高速公路滑坡因素研究
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编者按：本论文主要从滑坡概况；地质条件；滑坡机理分析；滑动面参数取值；设计方案等进行讲述，包括了引起滑坡的主要原因、滑坡形成过程、滑坡特征、滑坡预测、施工单位应随时掌握滑坡处治施工整个过程中的边坡动态变化、滑坡施工时,应注意从上到下分级、分区域施工,开挖一级,加固和防护一级等，具体资料请见：
论文摘要:通过对某滑坡山段地形、地貌及地质条件的分析,论述了该路堑边坡产生滑坡的原因、滑坡的形态特征,反分析了滑动面的力学参数,并在滑坡稳定性分析的基础上,提出了经济、合理的处治措施。
1滑坡概况
滑坡位于正在建设的高速公路右侧路堑位置。该场地原始地形为丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基标高约450m。高速公路由东北至西南方向穿过滑坡区,并在山体南侧区域进行了部分切方,在高速公路右侧形成长约170m,最大高度约25m的路堑边坡。该边坡原设计方案为自路基右侧向上分别按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三级放坡,边坡开挖完后出现山体滑坡。滑坡位于右侧16m~80m范围内,山体坡度多在30°~45°之间。距路基最远处裂缝,距右侧80m,裂缝宽约10cm~15cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48m,裂缝宽约2.5m~3.0m,深约4m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育2条宽约10cm~15cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16m。滑坡后缘自然边坡较平缓,倾角约20°~30°。坡体上方有一灌溉水沟,水沟宽约20cm。
2地质条件
根据区域地质调查报告以及滑坡区的地质勘察结果可知,滑坡区路线左侧500m左右发育大洪山断裂,属压扭性断裂,断裂带走向大致为240°,与路线走向大致平行,倾向东南,倾角约60°~70°。该滑坡工点离断裂带较远,受断层影响小。滑坡山体岩性为板溪群砂质板岩,砂质板岩一般倾向140°~150°,倾角30°~45°;主要发育有两组节理,一组顺层,另一组220°~230°∠70°~80°,节理面一般较平直,间距一般0.1m~0.3m。勘察区地下水类型主要为孔隙潜水和基岩裂隙潜水,主要补给来源为大气降水。
1)孔隙潜水主要赋存于第四系亚黏土中。亚黏土透水性弱,水量小,主要接受大气降水补给,以渗流形式向冲沟中排泄。
2)基岩裂隙潜水主要赋存于基岩裂隙中。砂质板岩由于节理裂隙发育,岩石较破碎,因而其透水性和富水性较好,且与上部孔隙水连通。
3滑坡机理分析
3.1引起滑坡的主要原因
1)在地质构造上,坡体表层为全、强风化岩层,岩性较软弱,岩石破碎,节理裂隙发育;
2)路堑边坡开挖后,造成坡体岩层层面临空,使坡体上的岩土体失去平衡;
3)路堑的开挖和削坡,破坏了坡体原有的平衡,同时坡体的卸荷,造成坡体节理裂隙张开,为坡体上水的入渗提供了通道,而灌溉水沟的存在又为坡体滑动提供了水源;
4)下渗的水软化强风化板岩和其中的泥质,为滑坡的最终形成提供了有利条件。
3.2滑坡形成过程
该滑坡边坡原设计为三级边坡,第一,第二,第三级边坡坡比分别为1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。边坡开挖完后,2005年9月份发现坡体上产生裂缝。现情况下滑坡后缘壁总体上呈抛物线形,距路基最远处裂缝,位于右侧80m,裂缝宽约10cm~15cm。坡体上裂缝宽度最大处,位于右侧48m,裂缝宽约2.5m~3.0m,深约4m,裂缝倾角陡立。在这两裂缝之间大致等间距发育3条宽约10cm~15cm的裂缝。滑坡前缘剪出口距离中线约16m。
