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        淺析黔石高速公路沿線崩坡積體分布

        2021-06-04 07:50:36劉偉杰
        四川建筑 2021年2期

        劉偉杰

        (西南交通大學(xué)土木工程學(xué)院,四川成都 610031)

        石柱至黔江高速公路起點(diǎn)是石柱境內(nèi)的三店,與墊利高速相接,終點(diǎn)在冊(cè)山與渝湘高速相接,路線全長(zhǎng)83.180 km,全線整體為南東—西北向布設(shè)。作為本工程項(xiàng)目的主要不良地質(zhì),崩塌的發(fā)生及崩坡積體的形成、變形、穩(wěn)定性對(duì)工程的實(shí)施、建筑物的安全有很重要的影響。黃青能[1]等研究了崩塌形成的地質(zhì)條件等問(wèn)題;胡厚田[2]初步探討了崩塌的分類(lèi),并將其破壞模式大致分為五類(lèi);盧黔[3]等探討了崩坡積體失穩(wěn)判斷的依據(jù);符曉、吳宏鈞[4-5]等分析了具體崩坡積體的成因及穩(wěn)定性。本文主要是對(duì)石柱至黔江高速公路沿線崩坡積體統(tǒng)計(jì)分布的概括總結(jié),并以其中特定崩坡積體為例,分析其成因、穩(wěn)定性、對(duì)工程的影響以及對(duì)應(yīng)的治理措施。

        1 崩坡積體分析

        1.1 崩坡積體分布統(tǒng)計(jì)

        通過(guò)勘測(cè)統(tǒng)計(jì),石柱至黔江高速公路沿線對(duì)項(xiàng)目影響較大的崩坡積體共有9處,分別為:①杉樹(shù)坪崩坡積體(YK23+030至YK23+520)②大堰崩坡積體(K27+700至K27+860)③麻柳壩崩坡積體(K33+141至K33+563)④香溪村崩坡積體(YK38+040至YK38+240)⑤望水堡崩坡積體(K49+200至K49+700)⑥吊咀溝崩坡積體(K50+460至K50+780)⑦五重巖崩坡積(K65+300至K65+640)⑧大院子崩坡積體(K72+600至K72+980)⑨干溪溝崩坡積體(K73+000至K74+140)。崩坡積體的形成是由地形條件、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、結(jié)構(gòu)面、人類(lèi)工程活動(dòng)等綜合因素共同決定的[6],本節(jié)統(tǒng)計(jì)了崩坡積體在不同高程、不同地貌類(lèi)型、不同地層巖性的分布規(guī)律。

        1.1.1 崩坡積體在不同高程上的分布規(guī)律

        路線區(qū)最高點(diǎn)高程為1 668 m,最低點(diǎn)高程為334 m,最大高差為1 334 m。以400 m高差進(jìn)行劃分,高程在334~734 m之間的崩坡積體有:望水堡崩坡積體、吊咀溝崩坡積體、五重巖崩坡積、大院子崩坡積體、干溪溝崩坡積體;高程在734~1 134 m之間的有:麻柳壩崩坡積體、香溪村崩坡積體;高程在1 134~1 668 m之間的有:杉樹(shù)坪崩坡積體、大堰崩坡積體。數(shù)量統(tǒng)計(jì)如圖1所示。

        圖1 崩坡積體在不同高程上的數(shù)量分布

        1.1.2 崩坡積體在不同地貌上的分布規(guī)律

        路線區(qū)主要屬渝東南巫山、七曜山強(qiáng)巖溶化峽谷中山區(qū),與山地和盆地相接,地貌發(fā)育特征主要受上揚(yáng)子臺(tái)褶帶控制。區(qū)內(nèi)地形起伏大,主要表現(xiàn)為中山與低山地形,溝壑發(fā)育,峽谷眾多。碳酸鹽巖分布區(qū)近河地段地形切割強(qiáng)烈,形成陡峭的峽谷,志留系碎屑巖山區(qū),多呈脊?fàn)?、臺(tái)狀低中山或中山。崩坡積體在不同地貌上的分布如圖2所示。

        圖2 崩坡積體在不同地貌上的數(shù)量分布

        可見(jiàn),崩坡積體主要分布在低山地區(qū)。

        1.1.3 崩坡積體在不同巖性上的分布規(guī)律

        路線區(qū)地層出露比較齊全,除了部分地層缺失外,從古生界寒武系至中生界侏羅系地層及第四系地層均有出露,主要巖層有白云巖、灰?guī)r、頁(yè)巖、泥質(zhì)粉砂巖,杉樹(shù)坪崩坡積體和大堰崩坡積體處的巖層主要是泥粉質(zhì)砂巖、灰?guī)r、白云巖,其余崩坡積體處以頁(yè)巖、粉砂巖為主,分布直觀圖如圖3所示。

        圖3 崩坡積體在不同巖性上的數(shù)量分布

        1.2 沙樹(shù)坪崩坡積體分析

        1.2.1 影響因素

        1.2.1.1 地形地貌

        為穹狀隆升溶蝕峽谷中山地貌,由北向東短軸穹隆背斜構(gòu)成,穹隆核部出露地層為寒武系地層,兩翼主要是碳酸鹽巖分布地帶,喀斯特地貌發(fā)育,近河地段地形切割強(qiáng)烈,形成陡峭峽谷,切割深度為100~300 m,陡崖由石灰?guī)r及白云巖構(gòu)成,因龍?zhí)逗忧懈钭饔茫訙铣省癡”字型,樹(shù)枝狀水系發(fā)育,溝床尖深狹窄,溝內(nèi)大部分為基巖出露或第四系崩坡積塊碎石土層覆蓋。

