某广场滑坡基本特征及防治对策研究谭春洋

某广场滑坡基本特征及防治对策研究谭春洋

1.四川省煤田地质局一三七队四川达州635711;

2.四川蜀东地质勘察设计研究院有限公司四川达州635711

摘要:在收集某滑坡勘查和岩土试验等资料的基础上,详细地论述了滑坡的空间形态、物质组成及结构特征、水文地质特征;分析探讨了滑坡的形成机制,并对滑坡的稳定性进行计算分析,最后根据滑坡的环境地质特点提出防治措施。

关键词:滑坡;稳定性分析;防治措施;万源市

0引言

随着经济高速发展及自然因素的影响,地质灾害呈逐年加重趋势。人类工程经济活动作为一种强大的地质营力,破坏地表生态结构,越来越剧烈地激发了各种不同的地质灾害[1]。2013年7月23日凌晨3点10分左右,某广场后部山体发生滑坡,受滑坡体前缘滑动牵引,滑坡后缘产生了大量变形拉张裂缝,滑体后部房屋墙体倾倒、开裂,如不及时采取有效的工程治理措施,滑坡范围将进一步扩大,酿成更大的灾难。

该滑坡一旦整体失稳破坏,直接威胁到滑坡前缘广场小区以及滑坡后缘居民共726户2329人,潜在经济损失约11000万元。因此,深入分析该滑坡的稳定性,研究防治对策,以防止该滑坡产生整体失稳破坏,对川东北地区存在的类似滑坡的减灾防灾工作具有一定的借鉴意义。

1地质环境特征

1.1地形地貌

研究区为侵蚀构造中山岭脊-峡谷地貌,为山前台地,场地地形起伏变化较大,最低点位于勘查区北面万白路,最高点位于南面山坡,地貌单元属山前坡地。整体地势南高北低,地形陡缓相间,地形坡度变化较大,总体地形坡度约5~25°,局部陡坡坡度约40~60°,陡壁坡度约80~90°,场区地表高程639~770m,最大相对高差131m,地形较复杂。(图1)。

图1研究区地形地貌(向东南方向摄)

1.2地层岩性

研究区出露地层主要为第四系全新统耕植土层(Q4pd)、人工填土层(Q4ml)、第四系全新统滑坡堆积层(Q4del)及三叠系上统须家河组地层(T3xj)。

滑坡堆积层分2种结构:粉质粘土夹块碎石角砾、块石土。其中,块石成分为黄色、灰色石英砂岩,次为灰岩、砾岩,粒径一般7~60cm,夹大块漂石,直径1.0~3.0m,余为粉质粘土。根据勘查部分钻孔揭露有一层厚0.1~0.35m不等的含砾粉质粘土,土体呈软塑状,其中粗粒一般呈次棱角状,属滑坡的滑带土,结合滑坡变形特征推断该层滑带土在滑坡区连续分布。

区内基岩主要以砂岩为主,灰色、浅紫灰色,细粒结构,中厚层~巨厚层状构造。矿物成分以长石、石英及云母为主,少量岩屑及暗色矿物等,泥、钙质胶结,岩质较硬。

1.3地质构造与地震

研究区位于四川盆地北东部大巴山弧形紧密褶皱带万源向斜构造的南西翼上。区域地质构造简单,区内断裂、褶曲不发育,新构造运动表现为河谷侵蚀下切,以构造剥蚀、侵蚀为主。场地岩层为单斜岩层,岩层产状17°∠50°,地层陡倾,层状构造类型,层间结合力一般。

本区属四川盆地弱活动断裂构造区,断裂活动性与地震活动均较弱,区域稳定性中等,地震基本烈度值为Ⅵ度,区域地壳稳定。

2灾害体基本特征[2]

1—第四系人工填土层2—第四系滑坡堆积层3—三叠系上统须家河组

4—滑坡周界5—主滑方向6—前缘剪出口

图2研究区平面图

滑坡目前已产生了滑动,为早期滑坡堆积体局部失稳,现滑坡形成较为明显的滑坡陡壁,其外坡体目前仍有裂缝产生。滑坡后缘以裂缝为界,右侧缘以坡体公路下方陡坎为界,左侧缘以坡体左侧水渠为界,前缘剪出口以既有挡墙为界。根据滑坡变形特征及场地地形、坡向与边坡岩土体结构的组合关系,将该滑坡划分为突滑区、强变形区、弱变形区(图2)。

2.1滑坡特征

突滑区:为南东高北西低的斜坡,前后缘标高分别为677.32、723.84m,相对高差约47m。平面上呈似圈椅状,坡面倾向305°,突滑区纵向长约92m,宽约90m,平面面积约0.67×104m2,滑坡体厚度7.43~13.59m,平均11.31m,滑体方量7.58×104m3,属小型牵引式土质滑坡。滑坡在7月23日凌晨快速滑动破坏变形后,坡体裂缝发育较多。据勘查,滑坡前期变形表现为滑坡坡体上分布有纵多走向近东西向的拉张变形裂缝,多为受前缘大规模开挖临空面增大,牵引产生的地面开裂变形。坡体前缘变形后,对滑坡中、后部形成牵引,特别是滑坡后缘,拉张裂缝逐渐增多,滑坡中、前部也开始产生鼓胀变形;滑坡滑动后,坡体较为凌乱,滑坡的各种变形破坏特征均较明显,后缘拉张裂缝、侧缘羽状张裂缝都有发育。受前缘临空面直接影响,滑带位于堆积层中部,滑带土为含砾粉质粘土,土体呈软塑状,滑动角后陡前缓,后部37.6~73.0°,前部4.1~14.5°,具易滑动结构特征。

