探讨瑞昌市老九驾校西侧滑坡应急治理工程_洪波罗.pdf

2020年第12期西部探矿工程 * 收稿日期 2020-03-17修回日期 2020-03-23 作者简介 洪波罗 （1990-） ， 男 （汉族） ， 江西九江人， 工程师， 现从事地质灾害评估、 勘查、 设计， 矿区水工环工作。 探讨瑞昌市老九驾校西侧滑坡应急治理工程 洪波罗* （江西省地质矿产勘查开发局赣西北大队， 江西 九江 332000） 摘要 以瑞昌市老九驾校西侧滑坡为工程实例， 研究分析滑坡体特征， 通过稳定性分析制定了A′B 段边坡 “抗滑桩坡脚挡土墙” ， AA′、 BC段边坡 “抗滑桩锚索放坡” 的边坡加固处治工程设计方案。 关键词 地质特征； 滑坡； 稳定性分析； 边坡加固 中图分类号 TU424 文献标识码 A 文章编号 1004-5716202012-0013-04 1工程概况 瑞昌市老九驾校西侧滑坡应急治理工程位于瑞昌 市盆城东路以北约150m， 东环路西北侧。滑坡总体坡 向90， 滑坡长度约50m， 宽度约230m， 其中主滑带滑坡 体平均厚约5.0m， 体积约5.7104m3。由于该滑坡和厂 房以及驾校的距离相对较近， 如果出现滑坡现象， 将会 对驾校人员的安全产生严重的威胁， 亟待采取有效的 措施进行处理。 2滑坡体特征及勘察结论 2.1机理分析 通过现场勘察， 导致滑坡出现的原因是外力影 响。该驾校位置处于岗邱斜坡区域， 并且该区域经过 开挖后， 导致其出现前缘临空的情况。岩层倾向和地 形的坡向相同。滑坡表层为松散的土层， 成分种类众 多， 土层的孔隙比相对较大， 风化岩层具有良好的饱水 性， 下面的基岩为滑床的形成提供了便利。同时， 因为 该驾校缺乏良好的排水系统， 导致地表水不能够快速 的排除， 并且随着降雨量的增加， 坡体的含水量不断增 加， 导致表层土中的松散物质不断吸水， 增加荷载量， 土体在自身重力的影响下， 破坏了土地的平衡， 导致滑 坡， 滑坡的显著特征是滑坡进程比较短、 速度比较慢。 2.2地质特点 根据现场测绘及勘探孔资料表明， 滑坡体起始于 北侧老九驾校， 终止于南侧九江天利实业有限公司， 需 要进行治理的长度大概231m。通过现场勘察， 该滑坡 的滑面为椭圆， 滑坡主要由碎石、 表层填土等部分组 成， 各组成部分的含量与厚度不等。根据勘察报告显 示， AA′、 BC段剪出口位于坡脚附近， 后缘位于坡顶， 滑 坡体长约30～40m， 含粘性土碎石厚度较大， 滑面埋深 相对较大， 最深的位置大概5.5m； 滑床的下面是强风化 砂砾岩， 基床的厚度较大， 岩体相对完整， 并且稳定性较 高， 上面为碎石土， 该部分碎石土的粘性较强； 在斜坡 的中下区域出现滑坡剪出口， 剪出口位置的坡度介于 10～30之间， 不存在剪胀明显的情况； 山腰的位置出现 A′B段剪出口， 滑坡的长度介于25.3～30.5m之间， 在滑 面表层埋有深度介于0～4.5m的含粘性碎石。在坡体 后面存在滑坡平台， 存在一定量细小的裂缝， 裂缝的宽 度介于0.5～5.5mm之间， 滑坡顶面的地势比较平坦。 通过对滑坡的坍塌情况进行观察， 发现裂缝内并 没有杂草， 也没其他有填充物， 表明该坡体的滑动现象 出现时间较短。滑带的后缘位置和地面呈90， 整体呈 圆弧状。