高速公路滑坡因素研究

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編者按：本論文主要從滑坡概況；地質(zhì)條件；滑坡機(jī)理分析；滑動(dòng)面參數(shù)取值；設(shè)計(jì)方案等進(jìn)行講述，包括了引起滑坡的主要原因、滑坡形成過程、滑坡特征、滑坡預(yù)測、施工單位應(yīng)隨時(shí)掌握滑坡處治施工整個(gè)過程中的邊坡動(dòng)態(tài)變化、滑坡施工時(shí),應(yīng)注意從上到下分級(jí)、分區(qū)域施工,開挖一級(jí),加固和防護(hù)一級(jí)等，具體資料請見：

論文關(guān)鍵詞:高速公路滑坡路塹邊坡穩(wěn)定性

論文摘要:通過對(duì)某滑坡山段地形、地貌及地質(zhì)條件的分析,論述了該路塹邊坡產(chǎn)生滑坡的原因、滑坡的形態(tài)特征,反分析了滑動(dòng)面的力學(xué)參數(shù),并在滑坡穩(wěn)定性分析的基礎(chǔ)上,提出了經(jīng)濟(jì)、合理的處治措施。

1滑坡概況

滑坡位于正在建設(shè)的高速公路右側(cè)路塹位置。該場地原始地形為丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基標(biāo)高約450m。高速公路由東北至西南方向穿過滑坡區(qū),并在山體南側(cè)區(qū)域進(jìn)行了部分切方,在高速公路右側(cè)形成長約170m,最大高度約25m的路塹邊坡。該邊坡原設(shè)計(jì)方案為自路基右側(cè)向上分別按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三級(jí)放坡,邊坡開挖完后出現(xiàn)山體滑坡。滑坡位于右側(cè)16m~80m范圍內(nèi),山體坡度多在30°~45°之間。距路基最遠(yuǎn)處裂縫,距右側(cè)80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側(cè)48m,裂縫寬約2.5m~3.0m,深約4m,裂縫傾角陡立。在這兩裂縫之間大致等間距發(fā)育2條寬約10cm~15cm的裂縫?；虑熬壖舫隹诰嚯x中線約16m?；潞缶壸匀贿吰螺^平緩,傾角約20°~30°。坡體上方有一灌溉水溝,水溝寬約20cm。

2地質(zhì)條件

根據(jù)區(qū)域地質(zhì)調(diào)查報(bào)告以及滑坡區(qū)的地質(zhì)勘察結(jié)果可知,滑坡區(qū)路線左側(cè)500m左右發(fā)育大洪山斷裂,屬壓扭性斷裂,斷裂帶走向大致為240°,與路線走向大致平行,傾向東南,傾角約60°~70°。該滑坡工點(diǎn)離斷裂帶較遠(yuǎn),受斷層影響小。滑坡山體巖性為板溪群砂質(zhì)板巖,砂質(zhì)板巖一般傾向140°~150°,傾角30°~45°;主要發(fā)育有兩組節(jié)理,一組順層,另一組220°~230°∠70°~80°,節(jié)理面一般較平直,間距一般0.1m~0.3m。勘察區(qū)地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙潛水,主要補(bǔ)給來源為大氣降水。

1)孔隙潛水主要賦存于第四系亞黏土中。亞黏土透水性弱,水量小,主要接受大氣降水補(bǔ)給,以滲流形式向沖溝中排泄。

2)基巖裂隙潛水主要賦存于基巖裂隙中。砂質(zhì)板巖由于節(jié)理裂隙發(fā)育,巖石較破碎,因而其透水性和富水性較好,且與上部孔隙水連通。

3滑坡機(jī)理分析

3.1引起滑坡的主要原因

1)在地質(zhì)構(gòu)造上,坡體表層為全、強(qiáng)風(fēng)化巖層,巖性較軟弱,巖石破碎,節(jié)理裂隙發(fā)育;

2)路塹邊坡開挖后,造成坡體巖層層面臨空,使坡體上的巖土體失去平衡;

3)路塹的開挖和削坡,破壞了坡體原有的平衡,同時(shí)坡體的卸荷,造成坡體節(jié)理裂隙張開,為坡體上水的入滲提供了通道,而灌溉水溝的存在又為坡體滑動(dòng)提供了水源;

4)下滲的水軟化強(qiáng)風(fēng)化板巖和其中的泥質(zhì),為滑坡的最終形成提供了有利條件。

3.2滑坡形成過程

該滑坡邊坡原設(shè)計(jì)為三級(jí)邊坡,第一,第二,第三級(jí)邊坡坡比分別為1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。邊坡開挖完后,2005年9月份發(fā)現(xiàn)坡體上產(chǎn)生裂縫。現(xiàn)情況下滑坡后緣壁總體上呈拋物線形,距路基最遠(yuǎn)處裂縫,位于右側(cè)80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側(cè)48m,裂縫寬約2.5m~3.0m,深約4m,裂縫傾角陡立。在這兩裂縫之間大致等間距發(fā)育3條寬約10cm~15cm的裂縫?；虑熬壖舫隹诰嚯x中線約16m。

3.3滑坡特征

滑坡位于路線右側(cè),從原開挖一級(jí)邊坡臨空面剪出,規(guī)模巨大,周界清晰,影響范圍較大,前緣至路塹坡腳附近以上5m左右,后緣至路塹坡頂以外50m附近,整體上滑動(dòng)面大致順巖層產(chǎn)狀滑動(dòng),滑動(dòng)方向大致垂直于路線走向,滑向路基,滑體沿滑動(dòng)方向長約76m,垂直于滑動(dòng)方向順路線長度約210m,前后緣高差達(dá)38m,通過斷面法計(jì)算,滑體體積約96000m3。