        1.2.1.2 地層巖性

        寒武系下統(tǒng)中至薄層狀白云巖、灰?guī)r、頁(yè)巖及泥質(zhì)粉砂巖。產(chǎn)狀為35 °~100 °,∠15 °~70 °

        1.2.1.3 地質(zhì)構(gòu)造

        路線區(qū)大地構(gòu)造位于揚(yáng)子淮地臺(tái)重慶臺(tái)坳重慶陷褶束與上揚(yáng)子臺(tái)坳渝東南陷褶束,重慶陷褶束與渝東南陷褶束以七曜山基底斷裂為界。為一系列北北東向褶皺群呈有規(guī)律的帶狀分布,走向N20 °~40 °E,正斷層發(fā)育,多發(fā)育在背斜軸部,是燕山褶皺的第二次縱張構(gòu)造。區(qū)內(nèi)斷層構(gòu)造還發(fā)育龍?zhí)稊鄬拥取?/p>

        1.2.1.4 水文地質(zhì)條件

        路線區(qū)內(nèi)零星分布第四系松散層,出露古生界寒武系至中生界侏羅系地層,巖性為泥巖、頁(yè)巖、砂巖白云巖、灰?guī)r。主要含水層為三疊系須家河組、嘉陵江組、大冶組等,主要隔水層為侏羅系中下統(tǒng)、三疊系巴東組、二疊系吳家坪組、梁山組等。路線區(qū)地下水主要以第四系松散巖類(lèi)孔隙水、基巖裂隙水、碳酸鹽巖類(lèi)裂隙溶洞水的形式賦存。

        1.2.2 分析

        通過(guò)實(shí)地勘測(cè),室內(nèi)試驗(yàn)等綜合分析,崩坡積體的發(fā)育由地形地貌、地層巖性、結(jié)構(gòu)面等因素共同決定。沙樹(shù)坪崩坡積體處為中山地貌,高差較大,路線所經(jīng)過(guò)地區(qū)地形坡度較陡。區(qū)內(nèi)分布第四系土和強(qiáng)風(fēng)化巖石,發(fā)育有結(jié)構(gòu)面,在重力作用下,為崩塌的發(fā)展提供了條件,加之在地震力、降雨等外界因素的作用下,形成大型堆積體邊坡。沙樹(shù)坪崩坡積體在路線平面圖上的位置如圖4所示。

        圖4 沙樹(shù)坪崩坡積體

        2 崩坡積體治理

        工程上對(duì)崩坡積體等不良地質(zhì)路段特殊地基的處治,以因地制宜、就地取材、經(jīng)濟(jì)合理的原則,考慮其對(duì)工程影響的重要性、破壞的影響程度等因素采取相應(yīng)的治理措施。對(duì)崩坡積體的主要治理方法有清除崩坡積體、放緩邊坡坡率、采取橋梁等形式減少對(duì)崩坡積體的影響、路基設(shè)置樁板墻和路堤擋土墻等支擋結(jié)構(gòu)、采取路塹擋土墻加固坡腳,襯砌拱防護(hù)形式防護(hù)破面等。不同的治理措施需要結(jié)合特定的崩坡積體特征、工程安全性及工程經(jīng)濟(jì)性要求等[7-8]。

        以沙樹(shù)坪崩坡積體為例,經(jīng)分析,沙樹(shù)坪崩坡積體處于整體基本穩(wěn)定狀態(tài),但崩塌體結(jié)構(gòu)比較松散,如果以路基形式通過(guò),開(kāi)挖可能會(huì)造成局部滑塌,對(duì)工程安全和經(jīng)濟(jì)造成影響,所以此段以橋梁形式通過(guò)。故在此修建龍?zhí)逗犹卮髽颍瑴p少對(duì)坡體的擾動(dòng)破壞,并對(duì)坡積體的局部地方采取清方卸載處理,保證了橋梁的安全性。龍?zhí)痘ネㄊ搅⒔籄匝道橋處剖面圖如圖5所示,全長(zhǎng)104.5 m,中間設(shè)立1號(hào)、2號(hào)橋墩,兩邊設(shè)立0號(hào)、3號(hào)橋臺(tái),0號(hào)橋臺(tái)處上方是第四系土層和強(qiáng)風(fēng)化基巖,從剖面圖看,1號(hào)橋墩右側(cè)是強(qiáng)風(fēng)化基巖和第四系土層,長(zhǎng)約60 m,傾角約40 °,開(kāi)挖可能會(huì)造成局部滑塌,所以這里采用橋梁形式通過(guò),并清除局部坡積體,減少對(duì)龍?zhí)逗犹卮髽虻挠绊憽?/p>

        圖5 龍?zhí)痘ネ⒔籄匝道處剖面

        3 結(jié)論

        黔石高速公路沿線有多處崩坡積體,其中對(duì)工程影響較大的共有九處。根據(jù)分析統(tǒng)計(jì)結(jié)果,崩坡積體主要分布在高程為400~600 m的低山地區(qū),地層巖性以頁(yè)巖和粉砂巖為主。對(duì)崩坡積體的防治需要考慮多重因素,沙樹(shù)坪崩坡積體整體處于穩(wěn)定狀態(tài),但開(kāi)挖會(huì)造成局部滑塌,影響工程安全性,為減少對(duì)坡積體的影響,此段以橋梁形式通過(guò),對(duì)局部清方卸載,保證橋梁安全性。

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