廠西側(cè)滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在暴雨工況和地震工況下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。
根據(jù)滑坡滑移距離和擴(kuò)散范圍劃定的地質(zhì)災(zāi)害危險區(qū),現(xiàn)狀該滑坡已造成坡腳水廠東南側(cè)已建漿砌石擋土墻被毀,絮凝池外圍擬建物樁基被剪斷、水
廠停工等,經(jīng)濟(jì)損失約200萬元;由于該工程屬民生工程,潛在威脅較大,程度嚴(yán)重。根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情與險情(危害程度)分級標(biāo)準(zhǔn)劃分,該滑坡災(zāi)情等級為中型,險情等級為大型。
根據(jù)上述研究,綜合考慮采取在滑坡前緣支擋,滑坡主滑方向抗滑并輔以相應(yīng)的排水措施的治理工程,工程布置如下:(1)在H1滑坡區(qū)中段及前緣(穿過H1-1滑坡中部)各布設(shè)一排埋入式抗滑樁,以阻止H1滑坡滑體下滑;(2)在H1-1滑坡前緣布設(shè)一道抗滑樁,以支擋H1-1滑坡中下部變形;(3)對滑坡區(qū)發(fā)育的裂縫區(qū)進(jìn)行翻夯壓實(shí);(4)在滑坡區(qū)外圍設(shè)置排水措施,以攔截外圍水體,從而降低滑坡區(qū)巖土體的含水量。