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严家坡料场滑坡基本特征与应急抢险工程治理

2018-07-18

山西建筑 2018年17期
关键词:压脚严家料场

罗 雁

(四川省华地建设工程有限责任公司,四川 成都 610081)

严家坡料场位于奉节县永安镇,区内因采石形成了高切坡。2006年7月开始,料场切坡前缘产生垮塌且坡上方出现开裂变形,整个坡体演变为一个边界形态完好、滑带贯通、具有推移—牵引复式特征的滑坡,严重威胁下方企业及住户的生命财产安全,对滑坡进行应急抢险治理迫在眉睫。为此对该滑坡进行了应急勘查,在查明滑坡基本特征、成因机制及稳定状况的基础上设计了中后部削坡减载+前缘填土压脚+截排水的滑坡应急抢险治理方案。实践表明应急抢险工程治理取得了较好的效果。

1 严家坡料场滑坡概况

严家坡料场滑坡纵长约220 m,横宽约280 m,面积约5.3×104m2,体积约215×104m3,属大型滑坡。滑坡后缘高程295 m~360 m,前缘高程206 m~230 m,前后缘高差130 m左右,主滑方向约145°。滑坡地表纵向上呈折线状,其后部为平均坡度22°左右的斜坡,前部为坡度60°~80°的切坡(见图1),滑坡平面似躺椅状(见图2)。

滑体主要由三叠系中统巴东组三段(T3b3)碎裂岩体组成,已接近松散土体的力学性质,并且其间还有软弱夹层存在,滑体最大厚度约70 m。勘查发现顺碎裂岩体的软弱夹层已形成较连续的滑带,滑带纵向上呈弧形,后缘坡度较陡,向前逐渐变缓,前缘甚至反翘;滑带土主要为粉质粘土夹泥灰岩细粒,厚度一般0.1 m~0.4 m,可见擦痕和镜面(见图3)。滑床亦为T3b3碎裂岩体,岩层整体较平缓,产状略倾山内。

2006年7月开始,滑坡体发生不同程度变形,有地面裂缝、坐落、鼓丘、房屋开裂、前缘垮塌等多种形态:从滑坡左侧界经后缘到右侧界分布了一条连续长460 m的弧形裂缝(见图2,图4~图6)、滑坡中部有长330 m的弧形横张裂缝,以及其他规模不等的横张裂缝;沿裂缝普遍存在滑移错落,最大座落高度超过1 m;在切坡脚外料场开挖平地上,沿滑坡前缘剪出口反翘挤出形成了地面隆起和挤压破碎带(见图7);前缘常有崩塌掉块发生,单次崩塌量可达100 m3以上。从变形特征分析,该滑坡具有推移—牵引的复式特征。

2 滑坡变形机制分析

据介绍,奉节县新县城地质灾害治理和库岸防护工程以冲沟回填及滑坡前缘回填为主,需要大量的碎石、块石等填筑料。为此奉节县选定严家坡料场为取料点,各施工单位在几个月内取土约200×104m3,加上三峡库区二期地灾防治工程施工期间取土量,在严家坡料场前后取土约300×104m3,在区内形成了高度大于40 m的高切坡。

料场高切坡的形成,导致坡体内软弱夹层在前缘临空,岩体松驰位移并出现大量卸荷裂隙进而崩塌,坡体内不连续软弱结构面及夹层随即逐渐贯通;随着切坡临空高度的逐渐增大,裂缝分布范围及深度逐渐加大,拉裂缝由表部逐渐向深部扩张,裂缝分布范围渐次积累到滑坡后缘,形成长大的拉张裂缝,并与坡体内的软弱夹层(潜在滑移面)贯通,潜滑面抗滑阻力明显降低,同时因重力而产生向临空方向的推力,当蠕滑拉裂变形由塑性变形过渡到弹性变形时,坡体中的剪应力便集中在抗滑力较强的地段(坡体中部与前部),同时累积下滑功能,导致滑坡整体发生滑移变形。

综上所述,严家坡料场滑坡为T3b3碎裂岩体受不合理的工程活动作用诱发产生。

3 应急抢险工程设计

3.1 治理措施的选择

该滑坡处于持续变形中,且滑体厚度大,前缘已成高陡临空面,对滑体采用简单抗滑支挡或锚固难以达到治理目的,时间上也不容许;仅在中后部削坡无法避免前部继续变形;若仅在前缘用巨量土方回填压脚则填方量及高度都将很大,难保填方自身稳定,同样存在问题。通过对比分析,最终采用滑坡中后部削坡减载、前缘填土压脚、结合截排水措施进行应急抢险治理(要求安全系数大于1.05,视监测情况再考虑后续处置措施)。从该场地看具备后部削坡和前缘填土的施工条件,并且该综合整治方案具有施工方法难度小、见效快,针对性强的优点,同时还能做到挖填方基本平衡减少土石外运。

3.2 应急抢险治理单项工程设计

根据滑坡具体情况设定6条控制剖面分别考虑削坡和填土压脚工作(见图8,图9)。

3.2.1 削坡减载设计

在滑坡中后部采取分级削方的措施以降低中后部下滑段的剩余下滑力。削坡控制坡比为1∶2.5~1∶1.36。各级坡高一般15 m~20 m,每级之间设马道,马道内侧设置简易土沟,以利坡体水流排泄。该方案削方量约25×104m3。

3.2.2 填土压脚设计

在滑坡前缘及坡外一定范围内采用填土压脚以加大阻滑力,填土边坡顶面高程250 m~263 m,边坡控制坡比为1∶2.0左右。压脚需用土石方量约25×104m3,填土利用中后部削坡减载的块碎石土。为保证堆填土体前缘稳定,在填土体前设一道长280 m的堆石棱体,堆石棱体块石采用削坡减载物质,选用不易风化的石材(强度指标达到MU30)。

3.2.3 截水沟

在滑坡后缘外侧设一条截水沟,拦截上部坡体地表来水,截水沟长460 m,截面底宽0.4 m,顶宽1.1 m,高0.7 m,水沟沟底为C15混凝土,沟壁为0.3 m厚的M7.5浆砌块石,表层采用M10砂浆抹面。

经稳定性计算,按上述措施处理后的滑坡各剖面暴雨状态下的稳定性系数在1.055~1.095,满足应急抢险治理的设计要求。

4 应急抢险工程治理效果

2007年4月~6月份,按照上述方案对滑坡进行了应急抢险治理工程施工。

应急抢险工程竣工后对滑坡进行了为期一年的效果监测,效果监测成果表明滑坡在监测期间未发现整体变形迹象,可见其滑动变形得到了较好的控制。近期回访了解到:经过应急抢险治理后,该滑坡10年来无整体变形迹象,处于基本稳定状态,说明应急抢险工程对滑坡整体稳定起到了积极作用,达到了原设计的目的。

5 结语

1)严家坡料场滑坡是料场大量切坡引发的大型滑坡,存在完整的周界和贯通的滑移带,具有推移—牵引的复式特征。

2)滑坡在勘查期间已处于极限平衡状态,经稳定性计算滑坡天然状态下处于基本稳定到欠稳定状态,在暴雨状态下处于不稳定状态。滑坡失稳将威胁下方企业及住户的生命财产安全,需要对滑坡进行治理,并且时间非常紧迫。

3)对该滑坡实施了中后部削坡减载+前缘填土压脚+截排水的应急抢险治理。1年的治理工程效果监测及10年的观察表明经过应急抢险治理后该滑坡无整体变形迹象,说明应急抢险工程对滑坡整体稳定起到了积极作用,达到了原设计的目的,其成功经验可供类似工程借鉴。

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