滑坡裂缝内的土壤湿度比较大， 整体厚度在 8.5m左右， 滑带的主要成分是碎石土， 碎石层的密度较 小， 具有非常大的饱水性和透水性， 在滑坡现象发生中 起了润滑作用。此外， 雨水对风化岩石进行浸泡之后， 基岩层出现快速软化的情况， 导致承载力不断的下降， 影响土体的稳定性， 导致滑坡现象的发生。 3场地工程地质条件 3.1场地地形地貌 瑞昌市位于江西北缘偏西， 地势中高周低， 呈圆拱 形， 由西南向东北倾斜。地貌以丘陵地貌为主， 兼有侵 蚀堆积地貌， 海拔 11～921.6m， 中部青山主峰海拔 921.6m， 为境内的最高峰； 瑞昌有 “七山半水分半田， 一 分道路和庄园” 之说。 本场地属岗丘地貌地段， 场地原始地形起伏较大， 勘察期间地面标高26.18～58.75m， 相对高差32.57m。 13 2020年第12期西部探矿工程 边坡及滑坡体位置原为岗丘斜坡地段， 由于坡场坡脚 遭受人为破坏， 形成了人工开挖的高边坡。 3.2气象特征 本区属大陆温湿性气候带， 年平均气温17.5℃， 年 降雨量1700mm左右， 年日照时数2000h上下， 年无霜 期 240～260d。年均降雨量 1614.32mm， 最大降雨量 2180.3mm （1998 年） ， ≥100mm 暴雨日年平均 1～3d。 每年4～8月降雨量占全年降雨量的63.40。降雨量 年内分配不均， 集中降雨期在每年的3～8月， 占全年降 雨量的74.37， 场地总集水面积约为5km2。 3.3地层岩性 场地内主要出露地层为第四系全新统素填土 （Q4ml） ， 第四系全新统坡洪积粉质粘土 （Q4dlpl） 和第四系 上及中更新统坡洪积层粉质粘土和碎石 （Q2dlpl） 、 志留 系 （S） 砂质泥岩及奥陶系 （O） 石灰岩。 3.4水文地质条件 勘查区地下水类型主要有松散岩土类孔隙水和基 岩风化裂隙水两大类。未发现有明显的地表水。根据 在场地内所取的地下水、 场地土分析报告结合场地中 等透水性地层的渗透条件， 该区域地下水资源丰富， 会 对混凝土和钢筋等产生一定的腐蚀作用， 影响混凝土 和钢筋结构的稳定性。同时， 再加上土体对混凝土和 钢筋也具有比较微弱的腐蚀作用， 两者叠加， 埋下了滑 坡现象发生的隐患， 地下水水质类型以HCO-Ca2 KNa为主。 4边坡加固处治工程设计 该滑坡总共包括AA′、 A′B、 BC三段。其中， AA′的 长度在10.5m左右， 处于滑坡的上游， 该滑坡的坡脚存 在一定长度的基岩出露现象， 表层存在比较厚的残破 积层， 对中上位置的松散土、 高陡边坡产生不良影响， 所以利用锚索联合抗滑桩的方式对其进行加固处理， 保持下部的稳定性和可靠性。A′B段的长度较短， 具有 潜在滑坡的危险， 整体坡度介于30～60之间。A′B段 的坡脚存在人工削坡的情况， 坡度比较大， 高度介于 6.5～8.5m之间， 存在微弱的蠕动现象。因为中上部存 在人工堆积的情况， 对坡体表层产生一定的重力作用， 再加上结构比较松散， 导致A′B段存在滑坡风险。