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加玉乡庞村后山大型滑坡稳定性分析及治理技术探讨

2020-10-25胡孝洪朱德明

工程技术研究 2020年18期
关键词:后山后缘滑坡体

胡孝洪,朱德明

(西藏自治区地质矿产勘查开发局第二地质大队,西藏 拉萨 850003)

1 滑坡地质环境条件

庞村后山大型滑坡地处隆子县东南的加玉乡东侧的加玉河右岸,总体呈开口向北的圈椅状地形,地势总体南高北低。滑坡体东侧前缘海拔3208~3385m,相对高差177m。自东向西共分布4条,冲沟为干沟,两侧残坡积物受滑坡运动影响物质松散,可见小规模滑塌。冲沟深度5~15m,宽度6~18m不等,横断面呈“V”形,沟底纵坡度341‰~561‰,沟壁后缘可见大量拉张裂缝,宽度5~20cm不等,延伸长度5~30m不等,变形严重。庞村后山大型滑坡地貌图见图1。

图1 庞村后山大型滑坡地貌图

滑坡体周边出露地层主要为遮拉组(J2z)地层,岩性主要岩性为灰色中薄层状变质细粒石英砂岩,灰色厚层状粉砂质板岩夹灰色中薄层状变质粉砂岩。整体产状350~355°∠75°,在后缘壁及东西侧缘可见地层倾倒现象,产状190°∠25°。

加玉河河南侧的阶地上覆盖第四系冲积物(Q4al),由呈浑圆状、次圆状的砾石、漂石、砂、泥等混合堆积而成,成分复杂,分选性好,成层性好;山前坡洪积扇表面为第四系残坡积碎石土(Qel+dl),由呈棱角状的块石、碎石、黏土等混合堆积而成,厚度10.3~24.2m不等,是组成滑坡体的主要物质成分。

2 滑坡变形特征

滑坡两侧以两条冲沟为界,滑坡海拔高程约3380m,前缘高程集中在3242~3269m,后缘高程集中在3469~3568m,总体平均高差约266m。滑坡前缘宽度约516m,后缘宽度约405m,斜长549~620m,总体面积约26.12×104m2,滑体最大厚度达18.24m,平均厚度约16.8m,总体积约438.8×104m3,属大型滑坡,居民区主要在滑坡前缘河流阶地处。威胁户数为90户共257人,威胁财产8481.26万元以上。

庞村后山滑坡纵向上呈上陡下缓转折,整体平均坡度约23°,滑坡平面形态呈圈椅状,剖面形态呈“阶梯”形,平面形态呈“舌”形,主滑方向约14°。滑坡体后缘环形拉张裂缝已与滑坡两侧边界裂缝贯通并形成“n”形拉张裂缝,后缘壁最大下挫达5.2m,后壁可见明显滑痕,滑动次数多为4次,最多可达7次。滑坡后缘以地面下错形成的陡坎为界,滑坡的西侧地面下错形成的陡坎为界,东侧以剪胀裂缝隆起处为边界,前缘以219国道前缘陡坎剪切口为界,除东侧中下部边界表现为鼓胀隆起外,其余边界均表现为不同深度的下滑。

3 滑坡形成机制

庞村后山滑坡后缘可见第四系全新统残坡积物曾发生下滑,且后缘的痕迹相对较高,其上较光滑,未见擦痕;老滑坡活动形成的台阶具有连续性,且滑坡体上台阶明显且多级分布,滑坡体上分布的四条自然冲沟相对切割较深,东侧冲沟底部切割已达基岩,各种迹象表明庞村后山滑坡为老滑坡“复活”形成新的活动滑坡[1-3]。

该滑坡的滑体属于第四系堆积物,受地震影响,坡体表面覆盖层结构松散,加剧坡体裂缝的发育,同时在暴雨和地表水浸入作用下,大气降水入渗降低了残坡积土体强度,对滑面具有软化和泥化作用。该区域自从边防公路修筑大量开挖方形成高陡临空面后,受近两年地震影响该滑坡经历了蠕动阶段和挤压阶段,强烈的地震作用使斜坡岩土内部结构发生破坏和变化,原有的结构面张裂、松弛,不同程度地降低了斜坡的稳定性。侧缘裂缝向着滑动方向逐渐延伸,滑坡体东侧出现剪胀裂缝,西侧出现剪切裂缝。在雨季来临后进入微动阶段,滑面逐渐形成,滑坡后缘首先在重力作用和降雨的影响下下挫产生滑动,后缘环形拉张裂缝逐渐形成,并与东西两侧侧缘拉张裂缝几乎全贯通。

