劉 波 ,肖博之
峨邊縣羊竹壩崩塌工程地質條件及邊坡穩定性評價
劉波 ,肖博之
(四川省冶金地質勘查局水文工程大隊,四川 郫縣611730)
崩塌區位于大渡河右岸,冰水堆積及河流侵蝕低山地貌區。崩塌區斜坡地帶多被灌木、喬木覆蓋,為單面坡,局部呈凹腔負地形。通過對沙坪鎮羊竹壩崩塌工程地質條件的研究及對該區邊坡穩定性進行評價,認為邊坡整體穩定性較好,但應注意長期表層土層垮塌形成危石帶來的危害。因此應對崩塌區地質災害進行治理。
崩塌;邊坡穩定性;評價;羊竹壩
峨邊縣縣城北臨大渡河,成昆鐵路縱貫南北,地處樂(山)西(昌)公路(S306 線)與夾(江)美(姑)公路交匯處。羊竹壩崩塌位于峨邊彝族自治縣城區東側,行政區劃屬峨邊縣沙坪鎮新聲村1社,坡腳為峨邊縣銅河公路。
崩塌區位于大渡河右岸,屬冰水堆積及河流侵蝕低山地貌區。崩塌區斜坡地帶多被灌木、喬木覆蓋,為單面坡,坡面長約450m,高差約20~100m;斜坡坡面近南北展布,坡向約260°~280°,北段坡度約40°~64°,南段多呈10~70m的直立邊坡,局部呈凹腔負地形;坡頂為臺地地貌,地形坡度約8°~15°,主要為旱地或林地;坡腳為銅河路及大渡河??傮w看,崩塌區斜坡地形條件較復雜,相對高差較大,斜坡高陡,臨空條件好。
1.1地層巖性
崩塌區出露地層主要為第四系上更新統冰水堆積層(Q3fgl)。區內該地層主要為塊(漂)碎(卵)石土,局部夾透鏡狀圓礫土或粉質粘土,呈密實狀,其中塊(漂)碎(卵)石約占70%,角(礫)石約占15%,其余為粉、粘粒及砂粒充填,膠結程度好。石質成分主要由玄武巖、凝灰巖等組成,礫徑大小不等,一般150~2 000mm,最大約6 700mm,磨圓度一般,多呈次棱角狀、次圓狀等。該層厚度50~100m,為崩塌區主要出露地層(照片1、2)。
1.2地質構造
崩塌區位于峨邊斷層下盤,地層為單斜構造,具輕微揉皺現象,巖層優勢產狀319°∠51°,為切向坡,場區附近主要發育有兩組節理裂隙。
J1組:產狀23°∠82°,發育間距0.2~2.0m,延伸長度5~10m;淺表張開,見泥質充填,裂隙面較平直。J2組:產狀104°∠73°,發育間距0.2~1.0m,延伸長度2~5m;張開~閉合,淺表見泥質充填,裂隙面較平直。據調查,該區崩塌災害類型為土質邊坡和危石,地質構造對崩塌區穩定性影響微弱。

照片1 邊坡局部土層結構

照片2 邊坡局部土層結構
2.1 邊坡的基本特征
根據調查,該崩塌區邊坡為土質邊坡,形成于上世紀60年代初,因銅河路開挖切坡形成,長約450m,切坡高約10~60m,近南-北向展布,坡向約260°~280°;土質成分為第四系更新統冰水堆積層(Q3fgl)漂、卵石土,其結構致密(照片3、4),屬等厚土質邊坡。
2.2邊坡的變形特征
根據調查,該邊坡內無排水設施,未發現有整體變形現象,但表層土體受生物(主要為植被)、地震及雨水侵蝕等作用使其結構變得較疏松,在長期受到坡面雨水沖蝕或凹槽集中水體沖涮而造成局部土體小型垮塌現象,目前相對較大的崩滑體有5處(照片5、6、7、8、9)。
BH1崩滑體:橫向寬15m,縱向長約5m,厚約2~4m,方量約220m3,堆積于銅河路內側,并形成20°~35°斜坡地貌。該堆積體為長期多次崩塌自然堆積而成,主要為漂、卵石夾少量細顆粒充填物,粗顆粒粒徑一般10~40cm,單次坍塌方量約2~4m3,目前整體處于穩定狀態,由于雨季溝水的長期集中沖蝕作用,頂部發育有危石1處。

照片3邊坡局部土層結構

照片4 開挖形成的直立邊坡

照片5 BH1形態

照片6 BH2形態

照片7 BH3形態
BH2崩滑體:橫向寬20m,縱向長約7m,厚約2~4m,方量約420m3,堆積于銅河路內側,形成20°~30°斜坡地貌。該堆積體為上部坡體土在溝水集中沖蝕作用下多次崩塌堆積而成,主要由漂(塊)、卵石組成,一般粒徑約15~50cm,最大粒徑約80cm,單次坍塌方量約3~5m3,目前整體處于穩定狀態。
BH3崩滑體:橫向寬25m,縱向長約6m,厚約3~5m,方量約600m3,處于陡斜坡坡腳,地表形成20°~30°斜坡地貌。該堆積體為多次土體崩塌堆積而成,主要由卵、礫石土組成,含少量漂(塊)石,其中漂、卵石約占65%,余為礫砂充充填,一般粒徑約1~35cm,最大粒徑約60cm,單次坍塌方量約3~5m3,整體處于穩定狀態。
BH4崩滑體:橫向寬8m,縱向長約3m,厚約1~3m,方量約35m3,處于陡斜坡坡腳,地表形成10°~15°的斜坡。該堆積體為“4.20”蘆山地震后由于降雨作用一次垮塌堆積形成,主要由礫砂組成,約含30%卵(碎)石,5%漂石,最大粒徑約30cm。堆積體處目前處于穩定狀態。
BH5滑塌體:位于勘查區北端,橫向寬26m,縱向長約12m,厚約5~8m,方量約2 000m3,由于2012年坡腳修建房屋時開挖坡腳形成新的直立臨空面,在雨水的浸蝕作用下引起淺部土體滑移,并對該段公路造成了一定程度的堵塞?,F已對滑塌體進行了清除,并在滑塌體前緣采用了加筋混凝土攔墻支擋。擋墻未發生變形破壞,該滑塌體目前處于穩定狀態。

