APP下载

山区公路堆积体滑坡稳定性分析及处治对策研究

2021-04-09李云

运输经理世界 2021年8期
关键词:后缘斜坡滑坡

李云

(中铁长江交通设计集团有限公司,重庆401147)

0 引言

堆积体是山区广泛分布的一类不良地质体,是斜坡变形破坏后的产物,是一套成因多样、组分复杂、结构无序、土石混杂堆积的第四纪地质体[1]。近年来山区道路建设中,常因开挖坡脚和不合理的堆载引发工程滑坡,张俊德对云阳至万州高速公路韩婆垭隧道进口段滑坡的稳定性进行了评价并进行了方案比选[2],冯玉涛分析了南川至道真高速公路省界站场大型堆积体滑坡[3]、K13+055~K13+320段堆积体切坡滑坡[4]的失稳机理,总结了关键的处治技术。本文以重庆山区某斜坡堆积体为例,考虑地下水,引入饱水工况,对该滑坡进行了稳定性分析,结合滑坡处治难点提出了处治措施。

1 工程概况

2020年雨季,重庆市涪陵区某省道升级改造工程K12+450~K12+520段发生山体滑坡,前缘坡脚挡墙推出位移约1.0m,侧缘剪切错动带痕迹清晰,后缘拉裂下错约0.8m,为一碎块石土质牵引滑坡,主滑方向161o,纵长约140m,宽约85m。滑坡致使民房1幢(建筑面积200m2)和在建水窖(180m2)被冲毁,在建公路被掩埋长度90m,并威胁滑坡下方居民6户19人,亟须对滑坡进行处治设计。

2 滑坡稳定性分析

2.1 地质模型建立及分析方法

2.1.1 滑坡变形特征

滑坡区后缘拉裂缝、侧缘剪切裂缝和前缘挡墙推移等变形现象明显,但滑坡后缘870~940m高程间,地形坡度35~38o,地形较陡,堆积物厚度约6.5m,为一潜在变形区,需确定其是否有变形破坏的趋势。根据布置在潜在变形的GNSS监测点,自2020年7月2日后最大位移小于5mm,变形过程分析曲线没有出现累计递增和向下沉降的趋势,可以判定在监测期间内处于稳定状态。

2.1.2 滑(带)面特征

滑坡变形迹象明显,滑面目前基本贯通,根据勘探资料,滑带土一般位于基岩面与覆盖层接合处以及土体内部。滑带物质主要为粉质黏土,含较多量碎石,呈灰黄色,稍湿,可塑状态,手捻滑腻感较强。

2.1.3 剪出口分析

根据水池边坡爆皮开裂和挡墙推移等现象,可以很好地确定开挖后路面的位置标高处的剪出口,确定为浅层滑面。下部居民区后缘陡缓交界处的地形急变处存在临空,加之公路需要开挖现状堆积区,造成阻滑段减载,故确定了深层滑面。

2.1.4 分析方法

采用《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009年版)推荐的传递系数法[5],计算软件为理正岩土计算6.5PB4版之抗滑桩设计滑坡推力模块,采用加大下滑力的KT方法,不考虑地震荷载。根据《公路路基设计规范》(JTGD30—2015)考虑下部有居民点,安全系数正常工况取1.20,暴雨工况1.10[6]。

2.1.5 滑面参数的确定

根据取样试验、参数反演和经验参数等进行综合取值,本分析的参数取值如下:

表1 滑坡体稳定性计算参数取值表

2.1.6 分析工况的拟定

滑坡呈一“榆树叶”状山坳地形,促使地表水体向沟心汇聚,碎块石堆积体为水体入渗提供了有利条件,为确定水体作用下最不利工况的支挡下滑力,确保处治可靠性,本分析的3种工况分别是:天然工况,即是无持续降雨作用,此时滑动面参数选择为天然强度参数,滑体为天然重度;有水工况(降雨工况),即是勘察期测得的最大水位高度2m,为地下水位线,此时滑动面参数选择为饱和强度参数,水位线以上滑体为天然重度;饱水工况,即是假设水位线持续上涨(上涨至稳定性系数在1.0附近即可),此时滑动面参数选择为饱和强度参数,滑体容重持续增加,仅少部分滑体为天然重度。

