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        路塹滑坡穩(wěn)定性及治理措施分析

        2020-03-01 09:41:18莫天健李曉明歐展良
        西部交通科技 2020年10期
        關(guān)鍵詞:治理方案路塹滑坡

        莫天健 李曉明 歐展良

        摘要:滑動面是滑坡形成的重要特征,是分析滑坡及治理的重要環(huán)節(jié),也是滑坡治理設(shè)計的重要依據(jù)。文章通過對公路現(xiàn)有滑坡進行勘察,采用現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)繪、地質(zhì)鉆探、航拍等手段,對滑坡的穩(wěn)定性與治理措施進行分析,為滑坡治理提供參考。

        關(guān)鍵詞:路塹;穩(wěn)定性;滑坡;治理方案

        0 引言

        我國是地質(zhì)災害高發(fā)區(qū),地質(zhì)災害的發(fā)生往往受到地形、地貌、地層巖性、水流等影響,而水流往往成為地質(zhì)災害形成的重要因素。滑坡、泥石流等地質(zhì)災害具有分布廣泛、發(fā)生頻繁、無法預測等特點,會使國家經(jīng)濟、人民財產(chǎn)安全造成極大損失。由于國家對基本農(nóng)田的保護,新建公路通常沿山體走線,這就無法避免開展高填、深挖工程,導致原山體地形受到破壞,應(yīng)力發(fā)生改變,久而久之會發(fā)生諸多地質(zhì)災害,如崩塌、滑坡、泥石流等,其中滑坡成為公路沿線最主要的防治災種,具有范圍廣、規(guī)模大、無規(guī)律等特點,危及道路正常運營及行車安全。

        1 項目概況

        隘洞互通為河百高速公路隘洞鎮(zhèn)出口的落地互通,屬于喇叭形互通,2019年7月6~7日,河池市東蘭縣遭受史上罕見的超大暴雨襲擊,降水量達到200mm以上的有3站(東蘭切學鄉(xiāng)切亨村304mm、隘洞鎮(zhèn)同樂村249.8mm、長江鎮(zhèn)242.4mm),河百高速公路隘洞互通A、B匝道路塹高邊坡路段發(fā)生了大規(guī)?;?,滑塌體將匝道路面掩埋。原邊坡采用三級放坡,其中第一~三級邊坡坡度為1∶1.5~1∶1.75,采用錨索格構(gòu)梁支護,第三級邊坡建造有發(fā)電站輸水混凝土明渠;第四~六級邊坡坡度為1∶1.75~1∶2.0,植草防護。第一級邊坡幾乎被滑坡堆積物完全掩埋,坡面損壞程度暫不明;第二~三級完全破壞;四~六級坡面變形嚴重,形成鼓丘、錯落陡坎、寬大裂隙等,裂隙呈不規(guī)則狀。坡頂上方自然斜坡裂縫眾多,裂縫多呈不規(guī)則狀,表層普遍變形、塌陷,延伸至距離原施工坡頂線外側(cè)約150m。邊坡滑坡主方向為305°,滑坡體面積約29000m2?;伦钄喙吠ㄐ小?/p>

        2 地質(zhì)環(huán)境條件

        隘洞河從滑坡區(qū)西北側(cè)下方經(jīng)過,距離滑坡區(qū)最近處約210m,高差約20m。洪水水位約325m。另有一人工水渠位于邊坡中部,為隘洞河水電站的引水渠。水渠在邊坡第三級邊坡平臺橫穿滑坡區(qū),水由北東向南西流,水渠寬約2m,深約2m,因滑坡區(qū)內(nèi)水渠完全破壞,當時該水渠已暫時斷流。

        場地屬構(gòu)造剝蝕-侵蝕低山丘陵地貌區(qū),地形坡度一般為20°~40°,高程為318~515m,滑坡右側(cè)沖溝對岸有村民居住點,距離滑坡區(qū)最近點約50m,滑坡主要位于AK0+590~AK0+612.985左側(cè)及BK0+330~BK0+389.302右側(cè)邊坡,分布標高為339~434m。因切坡修路形成深路塹邊坡,邊坡前緣臨空,兩側(cè)分布有溝谷,存在發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流的空間條件。

