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高速公路滑坡因素研究

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高速公路滑坡因素研究

編者按:本論文主要從滑坡概況;地質條件;滑坡機理分析;滑動面參數取值;設計方案等進行講述,包括了引起滑坡的主要原因、滑坡形成過程、滑坡特征、滑坡預測、施工單位應隨時掌握滑坡處治施工整個過程中的邊坡動態變化、滑坡施工時,應注意從上到下分級、分區域施工,開挖一級,加固和防護一級等,具體資料請見:

論文關鍵詞:高速公路滑坡路塹邊坡穩定性

論文摘要:通過對某滑坡山段地形、地貌及地質條件的分析,論述了該路塹邊坡產生滑坡的原因、滑坡的形態特征,反分析了滑動面的力學參數,并在滑坡穩定性分析的基礎上,提出了經濟、合理的處治措施。

1滑坡概況

滑坡位于正在建設的高速公路右側路塹位置。該場地原始地形為丘陵地貌,地面高程440.0m~520.0m,路基標高約450m。高速公路由東北至西南方向穿過滑坡區,并在山體南側區域進行了部分切方,在高速公路右側形成長約170m,最大高度約25m的路塹邊坡。該邊坡原設計方案為自路基右側向上分別按1∶0.5,1∶0.5,1∶0.75分三級放坡,邊坡開挖完后出現山體滑坡。滑坡位于右側16m~80m范圍內,山體坡度多在30°~45°之間。距路基最遠處裂縫,距右側80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側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育2條寬約10cm~15cm的裂縫。滑坡前緣剪出口距離中線約16m。滑坡后緣自然邊坡較平緩,傾角約20°~30°。坡體上方有一灌溉水溝,水溝寬約20cm。

2地質條件

根據區域地質調查報告以及滑坡區的地質勘察結果可知,滑坡區路線左側500m左右發育大洪山斷裂,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°。該滑坡工點離斷裂帶較遠,受斷層影響小。滑坡山體巖性為板溪群砂質板巖,砂質板巖一般傾向140°~150°,傾角30°~45°;主要發育有兩組節理,一組順層,另一組220°~230°∠70°~80°,節理面一般較平直,間距一般0.1m~0.3m。勘察區地下水類型主要為孔隙潛水和基巖裂隙潛水,主要補給來源為大氣降水。

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。砂質板巖由于節理裂隙發育,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滑坡機理分析

3.1引起滑坡的主要原因

1)在地質構造上,坡體表層為全、強風化巖層,巖性較軟弱,巖石破碎,節理裂隙發育;

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,同時坡體的卸荷,造成坡體節理裂隙張開,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提供了水源;

4)下滲的水軟化強風化板巖和其中的泥質,為滑坡的最終形成提供了有利條件。

3.2滑坡形成過程

該滑坡邊坡原設計為三級邊坡,第一,第二,第三級邊坡坡比分別為1∶0.5,1∶0.5和1∶0.75。邊坡開挖完后,2005年9月份發現坡體上產生裂縫。現情況下滑坡后緣壁總體上呈拋物線形,距路基最遠處裂縫,位于右側80m,裂縫寬約10cm~15cm。坡體上裂縫寬度最大處,位于右側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育3條寬約10cm~15cm的裂縫。滑坡前緣剪出口距離中線約16m。

3.3滑坡特征

滑坡位于路線右側,從原開挖一級邊坡臨空面剪出,規模巨大,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,整體上滑動面大致順巖層產狀滑動,滑動方向大致垂直于路線走向,滑向路基,滑體沿滑動方向長約76m,垂直于滑動方向順路線長度約210m,前后緣高差達38m,通過斷面法計算,滑體體積約96000m3。

3.3.1滑動面(帶)、滑床、滑體、滑坡后緣及滑坡剪出口滑坡位于路線右側,滑動方向與路線大致垂直,滑向路基。滑床主要為強~弱風化砂質板巖,滑動面總體上大致呈直線形,后部較陡,前部較緩,前部產狀主要由板巖強風化上帶底界線控制。滑帶土成分主要為強風化砂質板巖,含較多的泥質,見錯動形成的孔隙,飽水,較松散,滑帶土厚約1.5m~2.0m。滑體主要由全、強風化砂質板巖組成,滑體厚度一般10.0m~15.8m。在滑體中局部存在次一級滑動面,滑坡后緣主要為砂質板巖,地形相對較平緩,剪出口基本位于一級開挖邊坡臨空面上。

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,位于滑動面以下。

3.4滑坡預測

根據現有情況,若不對滑坡進行處治,滑坡體將進一步活動,滑體范圍將進一步擴大。

4滑動面參數取值

根據對該滑坡勘察所取得的地質資料及目前滑坡的滑動狀態,采用反演分析方法,選取典型的橫斷面反算滑面的力學參數,并將此反演值作為滑坡處理設計時的參數值。地下水是誘發滑坡的因素之一,在滑坡穩定性分析中,均考慮了地下水的場應力。滑動面殘余抗剪強度反算結果見表1。

5設計方案

按照“安全、環保、舒適、美觀”的原則,在滿足安全和規范要求的前提下,考慮施工技術的可行性和經濟上的合理性,同時根據場地地形、工程地質條件及本合同段現場實際情況,對滑坡體進行處理。

考慮到滑坡體松散、破碎,對滑體采取放坡卸載后,滑坡體將趨于穩定。但卸載后滑坡后緣將形成30m高的邊坡,巖性為全、強風化砂質板巖,巖體破碎,坡體上部巖性較軟,含泥質,且為順向坡,巖層臨空出露,邊坡穩定性差。根據計算可知,后緣邊坡按1∶1放坡后的安全系數為1.041,邊坡是穩定但不安全的,應對其采取加固措施。

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

6施工注意事項所有坡面須按照公路沿線通用標準進行綠化施工,綠化植被需選擇適合當地氣候條件、適合當地生長的植物。

1)滑坡施工時,應注意從上到下分級、分區域施工,開挖一級,加固和防護一級。2)坡頂截水溝應平順,避免陡降及突變;六級邊坡坡腳處平臺上設計的灌溉水溝,左右兩側與原有灌溉水溝平順連接,同時要注意防滲處理。3)排水溝應每隔4m~6m設一伸縮縫,用瀝青麻筋塞實。4)錨孔成孔需采用干法施工,成孔后應清孔,若垮孔,應用套管護壁鉆進。

施工單位應隨時掌握滑坡處治施工整個過程中的邊坡動態變化,及時預報施工中出現的問題,并把獲得的信息及時反饋到設計方,據此指導施工和完善設計工作。其他未盡事宜應滿足相應規范規程要求。

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