强变形区:位于突滑区后缘及两侧缘,呈似弧形状,平面面积约0.24×104m2;弱变形区位于强变形区及突滑区后部坡体,呈似圈椅状,平面面积约0.67×104m2。

弱变形区:位于强变形区外5~50m,西至水沟,南侧至山脊,受滑坡影响具有潜在不稳定趋势区域。

2.2滑坡突滑区后壁特征

突滑区后壁:滑坡经滑动后,在突滑区后缘及两侧缘形成了长143m,高约2.7~13.8m的陡壁,陡壁由块、碎石土组成,坡度43~71°,自稳能力较差,时常有少量土体向下塌落,现状整体处于欠稳定~基本稳定状态,在暴雨条件下,陡壁有失稳的可能性较大。

3稳定性分析

以3#剖面为例,针对多级潜在剪出口结合变形特征,采用极限平衡法[3]计算稳定性(表1),各滑面在天然工况下均处于稳定~基本稳定状态,在暴雨状态下处于欠稳定状态,存在蠕滑变形,并伴有局部浅层土体滑塌现象,持续强降雨易发生整体速滑,与定性分析基本一致。

图5滑坡3#剖面bc滑面计算简图

4防治措施

根据治理对象的具体特征、稳定性、危害性等,因地制宜,采取“抗滑桩(桩板墙)+联系梁+锚杆格构护坡+排水沟+挡土墙加固”的综合防治措施,具有较强的针对性[4]。

4.1突滑区

根据稳定性分析推力计算结果和实际场地地形调查,将抗滑桩布置在滑坡前缘,与应急抢险工程相结合,分II型、III型共18根。设计荷载分别取1213.77kN/m和966.36kN/m,采用矩形截面,尺寸1.8m×2.5m。

抗滑桩板墙应布置于滑坡后壁陡坎处,此处为最优选择按滑坡推力和库仑主动土压力进行设计计算,Ⅳ型抗滑桩共7根。设计荷载取437.32kN/m,采用矩形截面,尺寸1.5m×2.0m。

4.2强变形区

为了防止滑坡体失稳,对滑坡区陡坎坡脚布设联系梁,共布置2段,总长度300.0m,采用锚杆格构护坡面积2480m2,坡比为1:1;钢筋混凝土格构护坡采用方格型,净间距2.5m。联系梁截面尺寸为0.5m×1.0m,采用C25钢筋混凝土进行浇筑。护坡格构截面尺寸为0.3m×0.3m,采用C20钢筋混凝土进行浇筑。

4.3弱变形区

结合保护对象,在前部采用抗滑桩进行有效支挡,此处为最优选择按滑坡推力和库仑主动土压力进行设计计算,I型抗滑桩共9根。设计荷载取245.55kN/m(土压力),采用矩形截面,尺寸1.2m×1.5m。

4.4挡墙加固措施

根据现场各段已有挡墙变形特点,对坡体中下部的外侧边坡采用不同的挡土墙型式。具体为在靠居民处采用墙背直立的梯形截面型式进行加固,在坡体外侧需大面积填方段采用衡重式挡墙加固。

4.5排水沟措施

水是滑坡滑动的必备条件,毛坝子五社滑坡的形成与滑坡滑动前持续降雨有着非常密切的联系,降雨是该滑坡剧烈滑动的主导诱发因素之一。截水沟设计综合考虑工程设置地段地形条件,降雨强度及最大排水量等因素,按最优断面法计算出实用经济断面。沟渠断面为梯形,按规范考虑超高,排水沟进出口平面布置采用喇叭口形状布置。

5结语

人类工程活动已成为导致地质灾害高发的不可忽视的影响因素之一,该项目即是生态环境破坏和地质因素、人类工程活动等综合作用的结果。

本文根据勘查成果,有针对性地提出了“抗滑桩(桩板墙)+联系梁+锚杆格构护坡+排水沟+挡土墙加固”的综合防治措施。

该滑坡的综合治理工程竣工后,经历了三个水文年的运行检验,从运行监测资料来看,治理工程已经起到了明显的效果,防治方案的可行性已得到了初步的验证。

参考文献:

[1]李树德.中国滑坡泥石流灾害的时空分布特点[J].水土保持研究,1999,6(4):33-37.

[2]谭春洋.万源市太平镇毛坝子村五社滑坡治理工程施工图设计[R].达州:四川蜀东地质勘察设计研究院,2013:11-15.

[3]张倬元,王士天,王兰生.工程地质分析原理[M].北京:地质出版社,1994.

[4]王恭先,徐峻龄,刘光代,等.滑坡学与滑坡防治技术[M].北京:中国铁道出版社,2004:355-375.

作者简介:

谭春洋(1984-),男,四川省岳池县人,本科,工程师,现任四川省煤田地质局一三七队工程管理公司副经理,四川省青年联合会第十三届委员会委员;主要从事水文地质、工程地质、环境地质及地质灾害防治等方面的研究。

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