安徽池州貴池某安置點(diǎn)山體邊坡支護(hù)工程設(shè)計

鄒文軍

(安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局324地質(zhì)隊，安徽 池州 247100)

0 引言

池州貴池某安置點(diǎn)位于山體附近，該山體土質(zhì)疏松[1]，經(jīng)雨水沖刷山體已出現(xiàn)滑坡現(xiàn)象，存在重大安全隱患[2]。為預(yù)防滑坡地質(zhì)災(zāi)害，保障人民生命財產(chǎn)安全[3]，文章對該區(qū)域的地質(zhì)與工程條件進(jìn)行分析研究，并結(jié)合地質(zhì)條件及邊坡穩(wěn)定性，提出山體邊坡支護(hù)工程設(shè)計方案，對消除該安置點(diǎn)安全隱患具有重要意義。

1 工程現(xiàn)狀概況

池州貴池某安置點(diǎn)因二期山體已開挖并形成現(xiàn)狀邊坡，形態(tài)較復(fù)雜[4]，且具有較大安全隱患，分四段描述，編號分別為1段、2段、3-1段、3-2段(圖1)。

1段邊坡為單級放坡，走向北東，長近70 m，坡度近45°，邊坡相對高差1～3 m，邊坡中部區(qū)段高差最大，向兩側(cè)逐漸降低。坡底高程44～45.5 m。

2段邊坡為4級放坡，從上至下1級坡走向北西，長近19 m，坡度近45°，邊坡相對高差3～3.5 m，1平臺寬度3～7 m，平臺高程61.5 m左右；2級坡走向北西，長近26 m，坡度近45°，邊坡相對高差5 m，二級平臺寬度2～7 m，平臺高程53.80 m左右；3級坡走向北西，長近48 m，坡度近45°，邊坡相對高差3.5 m，三級平臺寬度1～5 m，平臺高程50.5 m左右；4級坡走向北西，長近53 m，坡度近45°，邊坡相對高差4 m，坡底高程45.5 m左右。

3-1段邊坡為3級放坡，從上至下1級坡走向北北西，長近40 m，坡度近45°，邊坡相對高差4～10 m，1級平臺寬度2.5 m左右，平臺高程60～62 m；2級坡總體走向北北西，長近75 m，坡度近45°，邊坡相對高差7～8.5 m，二級平臺寬度3～10 m，局部近12 m，平臺高程51～52 m；3級坡走向北西，長近60 m，坡度近45°，邊坡相對高差4.5～6 m，坡底高程45 m左右。

3-2段邊坡為3級放坡，從上至下1級坡走向北東，長近63 m，坡度近45°，邊坡相對高差9～10 m，1級平臺寬度1.5～2.5 m，平臺高程58.5～60 m；

圖1 某安置點(diǎn)山體邊坡支護(hù)工程總設(shè)計平面圖

2級坡總體走向北東，長近90 m，坡度近45°，邊坡相對高差3～8 m，二級平臺寬度5～12 m，平臺高程51～52 m；3級坡走向北東，長近117 m，坡度近45°，邊坡相對高差1～6 m，坡底高程44 m左右。

2 區(qū)域地質(zhì)概況

安置點(diǎn)所屬區(qū)域大地構(gòu)造單元劃分隸屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(I)下?lián)P子臺坳(II)沿江拱斷褶帶(III)安慶凹褶束(IV)南緣[5]。區(qū)域構(gòu)造屬貴池背向斜帶，褶皺形態(tài)呈北東東向長條狀，斷裂構(gòu)造較發(fā)育[6]。地層分區(qū)屬揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)貴池地層小區(qū)。

2.1 地層

區(qū)域地層自志留系下統(tǒng)高家邊組—三疊系下統(tǒng)和龍山組出露較連續(xù)，第四系主要分布于山間凹地。勘察區(qū)主要出露二疊系棲霞組及二疊系孤峰組地層。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震