基 岩出露明显， 由于该段地质条件较好， 滑坡体主要以局 部崩塌和浅层滑动结合； 因此该段中上部采用抗滑桩， 下部利用挡墙对滑体进行有效拦截； BC段的长度为 110m， 整个滑动带较短， 坡度较陡， 中上部坡度约50～ 60， 下部约20～30， 由于该段地质条件相对较差， 滑 坡体主要以深层滑动为主， 局部有崩落， 潜在滑坡体厚 度大； 该段目前已出现险情， 中上部深层残坡积层蠕变 明显； 坡脚为天然边坡， 坡度较缓， 该段潜在威胁为第 四纪残坡积层； 同样， BC段也利用锚索联合抗滑桩的 方式进行加固处理， 底部则采用人工削坡的方式， 降低 滑坡风险发生的概率。 4.1边坡稳定性分析 4.1.1定性分析 该驾校与诚木儿童用具厂的西面为A′B段滑坡， 该 段距离两者的距离只有8m左右， 边坡的高度介于25.5～ 29.5m之间， 宽度为119m， 坡度较陡， 介于30～45之 间。同时， A′B段滑坡被开挖过， 高度为8.5m左右。 根据勘察报告， 该边坡的下部主要由砂质泥岩组 成， 上部主要由含粘性碎石以及人工填土两部分组成， 因此， 该边坡属于碎石土边坡。A′B段的下部和中部均 采用人工削坡的方式进行处理， 坡率相对较大， 边坡高 度介于6.5～10.5m之间， 在坡脚位置存在临空现象。 在边坡的表面存在一定厚度的碎石， 在自身重力作用 下， 导致边坡部分区域出现坍塌。此外， 该区域降水量 较大， 降水后土体吸收大量的水分， 增加土体自重， 降 低坡体的整体抗剪强度， 导致坡体出现滑坡的现象， 对 驾校人员和周围建筑安全造成威胁。通过综合分析， A′B段的可靠性和安全性较差， 存在滑坡的风险。 AA′坡段和BC坡段的高度均介于20.5～28.5m之 间， 宽度均为109m左右， 距离驾校和九江天利实业有 效公司房屋建筑的距离介于2.5～10.5m之间。AA′段 滑坡和BC段滑坡的坡度没有A′B短险峻， 但这两个坡 段的下部存在人工堆积物， 坡脚地势平坦， 但坡顶的陡 度相对较大。坡段的部分区域采用较矮的墙体进行挡 土， 但是挡墙的厚度较小。边坡的下部以砂质泥土为 主， 上部主要由含粘性碎石和人工填土组成。根据勘 察报告， AA′坡段和BC坡段都是碎石土边坡， 两者的 可靠性与稳定性都比较差， 存在滑坡的风险。 4.1.2定量分析 此次分别对地貌破坏前和破坏后 （现状） 边坡进行 定量分析， 根据有限元分析， 原始地貌 （破坏前） 边坡潜 在滑动面贯穿整个边坡， 剪出口位于坡脚， 强度折减法 计算边坡安全系数为1.36； 现状 （破坏后） 边坡潜在滑 动面位于坡脚， 区域减小， 边坡安全系数为1.09， 根据 理正条分法计算， 现状 （破坏后） 边坡安全系数为 1.043， 不能满足永久边坡稳定要求， 需加固处理。 本文采用有限元分析方法， 对破坏前后坡段的情 14 2020年第12期西部探矿工程 况实施定量研究。通过分析可知， 在破坏现象发生之 前在坡脚位置出现剪出口， 采用强度折减法进行计算 可知， 破坏发生前的安全系数是1.36 （如图1所示） ， 破 坏发生后的安全系数降低为1.07 （如图2所示） 。 图1破坏前安全系数为1.36 图2破坏后安全系数为1.07 4.2边坡应急治理措施 4.2.1A′B段应急治理措施 A′B段采用 “抗滑桩坡脚挡土墙” 的应急治理措 施， 坡顶和抗滑桩之间采用放坡， 水平间距为12m， 高 度为4m， 坡率为1 ∶3； 抗滑桩与坡脚之间采用分级放 坡， 坡高8m， 坡率为1 ∶ 1.5 ， 并设置马道， 宽约2.0m， 坡 脚采用悬臂式挡墙加固,挡墙高4m， 埋深1.5m， 悬臂高 2.5m。