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某边坡坡体崩塌周边地质条件与稳定性分析

时间:2019-12-02 来源:山西建筑 作者:姜啸,王威,杨正玉,方 本文字数:3030字

  摘    要: 在调查边坡地质环境条件的基础上,分析崩塌原因,并依据规范标准对该边坡的稳定性进行分析评价,提出治理加固措施,研究成果可为类似崩塌应急治理提供参考依据。

  关键词: 崩塌; 边坡稳定性; 落石; 应急治理;

  Abstract: On the basis of investigating the geological environment conditions of the slope,the causes of the collapse were analyzed,and the slope stability was analyzed according to the standards,and reinforcement measures were proposed. The research results can provide reference for similar collapse.

  Keyword: slope collapse; slope stability; falling rocks; emergency measures;

  1、 工程概况

  受强降雨影响,镇江市某边坡坡体发生崩塌地质灾害,威胁坡底人员的人身财产安全。崩塌发生后,业主方立即上报险情,斜坡指挥部获悉后,启动应急程序,采用封闭危险区、设立警示牌、危岩清理等方式对其进行应急抢险。随后展开加固治理勘查、设计和施工,在充分了解现场地质环境和工程地质特性的基础上,采用危岩清理、主动防护网、随机锚杆相结合的方式进行加固治理,彻底消除安全隐患。

  2、工程地质条件

  2.1 、地形地貌

  项目区属低山丘陵地貌单元,现场场地地形起伏较大,场地高程在8.0 m~27.0 m(黄海高程),坡度60°~80°。

  2.2、 地层岩性

  据地貌形态,岩组特征及成因,将本项目区分两个工程地质区。
 

某边坡坡体崩塌周边地质条件与稳定性分析
 

  1)长江漫滩工程地质区。

  本地区自晚第三纪以来,强烈风化剥蚀及新构造振荡性沉降运动堆积了较厚的粗细迭置冲积、冲洪积等松散土体。主要土层如下:

  (1)填土(Q4ml):灰褐色,结构松散,土质不均匀,层厚变化大,工程地质性质较差。

  (2)粉土(Q4al):灰黄色、灰色,很湿~饱和,稍密,具层理,单层厚度0.50 cm,层间夹薄层粉质粘土。摇震反应中等,干强度低,韧性低,分布不稳定。层厚一般约为1 m~2 m,承载力特征值fak=75 kPa,压缩模量Es1-2=6.5 MPa。中等压缩性,工程地质性质较差。

  (3)粉土夹粉砂(Q4al):灰色,湿,中密,具层理,摇震反应中等,分布不稳定,层厚一般约1 m~4 m,承载力特征值为fak=100 kPa,压缩模量Es1-2=6。0 MPa。中等压缩性,工程地质性质较差。

  (4)淤泥质粉质粘土(Q4al):灰色,流塑,干强度低,韧性低,无摇震反应,层厚一般约1 m~3 m,承载力特征值为fak=65 kPa,压缩模量Es1-2=3.5 MPa。该层为高压缩性土层,工程地质性质较差。

  (5)粉砂夹粉土(Q4al):灰色,饱和,稍密,砂以石英砂粒为主,长石次之。颗粒级配以0.075 mm~0.25 mm的砂粒为主,层厚一般约为1.9 m~5.9 m,承载力特征值为fak=110 kPa,压缩模量Es1-2=7.4 MPa。该层工程地质性质较差。

  2)熔岩岗丘构造剥蚀工程地质区。

  本地区岩性主要由下蜀土及圌山组火山岩组成,岩土层主要特征如下:

  (1)-1下蜀组粉质粘土(Q3x):黄褐色,可塑~硬塑,铁锰氧化物,稍有光泽,干强度中高,韧性中高。承载力特征值fak=240 kPa,压缩模量Es1-2=6.5 MPa。主要分布于坡脚及部分山顶部位。

  (2)-1流纹质角砾熔岩(K1c1):紫灰色、紫红色,碎屑熔岩结构,角砾呈棱角~次棱角状。胶结物为流纹质熔岩,具斑状结构。岩石致密坚硬,饱和抗压强度为96.6 MPa,抗剪切强度为15.0 MPa。

  2.3 、水文地质条件

  根据构造岩性特征、地下水的赋存特点、含水层富水性差异,将本区分为三个水文地质分区:岗丘平原孔隙水区,丘陵山区基岩裂隙水区及断裂构造含水带。项目区场地环境地质条件属湿润区,根据GB 50021—2001岩土工程勘察规范2009版G.0.1条,判定场地环境类型为Ⅱ类。经调查场地附近无明显污染源存在,场地地下水对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。场地地下水位以上土体对混凝土结构有微腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋有微腐蚀性。项目区场地地势较高,地下水类型以熔岩裂隙水为主,单井涌水量较小,对本治理工程施工影响较小。

