李孝平,劉國棟,李 強
(長江三峽勘測研究院有限公司(武漢), 湖北 武漢 430074)
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巴東某滑坡應急搶險治理工程設計
李孝平,劉國棟,李 強
(長江三峽勘測研究院有限公司(武漢), 湖北 武漢 430074)
分析了巴東某滑坡成因,預測了滑坡破壞模式。針對該滑坡體穩定性較差,局部地段穩定問題突出、變形強烈等地質問題,采用了前緣回填壓腳+削方減載+抗滑樁+地表排水+漿砌石拱形骨架護坡等綜合治理方案。滑坡治理后變形已趨于穩定,治理效果較好。
滑坡;破壞模式;治理方案
2011年3月初,巴東縣某新建小區內主干道路基開挖時,路塹邊坡一周內兩次發生小范圍變形,第一次是K4+460~K4+490段北側邊坡發生變形,后緣拉裂縫寬度10~40 cm;一周后,樁號K4+400~K4+460段發生小范圍基巖滑坡。滑坡前緣主干道設計路面高程約440 m,設計最大開挖深度約20 m,滑坡發生時路基尚有2 m未開挖到位,滑坡處于蠕變狀態,降雨或施工會再次引起邊坡失穩。在采用前緣回填壓腳+削方減載+抗滑樁+地表排水+漿砌石拱形骨架護坡等綜合應急搶險治理后,該滑坡已趨于穩定,主干道也順利貫通。
(1) 地形地貌。滑坡地勢總體北東高、南西低,縱向長約90 m,橫向寬約100 m,形態上屬橫長式滑坡。滑坡初期失穩后現狀平面地形呈一不規則的中間鼓肚的圈椅狀,前翹后躺,后部滑壁頂部高程約483 m,滑坡坡腳高程441~446 m,滑坡地形坡角一般19°~42°,橫向不規則,前緣因主干道路基開挖基巖大部裸露。滑坡分布面積約7000 m2,總體積約5.7×104m3。
(2) 地質構造。根據區域地質資料,該滑坡位于斷埡背斜南翼,斷埡背斜從滑坡北部外側通過。滑坡區內發育褶皺構造,褶皺軸位于滑坡前緣,走向55°,北翼地層產狀為320°~350°∠15°~25°,南翼地層產狀為150°~185°∠15°~36°。褶皺軸部巖體裂隙極發育,局部擠壓特征明顯。
(3) 地層巖性。表層覆蓋層第四系松散堆積物,淺表層松散,中下部稍密~中密,呈大小不等的片狀分布,出露基巖地層為三疊系中統巴東組第二段紫紅色鈣質泥巖夾粉砂巖、灰紫色細砂巖。
(4) 水文地質特征。滑坡區內地下水按賦存條件主要分為松散介質孔隙水和碎屑巖裂隙水。總體而言,水量貧瘠,本滑坡區域及周邊未見出水點。
3.1 滑坡變形破壞成因分析[1-2]
根據地質宏觀分析,基巖易滑地層和單斜順向坡是該滑坡發生整體與局部變形的基礎,斷裂與地形切割是滑坡形成的關鍵性因素,小區主干道路的建設對滑坡坡形的改變是滑坡形成的主要誘因。
由于坡體兩次發生失穩,現將該滑坡分為兩個變形區域(見圖1),Ⅰ區樁號范圍K4+460~K4+510,Ⅱ區樁號范圍K4+350~K4+460。Ⅰ區變形主要是邊坡前緣主干道切坡導致覆蓋層發生滑移;Ⅱ區發生失穩是由于路基切斷順向坡的巖層導致整個邊坡向臨空面產生滑移,并牽動下伏基巖局部順層滑移。
3.2 預測變形破壞模式[3]
該滑坡體潛在失穩破壞的方式有如下兩種:
(1) 滑坡體整體失穩,滑坡體沿基巖內已錯動的軟弱夾層發生整體滑移;
(2) 滑坡體局部失穩,在滑坡體中前緣西側變形區、主干道前緣局部變形區,若主干道中前緣滑坡體失穩,變形將繼續向后發展,可能導致坡體發生整體失穩。
從以上理論分析與地表裂縫發展態勢分析,對滑坡變形失穩模式做出初步預測:
(1) “內環”,指局部變形突出、失穩跡象明顯地段,位于滑坡前緣,其上裂縫發育,在降雨等外因作用下可能發生失穩;
(2) “外環”,變形區域基本為滑坡邊界范圍,即整體發生失穩。
3.3 滑坡整體穩定性評價
(1) 該滑坡已經發生失穩,在勢能釋放后變形轉緩,暫時處于勢能進一步聚集狀態,在強降雨、前緣道路施工荷載等因素影響下,整體穩定性將再度降低,并可能再次順層滑動。
(2) 滑體中部未清方到位地段變形強烈,并有淺層滑動剪出跡象。
綜上所述,該滑坡整體已經發生過失穩,穩定性較差,局部地段穩定問題突出、變形強烈、穩定性差。
滑坡治理常用的措施有截排水、抗滑支擋、削方減載、前緣壓腳等,根據引起滑坡變形的原因以及其地質特征綜合選取,并合理安排施工順序,本次應急搶險治理工程選取的治理措施(見圖2)及施工順序如下。
(1) 回填壓腳。在主干道前緣剪出口段實施回填塊石壓腳,小區主干道路塹邊坡開挖造成的坡形改變是本次滑坡變形的誘因,因此目前最緊急的事情是將滑坡前緣臨空面進行臨時壓腳,為實施其它工程措施贏得時間。
(2) 地表裂縫封堵及地表排水。為了盡量減小降水及其它水流通過地表裂縫滲入地下對邊坡的穩定性造成不利,設計采用開挖后回填粘土并夯實的辦法對裂縫進行封閉處理。沿坡頂和馬道上設置截、排水溝,防止雨水進入滑坡體。

圖2 滑坡應急搶險治理方案
(3) 削方減載。清除滑坡后緣北側變形體,并按照1∶2的坡度放坡;對中部南側變形的原房屋平臺進行清方,清理深度初定為2 m,盡可能的清除已剪切變形的土石松散體。
(4) 抗滑支檔。在滑坡中部及小區主干道內側各布置一排懸臂式抗滑樁。小區主干道內側抗滑樁實施完后,才可以挖除主干道臨時前緣壓腳,進行主干道的后續施工。
(5) 坡面防護。受邊坡開挖的影響,坡面巖石出露風化影響著邊坡的整體穩定,本治理工程方案對后緣北側邊坡和兩排抗滑樁之間邊坡的巖土坡面采用漿砌石拱形骨架護坡進行防護。
本應急搶險治理工程實施后,根據滑坡變形監測數據分析,滑坡變形已趨于穩定,小區主、次干道已經順利建成,并已安全運行了3 a,工程治理效果較好。
本滑坡雖然規模較小,但是已經發生了兩次失穩,影響小區道路建設,本次為應急搶險治理工程設計。在分析了發生滑坡成因的基礎上,預測了滑坡的破壞模式,采用了多種措施的綜合治理方案,并確定了實施的先后順序。治理措施實施后,滑坡變形已趨于穩定,工程治理效果較好。
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