3.3滑坡特征
滑坡位于路线右侧,从原开挖一级边坡临空面剪出,规模巨大,周界清晰,影响范围较大,前缘至路堑坡脚附近以上5m左右,后缘至路堑坡顶以外50m附近,整体上滑动面大致顺岩层产状滑动,滑动方向大致垂直于路线走向,滑向路基,滑体沿滑动方向长约76m,垂直于滑动方向顺路线长度约210m,前后缘高差达38m,通过断面法计算,滑体体积约96000m3。
3.3.1滑动面(带)、滑床、滑体、滑坡后缘及滑坡剪出口滑坡位于路线右侧,滑动方向与路线大致垂直,滑向路基。滑床主要为强~弱风化砂质板岩,滑动面总体上大致呈直线形,后部较陡,前部较缓,前部产状主要由板岩强风化上带底界线控制。滑带土成分主要为强风化砂质板岩,含较多的泥质,见错动形成的孔隙,饱水,较松散,滑带土厚约1.5m~2.0m。滑体主要由全、强风化砂质板岩组成,滑体厚度一般10.0m~15.8m。在滑体中局部存在次一级滑动面,滑坡后缘主要为砂质板岩,地形相对较平缓,剪出口基本位于一级开挖边坡临空面上。
3.3.2滑坡体地下水位
坡体的地下水位从目前情况看较低,滑坡体地下水位埋深一般为16.8m~21.2m,位于滑动面以下。
3.4滑坡预测
根据现有情况,若不对滑坡进行处治,滑坡体将进一步活动,滑体范围将进一步扩大。
4滑动面参数取值
根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态,采用反演分析方法,选取典型的横断面反算滑面的力学参数,并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一,在滑坡稳定性分析中,均考虑了地下水的场应力。滑动面残余抗剪强度反算结果见表1。
5设计方案
按照“安全、环保、舒适、美观”的原则,在满足安全和规范要求的前提下,考虑施工技术的可行性和经济上的合理性,同时根据场地地形、工程地质条件及本合同段现场实际情况,对滑坡体进行处理。
考虑到滑坡体松散、破碎,对滑体采取放坡卸载后,滑坡体将趋于稳定。但卸载后滑坡后缘将形成30m高的边坡,岩性为全、强风化砂质板岩,岩体破碎,坡体上部岩性较软,含泥质,且为顺向坡,岩层临空出露,边坡稳定性差。根据计算可知,后缘边坡按1∶1放坡后的安全系数为1.041,边坡是稳定但不安全的,应对其采取加固措施。
具体整治方案如下:自路基右侧起按六级台阶放坡:第一、第二级边坡高度均为7.5m,采用1∶2放坡;第三级边坡高度为6m,采用1∶2.5放坡,将滑体大部分清除,坡面采用植草防护;第四、第五、第六级边坡高度为10m,采用1∶1放坡。其中第六级边坡局部地段,按坡顶地形标高控制,坡面采用锚杆+钢筋混凝土人字形骨架内植草防护。另外,在各级边坡的坡脚处均设置2.0m的平台,以便边坡体排水。
6施工注意事项所有坡面须按照公路沿线通用标准进行绿化施工,绿化植被需选择适合当地气候条件、适合当地生长的植物。
1)滑坡施工时,应注意从上到下分级、分区域施工,开挖一级,加固和防护一级。2)坡顶截水沟应平顺,避免陡降及突变;六级边坡坡脚处平台上设计的灌溉水沟,左右两侧与原有灌溉水沟平顺连接,同时要注意防渗处理。3)排水沟应每隔4m~6m设一伸缩缝,用沥青麻筋塞实。4)锚孔成孔需采用干法施工,成孔后应清孔,若垮孔,应用套管护壁钻进。
施工单位应随时掌握滑坡处治施工整个过程中的边坡动态变化,及时预报施工中出现的问题,并把获得的信息及时反馈到设计方,据此指导施工和完善设计工作。其他未尽事宜应满足相应规范规程要求。