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及勘查資料,滑坡區(qū)地層巖性主要由第四系殘坡積層(Q4el+dl)黏土及三疊系中統(tǒng)木蘭組(T2l)粉砂質(zhì)泥巖地層組成。由于滑坡區(qū)附近有斷層F1和F1-3斷層經(jīng)過,場區(qū)巖體較破碎,地質(zhì)構(gòu)造較復雜。

        地層巖性透水性弱-中等,富水性弱-中等,并受巖石裂隙發(fā)育程度、地形地貌制約,在溝谷寬緩低洼處,順巖石裂隙以泉水或散流形式排泄。場地地勢較高,降雨隨地形快速沿兩側(cè)沖溝匯集,表層黏土透水性弱,僅少量降雨入滲地下,地下水快速上漲或下降易造成岸坡不穩(wěn)定。

        3 滑坡特性

        滑坡整體呈長舌狀,前緣受公路匝道影響呈弧形形狀。下部地形較陡,中上部地形相對較平緩,可見滑坡壁、錯臺、平臺等微地貌,錯臺一般高1~2m,平臺寬10~15m?;麦w后緣拉裂縫貫穿,裂縫寬0.3~0.8m,最大可視深達1.5m。

        滑坡主要位于隘洞互通匝道AK0+590~AK0+612.985左側(cè)及BK0+330~BK0+389.302右側(cè)開挖邊坡上?;路植几叱虨?39~434m,左右寬約145m,上下長176m,滑坡形態(tài)呈長舌狀,滑坡平面面積約29000m2,滑體厚度為5.0~30.0m,平均厚度約12m,滑坡方量約348000m3。

        滑坡滑覆帶的堆積物已將匝道路面掩埋,滑坡中部坡面變形嚴重,滑坡已完全破壞原邊坡上的錨索格構(gòu)梁,三級邊坡平臺上發(fā)電站輸水混凝土明渠被推移到一級邊坡平臺附近,坡面形成鼓丘、錯落陡坎、塌陷、寬大裂隙等,滑面兩側(cè)穿過沖溝岸坡中下部,造成沖溝岸坡坍塌?;虑熬壖舫隹谑軒r層產(chǎn)狀控制從滑坡左側(cè)向右側(cè)逐漸下降,剪出口左側(cè)從原開挖二級邊坡上部漸變到右側(cè)一級邊坡下部,剪出口基本被滑坡堆積物覆蓋。

        滑坡前緣剪出口受巖層產(chǎn)狀控制從滑坡左側(cè)向右側(cè)逐漸下降,剪出口左側(cè)從原開挖二級邊坡上部漸變到右側(cè)一級邊坡下部,剪出口基本被滑坡堆積物覆蓋,寬度為70m,標高程在357~342m之間。

        4 滑坡穩(wěn)定性分析評價

        4.1 滑坡定性分析

        從宏觀地貌和地質(zhì)鉆探、調(diào)查綜合分析,滑坡體巖土體主要為黏土、全風化粉砂質(zhì)泥巖和強風化粉砂質(zhì)泥巖。黏土抗剪強度較低;風化粉砂質(zhì)泥巖呈堅硬土狀、土夾巖狀,遇水易軟化;強風化粉砂質(zhì)泥巖巖質(zhì)軟,遇水較易軟化,節(jié)理裂隙發(fā)育,多呈張開狀,泥質(zhì)充填,雨水容易入滲,節(jié)理裂隙及層面內(nèi)充填泥質(zhì)軟化,抗剪強度降低。從現(xiàn)場調(diào)查情況來看,邊坡在外業(yè)勘察期間遇持續(xù)降雨情況下,上部裂縫有擴大現(xiàn)象,說明滑坡受雨水影響大,處于欠穩(wěn)定-不穩(wěn)定狀態(tài)。同時滑坡前緣堆積物已經(jīng)覆蓋公路,公路通車需挖除滑坡堆積物,滑坡前緣堆積被挖除后,滑坡現(xiàn)狀受力平衡發(fā)生改變,若不進行滑坡治理,必然加劇滑坡變形,使滑坡再次滑動,且可能擴大滑坡范圍。