2.2 稳定性分析结果

根据破坏模型和滑动面参数,斜坡堆积体开挖2.0m形成原地方道路时,在天然和降雨工况下处于稳定状态,在饱水工况下处于基本稳定状态,见表2,与地方道路建设完成后斜坡堆积体当时稳定性、符合性较好。

表2 堆积体开挖2m时稳定性分析成果表

斜坡堆积体开挖5.5m,边坡顶部开4m,形成路面和水窖平场状态时,浅层滑面处于欠稳定-基本稳定状态,深层滑面处于基本稳定-稳定状态,见表3,与滑坡发生、推移挡墙等现象符合性较好。

表3 堆积体发生滑坡时稳定性分析成果表

以上分析说明,计算参数与斜坡堆积体及工程滑坡各阶段稳定性状态符合较好,可以用于设计支挡工程的稳定性分析计算。

水对滑坡稳定性影响较大,饱水工况较天然工况下稳定性系数下降约13.9~22.3%;在雨季长期降雨和短时极端降雨的条件下,下部居民区后缘陡缓交界处的地形急变处的深层剪出口将处于欠稳定状态,需要进行深层支挡处治。

3 处治对策研究

根据该滑坡水环境复杂、清方条件较差、支挡位置选择困难、施工安全问题突出、处治工程可靠性要求高等难点,拟定了“治水+坡脚支挡”的处治对策,秉承一次性彻底处治、少扰动坡体、方便施工等原则,确定了前缘强支挡+集水引流+支撑渗沟+坡面防护+综合截排水的方案。

公路边坡左侧设置14根抗滑桩,抗滑桩采用圆形截面,截面直径为3m。起到侧向约束、锁固地基及填筑坡体的作用,抗滑桩顶部设置2根长35m的设计锚固力400kN锚索。桩前设0.8m厚C20片石混凝土护面墙,护面墙顶桩后平台采用20cm厚C20混凝土硬化。

桩后部堆积土体按坡比1∶1.5,坡高8m一级对坡面进行修整,第一二三级边坡采用支撑渗沟+拱形骨架进行防护,第四五级边坡采用挂土工格室植草防护,在桩前护面墙和桩后一二级边坡间距3m设仰斜式排孔,通过坡面防护和地形排水稳定桩后斜坡堆积体。

对凹地汇水采用在滑坡后缘外低处开挖小型水井,汇聚地表和地下水体,通过水管穿越涵洞引流至公路外侧,并修建水池,即归并汇水又利用于当地村民。滑坡区域汇水,采用环线截水沟、平台截水沟和急流槽,引至边沟中,通过涵洞排至公路外侧。

4 结论

其一,“榆树叶”状山坳地形以及碎块石土+粉质黏土+强风化砂岩的地层结构为该工程滑坡的发展演化提供了条件,地下水长期侵蚀促进滑带土的形成,雨季水体汇聚下渗饱和滑带土体,降低了滑动面强度参数,坡脚公路边坡的多阶段开挖是该滑坡的诱发因素。

其二,水对滑坡稳定性影响较大,饱水工况较天然工况下稳定性系数下降约13.9%~22.3%;在雨季长期降雨和短时极端降雨的条件下,下部居民区后缘陡缓交界处的地形急变处的深层剪出口将处于欠稳定状态,需要进行深层支挡处治。

其三,该工程滑坡处治方案拟定的难点是:水环境复杂、清方条件较差、支挡位置选择困难、施工安全问题突出、处治工程可靠性要求高。结合处治难点,确定了前缘强支挡+集水引流+支撑渗沟+坡面防护+综合截排水的方案。

猜你喜欢

后缘斜坡滑坡
2001~2016年香港滑坡与降雨的时序特征
某停车场滑坡分析及治理措施
B737-NG飞机后缘襟缝翼卡阻问题分析
后缘发散翼型在宽体客机机翼设计中的应用
波音737NG飞机后缘襟翼常见故障分析及解决措施
信仰的“斜坡”
后缘小翼对旋翼气动特性的控制机理及参数分析
梦是长长的斜坡(外一首)
无轨斜坡道在大红山铁矿中的应用
怪轮DIY,轻松爬斜坡