2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域構(gòu)造屬貴池背向斜帶中的涓橋向斜。涓橋向斜位于貴池背向斜北部，自銅山經(jīng)涓橋、池州市至馬衙一帶分布，核部地層由三疊系地層組成，褶皺被一系列斷層破壞較嚴(yán)重，兩翼地層出露不全，東段遭花園鞏巖體破壞。主體軸跡南西段為北東走向，向北東轉(zhuǎn)為近東西向。

勘察區(qū)分布在涓橋向斜的翼部，該區(qū)斷層較發(fā)育，但均為前第四系斷層(非全新世活動斷裂)，對本區(qū)穩(wěn)定性無影響。

2.2.2 地震活動情況

區(qū)域上勘察區(qū)位于華北地震區(qū)的南部，跨越郯廬地震帶和長江下游—黃海地震帶。據(jù)歷史地震目錄，本區(qū)地震活動強(qiáng)度和頻度相對較低，一般0.5～2級，地震基本烈度為Ⅵ度區(qū)。綜合來看，本區(qū)地震多為受外圍地區(qū)中強(qiáng)地震影響所致，屬弱震區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較好。

3 水文、工程地質(zhì)特征

3.1 水文地質(zhì)特征

根據(jù)區(qū)域地層巖性、含水特征及相對富水性差異，區(qū)內(nèi)可劃分為第四系松散巖類孔隙含水巖組、二疊系孤峰組碎屑巖、二疊系棲霞組碳酸鹽巖類巖溶含水巖組。

3.1.1 第四系松散巖類孔隙含水巖組

由第四系全新統(tǒng)洪沖積及殘坡積層構(gòu)成，洪沖積分布于山間谷地及河谷處。其上部巖性為含碎石粉質(zhì)黏土，黏土夾少量細(xì)粉砂，下部為碎石土。殘坡積層成分為含碎石粉質(zhì)黏土、含碎石黏土，一般透水而不含水。地下水水力性質(zhì)為無壓水，水位埋深隨地形變化，且季節(jié)性水位變化較大。水質(zhì)類型為HCO3—Ca型水。受大氣降水補(bǔ)給，并補(bǔ)給下伏基巖或季節(jié)性與地表水相互補(bǔ)給。

3.1.2 二疊系孤峰組碎屑巖裂隙含水巖組

二疊系孤峰組(P1g)頁巖含水層分布于工作區(qū)內(nèi)。巖性為薄層硅質(zhì)巖、鈣質(zhì)頁巖泥質(zhì)頁巖等。受大氣降水及區(qū)域徑流補(bǔ)給，與下部含水層聯(lián)系密切。

3.1.3 二疊系碳酸鹽巖類巖溶含水巖組

棲霞組(P1q)根據(jù)巖性分成上、下兩個巖性段。上段(P1q2)巖性為中厚層狀燧石結(jié)核或條帶狀生物碎屑微晶灰?guī)r及含炭質(zhì)生物碎屑灰?guī)r；下段(P1q1)巖性為中厚層狀瀝青質(zhì)灰?guī)r夾薄層炭質(zhì)頁巖，底部為炭質(zhì)頁巖、粉砂質(zhì)頁巖及煤層。

3.2 工程地質(zhì)特征

3.2.1 地層時代及成因類型

根據(jù)野外調(diào)查及鉆探揭露的地層和堆積物沉積韻律特征，該區(qū)域地層由新到老依次為：第四系耕植層(Qpd)，二疊系下統(tǒng)(P1)沉積巖。巖性主要由耕植土、頁巖、灰?guī)r等組成。

3.2.2 邊坡巖土構(gòu)成及巖性特征

區(qū)域場地巖土依層序分為耕植土、全風(fēng)化泥質(zhì)頁巖與全風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖互層、全風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖和中風(fēng)化燧石灰?guī)r。