        4.2 滑坡定量分析評價

        根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和鉆探滑動面,滑動面位置比較清楚?;轮骰鏋閺婏L化粉砂質(zhì)泥巖與粉砂巖接觸的巖層層面,次級滑面為全風化粉砂質(zhì)泥巖與強風化粉砂質(zhì)泥巖的接觸面,為折線型滑坡。穩(wěn)定性計算公式如式(1)所示:

        本次穩(wěn)定性計算分別對滑坡1-1′、2-2′、3-3′剖面采用天然工況、飽和工況兩種工況進行計算,另外還對2-2′次級滑面進行單獨計算,如下頁圖1~4所示,計算參數(shù)見下頁表1,計算結(jié)果見下頁表2。

        從以上表格可看出:1-1′剖面處滑坡體邊緣,穩(wěn)定性計算結(jié)果稍差;2-2′、3-3剖面天然工況處于欠穩(wěn)定狀態(tài),飽和工況處于不穩(wěn)定狀態(tài);2-2′次級滑面的穩(wěn)定性在天然狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在飽和狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

        4.3 滑坡穩(wěn)定性發(fā)展趨勢

        從剖面穩(wěn)定性計算結(jié)果來看,基本符合滑坡現(xiàn)狀,在天然狀態(tài)下,滑坡已逐漸趨于穩(wěn)定及欠穩(wěn)定狀態(tài);滑坡在強降雨天氣沖刷及雨水的入滲作用下導致土體抗剪強度降低,自重增加,導致其穩(wěn)定性變差,滑坡再進入整體滑動階段即不穩(wěn)定狀態(tài)?;略趶娊涤曜饔孟掠锌赡茉俅伟l(fā)生整體滑動,另外滑坡前緣堆積覆蓋路基,挖除堆積物也可能引起滑坡再次滑動,無法保證公路恢復施工,威脅過往車輛和行人的生命及財產(chǎn)安全。

        5 治理方案建議

        針對滑坡的具體特點,根據(jù)滑坡各部分的穩(wěn)定性、推力大小、滑動面埋深及滑坡體的特點,可采取以下措施。

        方案一:

        (1)放坡1∶2.0~1∶3.0,按坡高每10m一級設(shè)置平臺,一般平臺寬3m,第3級平臺加寬到15m。

        (2)坡頂增設(shè)截水溝,每段邊坡平臺修建截水溝和急流槽,集中引排坡面匯水。

        (3)修復損壞的水利渠,改為柔性鋼結(jié)構(gòu)波紋管。

        方案二:

        (1)把滑塌體表層松動部分挖除后,基本按原施工邊坡坡率修整。

        (2)在滑坡路段路基采用支擋措施通過。

        (3)修復損壞的水利渠,改為柔性鋼結(jié)構(gòu)波紋管。

        建議可對滑坡體采用“削坡減載+預應(yīng)力錨索+坡面防護+排水”或棚洞通過滑坡路基等治理方案,并做好邊坡的排水系統(tǒng)。

        6 結(jié)語

        (1)本文通過滑坡勘察,找出滑動面,并找出致滑原因,從而有效、切實反映實際情況,為設(shè)計提供有效、合理的計算依據(jù)。經(jīng)過野外地質(zhì)調(diào)繪和勘探識別法,進行現(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查、鉆探過程鉆進情況、巖芯情況、原位測試、取樣室內(nèi)試驗等成果分析,準確找出滑動面,可靠性高。

        (2)通過對滑坡勘察及調(diào)查致滑原因,從而得知,滑坡往往與地下水影響很大,要治坡先治水,水是致滑的主導因素,根據(jù)現(xiàn)場地形、地貌、地層巖性、地下水類型等,提出有效的防治方案,保證工程的安全。

        參考文獻:

        [1]廣西交通科學研究院有限公司.河池至百色高速公路隘洞互通式立體交叉A、B匝道路塹邊坡滑塌治理工程地質(zhì)勘察報告[R].2019.

        [2]王志江.某高速公路的滑坡勘察[J].安徽建筑,2017(4):199-201.

        [3]杜 楊,加強滑坡處理的方法分析[J].科技與企業(yè),2013(24):215.

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