APP下载

隧道入口滑坡成因分析及防护对策

2020-12-21周留煜

中国新技术新产品 2020年20期
关键词:调绘坡脚滑坡体

周留煜

(广东省交通规划设计研究院股份有限公司,广东 广州 510507)

0 前言

滑坡作为一种常见的地质灾害,对各类工程项目影响巨大,尤其在华南地区,天气潮热多雨水,砂土、岩石风化层厚,极易诱发滑坡等工程地质灾害。滑坡的处理和防治不仅关系到各类建设工程的质量、成本和进度,也关系到工程建设阶段和使用阶段的安全。因此,深入探究滑坡的诱发机理,才能够因地制宜地提供详细的信息。

1 滑坡

1.1 定义

滑坡是某一滑移面上滑体的剪应力超过了该面的抗剪强度,地质岩土体沿着贯通的剪切破坏面发生的滑移现象。而滑坡的发生一般有3 个共同特征。1)滑带土较软弱,易吸水不易排水,力学指标低[1-2]。2)滑坡形态多呈圆弧形(土体均匀)或折线形(土体不均匀)。3)滑坡多沿着各种软弱结构面而发生[3]。

1.2 分类

按滑坡体的体积划分为4 类。1) 小型滑坡。滑坡 体 积 小 于10×104m3。2) 中型滑坡。滑 坡 体 积 为10×104m3~100×104m3。3) 大 型 滑 坡。 滑 坡 体 积 为100×104m3~1000×104m3。4)特大型滑坡(巨型滑坡)。滑坡体体积大于1000×104m3。

按滑坡体的厚度划分第三级按坡体厚度分类:10 m 以下为浅层,10 m~25 m 为中层,25 m~50 m 为深层,50 m以上为超深层。

按滑坡的滑动速度划分为4 类[4]。1)蠕动型滑坡。人们靠肉眼难以看见其运动,只能通过仪器观测才能发现的滑坡。2)慢速滑坡。每天滑动数厘米至数10 cm,人们凭肉眼可直接观察滑坡的活动。3)中速滑坡。每小时滑动数十厘米至数米的滑坡。4)高速滑坡。每秒滑动数米至数十米的滑坡。按力学条件划分为2 类[4]。1)牵引式滑坡。滑坡下部土体先失稳,使上部失去支撑而相继滑动。2)推动式滑坡。上部岩层滑动挤压下部产生变形滑动,滑动速度较快,滑体表面波状起伏。

2 工程概况

该工程位于河源市连平县内莞镇以北G105 国道,为一国道改线段工程,全长约2 km,改线段起点端为一新建隧道。该隧道穿过丘陵地貌区,为一双洞分离型隧道,左右幅全长分别为662 m 和637 m,入口洞门型式为连拱端墙式,出口洞门为端墙式。

2.1 滑坡概况

该隧洞口位于G105 国道旁的滑坡处。滑坡体地貌特征及周边界线较清晰,平面上呈一倒三角形,两侧边界分别为一大型竖立断层和内莞明洞出口南100 m 岩质边坡,坡顶至坡脚高差约70 m,坡脚宽度约30 m,坡度约20°~30°,坡积物多为松散堆积的石英砂岩、砂岩和辉长岩碎石、块石和少量粉质黏土,厚度极不均匀,根据调绘和钻探资料1 m~12 m 不等,平均厚度约4 m,滑坡方量约7 200 m3,为小型浅层滑坡。滑坡主轴长约110 m~120 m,轴向N140°,E 向S140°W。

滑坡体上覆植被多为藤木,木本植物稀少。坡脚约2 m高处出露下伏基岩,岩性主要为石英砂岩和砂岩,岩石硅质胶结,节理裂隙极发育,断层褶皱极发育,岩体切割严重,坡脚倾角近垂直,是人工开造成的。

2.2 自然环境和地质构造

滑坡体地处亚热带季风气候区,全年降水量充沛。滑坡坡面碎石土堆积层厚,松散透水,下伏砂岩、石英砂岩受断裂构造影响强烈,节理裂隙极发育,利于表水下渗,滑坡坡脚地下水岩裂隙溢出,水量极小,时有时无,水质无侵蚀性。

滑坡体区域处在全南-佛冈断裂带,受次级构造下坪正断层和内莞逆冲断层控制,断层发育,推测下伏辉长岩侵入体受断裂带控制。滑坡坡脚可见多条小型断裂发育,断裂带内岩石破碎,充填碎块状、团块状石英,周边岩石硅质胶结,整个滑坡岩体均存在不同程度的动力变质现象。

3 勘察方法和实施

该研究对该滑坡采用了多种勘察方法结合的综合性勘察手段:采用航片解译,宏观判断区域地质构造背景、地貌轮廓及滑坡整体形态特征;地质钻探勘察分析下伏岩性及判断深部地质构造;地球物理瞬态面波法探明滑坡各层及滑移面。