耕植土主要由黏土、粉質(zhì)黏土組成，夾雜少量鈣質(zhì)頁巖、硅質(zhì)巖碎石，含大量植物根系，該層主要分布在坡頂、邊坡平臺及坡角處。層厚0.30～2.00 m，平均0.94 m。

全風(fēng)化泥質(zhì)頁巖與全風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖互層絕大部分已風(fēng)化成黏土，硬可塑狀，干強(qiáng)度高，低壓縮性，高韌性，無搖振反應(yīng)；原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，原巖為微晶結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，主要成分為泥質(zhì)、方解石等；局部夾硅質(zhì)巖，黑色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，主要成分為硅質(zhì)、炭質(zhì)。巖石堅硬，性脆，敲易碎；該層巖芯大部分為泥柱狀，局部碎屑狀(硅質(zhì)巖碎塊)。層厚2.00～21.00 m，平均11.58 m。該層全場地分布，土體具有膨脹性，自由膨脹率為40%～58%，膨脹潛勢為弱。

全風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖絕大部分已風(fēng)化成黏土，硬塑狀，干強(qiáng)度高，低壓縮性，高韌性，無搖振反應(yīng)；原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造基本破壞，但尚可辨認(rèn)，有殘余結(jié)構(gòu)強(qiáng)度，原巖為微晶結(jié)構(gòu)，頁理構(gòu)造，主要成分為方解石、泥質(zhì)等；巖芯呈泥柱狀。層厚1.00～2.80 m，平均1.99 m。該層全場地分布，土體具有膨脹性，自由膨脹率為40%～55%，膨脹潛勢為弱。

中風(fēng)化燧石灰?guī)r主要成分由方解石、燧石(硅質(zhì))、少量炭質(zhì)等組成。燧石呈致密結(jié)構(gòu)；方解石細(xì)脈沿裂隙充填并膠結(jié)。巖芯以長柱狀為主,次為柱狀,少量塊狀；巖石屬較硬巖；巖體較完整；RQD(Rock Quality Designation,巖石質(zhì)量指標(biāo))為77%～85%，巖石質(zhì)量屬較好的；巖體基本質(zhì)量等級Ⅲ級；該層鉆探深度范圍內(nèi)發(fā)育溶洞，溶洞大部分全充填，充填物為黏土。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

力學(xué)性質(zhì)指標(biāo)統(tǒng)計分析中要求鉆探土樣質(zhì)量等級達(dá)到Ⅰ級，在選用各項指標(biāo)時應(yīng)根據(jù)指標(biāo)性質(zhì)，按不利組合選用，當(dāng)統(tǒng)計子樣大于等于6時，采用下式對平均值進(jìn)行修正后作為標(biāo)準(zhǔn)值使用；當(dāng)統(tǒng)計子樣小于6時，采用最大或最小平均值或根據(jù)經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行修正后使用。修正公式如下：

φk=γsφm

(1)

(2)

式中：φk為巖土指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值；φm為巖土指標(biāo)平均值；γs為統(tǒng)計修正系數(shù)；n為統(tǒng)計頻數(shù)；δ為變異系數(shù)；±則按不利組合取“+”號或“-”號。統(tǒng)計修正系數(shù)也可按經(jīng)驗(yàn)采用。

在室內(nèi)試驗(yàn)參數(shù)統(tǒng)計分析、經(jīng)驗(yàn)類比和反演分析的基礎(chǔ)上，提出邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)建議值(表1)。

表1 邊坡穩(wěn)定性計算參數(shù)表

5 支護(hù)設(shè)計

根據(jù)該區(qū)域的區(qū)域水文、工程地質(zhì)條件，并結(jié)合邊坡穩(wěn)定性參數(shù)，擬采用坡率法解決整體邊坡穩(wěn)定性，采用重力式擋土墻增強(qiáng)坡腳穩(wěn)定性。