照片8 BH4形態

照片9 BH5形態
2.3邊坡土體物理力學性質指標
根據調查,構成該段邊坡的巖土體主要為第四系更新統漂、卵石土,為典型的不均勻土體,其結構致密,根據場區內土體結構特征,并結合《建筑地基基礎設計規范》(GB50007-2011)、《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)、工程地質手冊(第四版)及樂雅、雅瀘高速公路針對第四系更新統冰水堆積層試驗成果,該邊坡土質力學指標取值見表。

邊坡土體力學指標統計值表
3.1邊坡穩定性定性分析
根據前述,該邊坡體主要由第四系更新統冰水堆積層組成,成分以致密狀漂、卵石土為主,由于公路的修建,在坡體內形成了新的高陡臨空面,引起土體產生卸荷回彈效應,并導致邊坡應力的重分布等效應,為適應這種應力狀態的變化,土體將發生不同形式和不同規模的變形與破壞。另外,由于生物(主要為植被)、地震等對淺部土體結構的破壞,使其變得疏松,在長期遭受降雨浸蝕作用下,使松散土體的強度降低,從而降低了淺表土體的穩定性,易形成小型的表層滑塌體。邊坡自形成以來的主要變形現象為雨水沖蝕或凹槽集中水體沖涮而造成局部淺表松散土體垮塌現象,邊坡體未發現有明顯的整體變形、位移等跡象,其整體穩定性較好。
3.2邊坡穩定性定量分析
本次計算斷面的選擇參照《建筑邊坡工程技術規范》(GB50330-2002)及《滑坡防治工程勘查規范》(DZ/T0218—2006)按30~70m勘探線間距布置計算斷面進行計算。本次根據已確定的邊坡前緣可能剪出口,由北京理正軟件模擬現場情況自動搜索出各計算斷面可能產生的最危險滑動面,進行邊坡穩定性驗算及推力計算,目的是為邊坡穩定性評價及防治提供依據。由分析統計數據可知:邊坡在天然及地震情況條件下處于穩定狀態,暴雨情況下呈穩定~基本穩定狀態,邊坡整體穩定性較好。
3.3邊坡穩定性綜合分析
通過對該土質邊坡定性、定量分析評價,邊坡發生整體變形的可能性小,但淺表松散層在雨水浸蝕及自重作用下發生小型滑塌的可能性大,須采取適宜的防護措施。
3.4邊坡發展趨勢分析
邊坡現狀整體穩定性較好,但是淺表土體在生物(主要是植被)、水流浸蝕等破壞作用下,使其結構變得較疏松,而松散層在降雨及地震等作用下抗剪強度降低,易發生表層土體滑塌破壞現象,長期的表層土層垮塌還可能導致土體中粗顆粒成分裸露、懸空等,進而形成危石。
3.5危害對象
該段邊坡危害對象主要為坡腳的銅河公路,一旦發生土質邊坡垮塌將阻礙道路的運營安全和危及過往行人,潛在損失較大。
4.1結論
通過對該崩塌區的勘查工作,基本查明了區內邊坡的工程地質條件,對其穩定性作出了定性和定量分析,提出了防治方案建議,得出主要結論如下:
1)查明了崩塌區的地形地貌、地層巖性、地質構造等工程地質條件。崩塌區地形地貌較簡單,土體結構致密,水文地質條件簡單,不良地質現象較發育,且近期人類工程活動對地質環境破壞程度大。
2)崩塌區內邊坡在天然及地震情況條件下處于穩定狀態,暴雨情況下呈穩定~基本穩定狀態,邊坡整體穩定性較好,但應注意長期表層土層垮塌形成危石帶來的危害。因此應對崩塌區進行治理,最大程度降低對當地居民帶來的威脅。
4.2建議
1)崩塌區地質災害危險程度等級與地質災害防治工程等級均為Ⅲ級,其工程緊迫性一般,建議進行監測預警,特別是暴雨時加強監測,防范于未然。
2)崩塌區如進行城鎮規劃,應針對規劃項目進行專門的地質災害危險性評估,根據評估報告結論進行相應的規劃建設。
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Engineering Geological Conditions and Slope Stability Evaluation of the Yangzhuba Breakdown in Ebian
LIU Bo XIAO Bo-zhi
(Hydrogeological and Engineering Geological Party, Sichuan Bureau of Metallurgical Geological Exploration, Chengdu610501)
The Yangzhuba breakdown in Ebian is located at the right bank of the Dadu River, lying in a fluvioglacial deposit and stream-eroded low hills. The breakdown slope is a monoclinal slope overlain by shrubbery and high forest. This article deals with engineering geological conditions and slope stability evaluation of the Yangzhuba breakdown. Its stability is better, but should pay attention to long-term soil collapse hazard risk.
breakdown; slope stability; evaluation; Yangzhuba
P642.21
A
1006-0995(2015)03-0431-04
10.3969/j.issn.1006-0995.2015.03.027
2014-08-18
劉波(1987-),男,四川資陽人,碩士研究生,從事固體礦產及水工環相關地質工作