抗滑桩桩长11m， 桩间距4.0m， 抗滑桩截面尺寸 D1.5m1m， 悬臂高度 2.6～4.6m， 嵌固段长度 6.4～ 8.4m； 桩间采用混凝土面板， 面板厚度0.2m； 桩顶采用 连梁， 连梁尺寸D0.8m0.6m。 4.2.2AA′、 BC段应急治理措施 AA′、 BC 段也采用 “抗滑桩锚索放坡” 联合的应 急治理措施， 该段坡顶和抗滑桩之间采用放坡， 水平间 图3现状地貌 （破坏后） 建模 15 2020年第12期西部探矿工程 距为12m， 高度为4m， 坡率为1 ∶ 3； 抗滑桩与坡脚之间 采用分级放坡， 每级坡高4.8m， 坡率为1 ∶ 2.5， 并设置马 道， 宽约2.0m。抗滑桩桩长12m， 桩间距4.0m， 抗滑桩 截面尺寸D1.5m1m， 悬臂高度2.9～5.4m， 嵌固段长 度6.6～9.1m； 桩间采用混凝土面板， 面板厚度0.2m， 面 板高度根据连梁至坡面地面线高度调整； 现场桩顶采 用连梁， 连梁尺寸D0.8m0.6m。 5边坡治理稳定性模拟评估 对公路以外12m进行回填， 坡率为1 ∶ 3， 同时采用 抗滑桩加固， 抗滑桩采用实体单元， 锚索采用杆系单 元； 对坡脚进行削坡， 对临空面进行回填， 回填坡率1 ∶ 2， 同时对坡脚采用挡墙加固， 挡墙采用实体单元。共建3 根桩， 模型如图3、 图4所示。 根据结果， 抗滑桩和挡墙均在安全范围内， 对边坡 加固效果较好。桩身剪应力为50～80kN/m3， 最大值 为122kN/m3， 挡土板剪应力为15～120kN/m3， 锚索轴 力最大值242kN。 参考文献 [1]程惠.歙县徽城镇紫阳村榨川组滑坡地质灾害及应急抢险 治理方案研究[J].西部资源,2019295-97. 图4恢复治理后地貌 （上接第12页） 关区域的专家学者， 和政府主管部门相互配合， 一起制 定一整套健全完善的规章体系， 在该项体系中， 要包含 以下两个方面的内容 大力监督和管理投入与地质灾 害放置的资金， 构建规范的监督体系。第二， 合理地划 分人员工作内容， 明确职责， 使得各个部门员工能够在 工作区域内做好自身的工作， 行使相应的职能。另外 一点， 规范化管理地质灾害防治管理工作， 召集多个领 域的专家以及学者， 明确了解地质灾害在相对区域的 变化规律， 标志出容易出现灾害的区域， 并且制定相关 的预防对策， 在具体工作期间， 始终坚持预防为主、 综 合性治理的基本原则， 构建健全完善的地质灾害管理 对策， 与此同时， 还要强化信息化建设力度， 合理分配 人力以及物力， 配置相应的设备。对于上级主管部门 而言， 应当多和部门相互交流， 共同讨论出解决方案。 管理期间， 要全方面监督和控制地质灾害情况较为复 杂的区域， 重点管理， 以此防止问题的发生。 5总结 金沙集镇区周边一带公路南侧边坡发生崩塌的主 要诱发因素为降雨， 通过对此次崩塌变形破坏特征及 成因的分析， 总结出了相应的地质灾害防治措施， 从而 有效减少类似破坏的发生。 参考文献 [1]唐红梅.群发性崩塌灾害形成机制与减灾技术[D].重庆大学, 2011. 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