(1)坡腳毛石擋土墻：坡腳設(shè)置重力式毛石擋土墻，頂寬1.2 m，底寬1.96 m，高3.2 m，自室外地表以上高度2.0 m，埋置深度1.2 m。

(2)一級邊坡：該段邊坡長約332 m，坡腳高程+42.4～+44.4 m，坡頂高程+49.4～+51.4 m，本級邊坡高度為7.0 m，坡腳為已建一期混凝土通道。本級邊坡需要剝離土石方和修整邊坡、平臺，坡腳施工排水溝、消能池。坡面采用SPF掛網(wǎng)噴播植被支護(hù)及平臺綠化。

(3)二級邊坡：該段邊坡長約318 m，坡腳高程+49.4～+51.4 m，坡頂高程+54.4～+56.4 m，邊坡高度約為5.0 m。由于邊坡前期開挖造成的影響，本級平臺寬度不一，擬建寬度2.0～8.5 m的安全平臺。本級邊坡需要清除滑塌土方，剝離土石方和修整邊坡、平臺，坡腳施工排水溝、消能池。坡面采用SPF掛網(wǎng)噴播植被支護(hù)及平臺綠化。

(4)三級邊坡：該段邊坡長約277 m，坡腳高程+49.4～+51.4 m，坡頂高程+54.4～+56.4 m，邊坡高度約為5.0 m。由于邊坡前期開挖造成的影響，本級坡率不一，本級平臺寬度也不一，擬建寬度2.0～4.0 m的安全平臺。本級邊坡需要清除滑塌土方、剝離土石方和修整邊坡、平臺，坡腳施工排水溝、消能池。坡面采用SPF掛網(wǎng)噴播植被支護(hù)及平臺綠化。

(5)四級邊坡：該段邊坡長約237 m，坡腳高程+54.4～+56.4 m，坡頂高程+59.4～+61.4 m，邊坡高度約為5.0 m。擬建寬度2.0 m的安全平臺。由于邊坡前期開挖造成的影響，本級坡率不一。本級邊坡需要清除滑塌土方、剝離土石方和修整邊坡、平臺，坡腳施工排水溝、消能池。坡面采用SPF掛網(wǎng)噴播植被支護(hù)及平臺綠化。

(6)五級邊坡：該段邊坡長約176 m，坡腳高程+59.4～+61.4 m，坡頂高程+64.4～+69.3 m，邊坡高度約為5.0～8.17 m。擬建寬度2.0 m的安全平臺。由于邊坡前期開挖造成的影響，本級坡率不一；由于毗鄰坡頂，邊坡高度不一。本級邊坡需要清除滑塌土方、剝離土石方和修整邊坡、截水溝。坡面采用SPF掛網(wǎng)噴播植被支護(hù)及坡頂綠化。

6 結(jié)論

(1)該區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層基本呈一單斜構(gòu)造，巖層傾向與坡向相反。區(qū)域附近未發(fā)現(xiàn)斷層、強(qiáng)烈褶曲及巖漿活動。裂隙構(gòu)造在滑坡區(qū)較發(fā)育，是區(qū)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)面之一。巖層基本為薄層狀構(gòu)造，在構(gòu)造節(jié)理和風(fēng)化裂隙的共同作用下，邊坡巖體結(jié)構(gòu)較破碎，邊坡巖體類型為Ⅲ類，且該區(qū)域地震活動性不高，邊坡受地震破壞的可能性較低。

(2)該區(qū)域水文地質(zhì)條件簡單，地下水類型主要分為孔隙潛水及基巖裂隙水、巖溶裂隙水，孔隙潛水主要賦存于第1層耕植土中；基巖裂隙水主要賦存在全風(fēng)化泥質(zhì)頁巖及全風(fēng)化鈣質(zhì)頁巖中；巖溶裂隙水主要賦存在燧石灰?guī)r中，且對混凝土結(jié)構(gòu)及鋼筋砼結(jié)構(gòu)中的鋼筋具微腐蝕性。

(3)對邊坡穩(wěn)定性參數(shù)分析及提出的針對性防護(hù)措施具有科學(xué)性與可行性。