3.1 地质钻探

该次地质勘察在滑坡区域共布置钻孔11 个,实施钻孔8 个,总深度402.1 m,平均孔深50.25 m,均钻入较完整基岩6 m~10 m,地下水不发育,如图1 所示。通过地质钻探岩芯分析,有如下发现。 1)该滑坡上覆风化层厚度在1 m~12 m,变化较大,并且从坡顶至坡脚呈递增趋势。2)滑坡下卧层为辉长岩侵入体,并且岩石完整性高,风化程度较弱。

图1 滑坡区地质钻孔和物探测线布置图

3.2 地球物理探测

该次物探勘测利用电子地形图,采用华测RTK 系统按10 m 的间隔放点。根据测量点,采用测绳、皮尺布置物探测线、测点,测点平面定位误差小于0.2 m,高程误差小于0.2 m。共布置物探测线3 条,测线位置如图1 所示。

数据采集完毕后,应用Surface Plus 地震面波软件进行解译分析,结合地质钻探资料,可得出如下结论。1)勘察区测线范围覆盖层较薄,地表波速低为较松散的碎石土层;附近波速频谱曲线基本呈“之”字型,面波波速低,该层结合其波速特征,推断为滑动面,深度范围在4 m~12 m。在L1 测线水平距离10 m~35 m 处,存在一个8 m~15 m 的低速层,结合钻孔资料推测为软夹层或岩性交界面,此处也存在滑塌的隐患。2)将岩土层按物理特性分为3 层。结合岩土层的波速特性,波速差异界面对应于强风化层顶面。将波速差异界面以上归并为覆盖层,结合钻孔的情况,推断覆盖层是由碎石、强风化砂岩和强风化辉长岩组成的。

3.3 人工调绘

该工程区域尤其是滑坡区,地质构造发育,断层褶皱多发育,因此采用人工地质调绘的方式补充进行地层分析和描述。该次调绘共采取了22 个地质调绘点,并测取了部分结构面发育数据。根据人工调绘分析,该滑坡为土岩混合边坡,顶部含薄层砂岩风化层,中下部为强中风化块状砂岩、石英砂岩,节理裂隙极发育,岩体破碎,抗剪强度低。

利用测量的节理裂隙数据进行节理玫瑰花图及赤平投影图投影分析,该滑坡为顺层边坡,极易发生楔形滑动破坏或倾倒破坏。

4 成因分析

滑坡区位于构造应力较强烈的地带,区内断层、断裂带密布。该滑坡为一顺层土岩混合质滑坡,存在一组近NW向张性结构面,受该结构面切割,具备切层滑动的条件。存在F1 断层因近平行于岩层走向,加剧了滑体的向下滑动,另一断层F1 则控制滑坡的南部边界。

滑坡区下伏基岩为石英砂岩和辉长岩,岩性交界面在地表水渗流作用和风化作用下,岩体呈松弛破碎状态,在受到地质构造、雨水或人工扰动等作用力的情况下,上覆松散体或岩块沿断层面或裂隙面极易发生滑动错位。

滑坡西部坡脚即为大席河,坡体表层水以及坡体堆积层、基岩裂隙和构造破碎带中汇聚的地下水均向西排泄入大席河,既降低了岩土体强度,又增加了岩土体重量,加剧滑动效应。

通过现场勘察发现,滑坡坡脚有明显的人工掘土的痕迹,并且滑坡上部能偶尔看见横向的张拉裂缝,再结合覆盖体上薄下厚的滑坡形态,推测该滑坡力学控制应为牵引式为主。

5 防治建议

根据成因推断,按照牵引式滑坡的防治方式,禁止采用坡面减重法,应该采用反压土方、设置抗滑桩等手段进行防治。

隧道入口施工需要大挖大填,坡积物受人工扰动的影响未知,如施工时限限制,可以采用放崩塌网或简易骨架进行临时防护,并设立警戒区,竖立危险警示牌。

针对连平县雨季较长,雨水充沛的环境特点,应在滑坡区做好地下水、坡面水的疏排工作,如在坡顶设置截水沟,坡面做好引流渠等。

建议对滑坡区进行动态监测(尤其在雨季),并提前制定好动态调整、防治结合的处置施工方案。

猜你喜欢

调绘坡脚滑坡体
软弱结构面位置对岩质顺倾边坡稳定性的影响
单一挡土墙支护边坡安全性的数值模拟研究
秦巴山区牟牛沟滑坡体治理施工技术
铁路航测调绘片自动制作方法研究
天津市第一次全国地理国情普查外业调绘核查
顺层岩质边坡坡脚开挖稳定性数值模拟分析
浅谈鹦鸽嘴水库右岸滑坡体除险加固设计
基于TerraSolid的调绘片快速制作新方法
强震下紫坪铺坝前大型古滑坡体变形破坏效应
基于3S技术的内外业一体化调绘研究