3.3.1滑動(dòng)面(帶)、滑床、滑體、滑坡后緣及滑坡剪出口滑坡位于路線右側(cè),滑動(dòng)方向與路線大致垂直,滑向路基?；仓饕獮閺?qiáng)~弱風(fēng)化砂質(zhì)板巖,滑動(dòng)面總體上大致呈直線形,后部較陡,前部較緩,前部產(chǎn)狀主要由板巖強(qiáng)風(fēng)化上帶底界線控制?；瑤脸煞种饕獮閺?qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖,含較多的泥質(zhì),見錯(cuò)動(dòng)形成的孔隙,飽水,較松散,滑帶土厚約1.5m~2.0m?；w主要由全、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖組成,滑體厚度一般10.0m~15.8m。在滑體中局部存在次一級(jí)滑動(dòng)面,滑坡后緣主要為砂質(zhì)板巖,地形相對(duì)較平緩,剪出口基本位于一級(jí)開挖邊坡臨空面上。

3.3.2滑坡體地下水位

坡體的地下水位從目前情況看較低,滑坡體地下水位埋深一般為16.8m~21.2m,位于滑動(dòng)面以下。

3.4滑坡預(yù)測

根據(jù)現(xiàn)有情況,若不對(duì)滑坡進(jìn)行處治,滑坡體將進(jìn)一步活動(dòng),滑體范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大。

4滑動(dòng)面參數(shù)取值

根據(jù)對(duì)該滑坡勘察所取得的地質(zhì)資料及目前滑坡的滑動(dòng)狀態(tài),采用反演分析方法,選取典型的橫斷面反算滑面的力學(xué)參數(shù),并將此反演值作為滑坡處理設(shè)計(jì)時(shí)的參數(shù)值。地下水是誘發(fā)滑坡的因素之一,在滑坡穩(wěn)定性分析中,均考慮了地下水的場應(yīng)力。滑動(dòng)面殘余抗剪強(qiáng)度反算結(jié)果見表1。

5設(shè)計(jì)方案

按照“安全、環(huán)保、舒適、美觀”的原則,在滿足安全和規(guī)范要求的前提下,考慮施工技術(shù)的可行性和經(jīng)濟(jì)上的合理性,同時(shí)根據(jù)場地地形、工程地質(zhì)條件及本合同段現(xiàn)場實(shí)際情況,對(duì)滑坡體進(jìn)行處理。

考慮到滑坡體松散、破碎,對(duì)滑體采取放坡卸載后,滑坡體將趨于穩(wěn)定。但卸載后滑坡后緣將形成30m高的邊坡,巖性為全、強(qiáng)風(fēng)化砂質(zhì)板巖,巖體破碎,坡體上部巖性較軟,含泥質(zhì),且為順向坡,巖層臨空出露,邊坡穩(wěn)定性差。根據(jù)計(jì)算可知,后緣邊坡按1∶1放坡后的安全系數(shù)為1.041,邊坡是穩(wěn)定但不安全的,應(yīng)對(duì)其采取加固措施。

具體整治方案如下:自路基右側(cè)起按六級(jí)臺(tái)階放坡:第一、第二級(jí)邊坡高度均為7.5m,采用1∶2放坡;第三級(jí)邊坡高度為6m,采用1∶2.5放坡,將滑體大部分清除,坡面采用植草防護(hù);第四、第五、第六級(jí)邊坡高度為10m,采用1∶1放坡。其中第六級(jí)邊坡局部地段,按坡頂?shù)匦螛?biāo)高控制,坡面采用錨桿+鋼筋混凝土人字形骨架內(nèi)植草防護(hù)。另外,在各級(jí)邊坡的坡腳處均設(shè)置2.0m的平臺(tái),以便邊坡體排水。

6施工注意事項(xiàng)所有坡面須按照公路沿線通用標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行綠化施工,綠化植被需選擇適合當(dāng)?shù)貧夂驐l件、適合當(dāng)?shù)厣L的植物。

1)滑坡施工時(shí),應(yīng)注意從上到下分級(jí)、分區(qū)域施工,開挖一級(jí),加固和防護(hù)一級(jí)。2)坡頂截水溝應(yīng)平順,避免陡降及突變;六級(jí)邊坡坡腳處平臺(tái)上設(shè)計(jì)的灌溉水溝,左右兩側(cè)與原有灌溉水溝平順連接,同時(shí)要注意防滲處理。3)排水溝應(yīng)每隔4m~6m設(shè)一伸縮縫,用瀝青麻筋塞實(shí)。4)錨孔成孔需采用干法施工,成孔后應(yīng)清孔,若垮孔,應(yīng)用套管護(hù)壁鉆進(jìn)。

施工單位應(yīng)隨時(shí)掌握滑坡處治施工整個(gè)過程中的邊坡動(dòng)態(tài)變化,及時(shí)預(yù)報(bào)施工中出現(xiàn)的問題,并把獲得的信息及時(shí)反饋到設(shè)計(jì)方,據(jù)此指導(dǎo)施工和完善設(shè)計(jì)工作。其他未盡事宜應(yīng)滿足相應(yīng)規(guī)范規(guī)程要求。