4 滑坡稳定性分析评价

4.1 定性分析

(1)现场调查分析:分析庞村后山大型滑坡基本特征、变形特征、危害特征以及影响因素、形成机理等可以得出,目前该滑坡处于滑动破坏阶段。滑坡后壁上可见清晰5~8期次的剧烈下挫,前缘临空面每天都有不同程度的滑塌产生,中后缘目前仍有新裂缝的出现,老裂缝宽度在增加,滑坡目前处于极不稳定状态。(2)监测分析:自2019年8月1日安装4部一体化裂缝监测仪和8月4日安装4部GNSS自动监测设备以来,截至8月17日,裂缝监测仪后缘最大累计位移已达197mm,24h位移量20mm,前缘临空面频繁发生小规模滑塌,临空面后缘未发生位移;中轴线及滑坡体中部最大位移72.1mm,24h位移量7.1mm,滑坡体后缘及中部裂缝变形加剧,进一步扩张及增多,二、三级台阶上出现网格状裂缝以及鼓胀现象。监测统计数据见图2、图3。(3)监测数据总结:降水与裂缝扩大及滑坡体位移明显呈正比递增趋势,整体趋势几乎呈直线上升,且8月14日以后未产生降雨,裂缝及滑坡体位移稍具平缓,说明大气降水对滑坡体滑动的影响较大。根据图2、图3裂缝及滑坡体位移的递增趋势来看,滑坡体中后缘仍处于明显滑动阶段,前缘临空面经常发生小规模滑塌,前缘没有明显整体下滑趋势。此外,监测数据显示庞村后山滑坡每天都在滑动,整体进入推移式滑动阶段,如遇持续降水或地震诱发,极易产生急剧变形并沿着剪出口快速剪出,从而堵塞加玉河形成堰塞湖造成次生地质灾害,危害性极大。

4.2 定量分析

(1)计算模型与方法。①计算模型:滑体物质主要由第四系碎石土、含碎石粉土、粉质黏土组成,滑体主要沿岩土接触面产生滑动,局部切割全风化基岩。因此本次分析采取主剖面Ⅱ-Ⅱ’作为计算断面模型,剖面方向与滑坡主滑方向一致。②计算方法:该滑坡滑动面近似折线形,故滑坡稳定性计算采用该滑动面为折线形进行计算将滑面视为折线型,取老滑坡的单位宽度为lm,简化为二维问题进行计算,Ⅱ-Ⅱ’计算剖面简图见图4[4-5]。(2)计算参数选取。本次滑坡岩土体岩土物理力学参数根据室内试验、参数反演以及结合相关规范综合确定。最终综合取值采取反演与室内试验结果,从而确定滑坡体采用的内聚力C与内摩擦角φ指标,具体见表1。

图2 一体化裂缝监测仪数据曲线

图3 GNSS自动位移监测仪数据曲线

图4 Ⅱ-Ⅱ’计算剖面简图

表1 滑带土抗剪强度取值表

4.3 计算结果与治理措施

根据滑坡实际发展主滑方向,选择典型剖面Ⅱ-Ⅱ’进行有关计算分析。根据相关规定,计算工况选择天然工况与暴雨工况,同时采用地震工况进行复核,并通过反演以及结合现场实际地形与周边地形[6-8],对滑坡的原始地面线进行最大程度的恢复,从而对分析滑坡致灾原因起到一定的帮助。各剖面计算结果统计见表2。

表2 各剖面计算结果统计表

由计算结果可以看出,主剖面Ⅱ-Ⅱ’是最危险滑面,位置处坡体的位移变化速度较其他位置快且位移量较大。根据规范取天然工况下安全系数为1.15,暴雨工况的安全系数为1.05,从而得出滑坡剩余下滑力为325.68kN/m。同时,采用地震工况进行复核,发现地震工况下滑坡稳定系数均小于1.0,且除个别剖面地震工况下滑力稍大于暴雨工况外,几乎暴雨工况均较地震工况危险。通过计算分析,滑坡在暴雨工况下的稳定系数小于1.0,在个别区域小于0.95,因此滑坡在天然工况下整体处于基本稳定~稳定状态,暴雨工况下滑坡处于不稳定状态,且变形较大,整体处于滑动状态。

综上所述,通过宏观调查分析与定量分析,滑坡整体处于滑动状态,且局部出现塌滑,剩余下滑力为325.68kN/m,因此在设计治理措施中应以抗滑支挡为主。考虑到桩间土压力作用,建议采取抗滑桩进行支挡,桩间可以进行挂挡土板或者修筑挡土墙[8-14]。

5 结论

(1)监测工作显示滑坡后缘最大累计位移已达197mm,24h位移量20mm,前缘临空面频繁发生小规模滑塌,临空面后缘未发生位移;中轴线及滑坡体中部最大位移72.1mm,24h位移量7.1mm,滑坡体后缘及中部裂缝变形加剧。(2)滑坡采用折线型计算方法,整体稳定性系数为0.97,其计算结果与现场实际情况一致。(3)滑坡工程治理根据实际情况以及剩余下滑力建议采用抗滑桩进行治理。(4)考虑到滑坡主要是受降雨诱发,需对坡体做好相关截排水措施,保证坡体的排水顺畅。

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