  3、 稳定性分析

  3.1、 定性评价

  基岩裸露区边坡高差大,坡度较陡,坡度60°~80°,局部倒倾,最大高差18 m,边坡倾向与裂隙结构面倾向斜交,节理裂隙发育,岩体被裂隙切割,在内、外动力作用下,局部可能发生小规模岩体坠落或崩塌。

  3.2 、定量评价

  利用理正岩土7.0软件,采用赤平极射投影法[1,2]对北侧崩塌岩质边坡(D2调查点)及南侧危岩体边坡(D4调查点)进行稳定性分析。调查点位置见图1。

  调查点D2边坡坡面倾向为323°,倾角约73°,坡高约14.1 m,边坡出露岩性主要为强风化~中风化角砾熔岩,该处主要发育两组节理面,产状分别为76°∠44°,34°∠0°,结构面平直张开,局部少量泥质填充。通过赤平极射投影软件分析表明,D2点属于较稳定状态。

  调查点D4处边坡坡面倾向为315°,倾角约66°,坡高约11。4 m,边坡出露岩性主要为强风化~中风化角砾熔岩,该处主要发育两组节理面,产状分别为145°∠56°,192°∠73°,结构面平直张开,局部少量泥质填充。通过赤平极射投影软件分析表明,D4属于最稳定状态。

  图1 实际材料图
图1 实际材料图

  通过Roc Fall软件[3]对典型剖面1—1',2—2',坡顶落石的模拟崩塌路径进行计算,崩塌落石最大弹跳高度、最远水平距离(距坡脚)计算结果如图2,图3所示。

  图2 边坡崩塌落石运动轨迹(剖面1—1′)
图2 边坡崩塌落石运动轨迹(剖面1—1′)

  图3 边坡崩塌落石运动轨迹(剖面2—2′)
图3 边坡崩塌落石运动轨迹(剖面2—2′)

  假定不稳定块体自坡顶按照0.1 m/s初始速度坠落,根据落石计算结果,落石经过坠落、反弹、滚动过程,剖面1—1'落石最大弹跳高度6.0 m,落石最远水平位置距离坡脚20.0 m,剖面2—2'落石最大弹跳高度2.0 m,落石最远水平位置距离坡脚15.0 m。坡脚为主要通行道路,在崩塌落石影响范围之内。

  结合前述边坡稳定性计算结果及崩塌落石影响范围计算结果,虽然目前项目区岩质边坡整体处于较稳定状态,但节理裂隙发育,岩体被裂隙切割,且部分坡面风化严重,在内、外动力作用下,局部可能再次发生小规模岩体坠落或崩塌,最大影响范围为20。0 m,严重威胁坡脚道路的运输安全和坡脚建筑的安全,因此需进行加固处理。

  4、 治理加固方案

  根据现场调查结果,结合场地实际情况,采用的设计方案为清理坡面危岩体及杂树,对坡面裂缝和其他危险区域采用随机锚杆加固处理,最后采用主动柔性防护网[4]进行加固,防止碎石崩落。主动防护网工程布置同危岩清理区域一致。为保证与周边环境保持整体协调,采取的主动防护网颜色为绿色。整体采用2.5 m×2.5 m主动防护网进行支护。纵横交错的直径16 mm横向支撑绳和直径12 mm纵向支撑绳与2.5 m×2.5 m正方形模式(以尽量不破坏原有树木植被为原则)布置的锚杆相联结并进行预张拉,支撑绳构成的每个2.5 m×2.5 m网格内铺设一张D0/08/300/2×2 m型钢丝绳网,每张钢丝绳网与四周支撑绳间用缝合绳联结并拉紧,该预张拉工艺能使系统对坡面施以一定的法向预紧压力,从而提高表层岩土体的稳定性,尽可能地阻止崩塌落石的发生并将落石限制在一定的空间内运动,同时,在钢绳网下铺设小网孔的S0/2.2/50型格栅网,以阻止小尺寸岩块的崩落或限制局部岩土体的破坏。

  5 、结语

  1)项目区岩质边坡整体处于较稳定状态,但节理裂隙发育,存在岩体坠落和崩塌地质灾害隐患。
  2)该边坡坡体下为交通要道,如发生崩塌,将直接对人民生命财产造成极大损失,故极需对其进行加固治理。
  3)采用危岩清理、主动防护网、随机锚杆相结合的方式进行加固治理,效果显着。

  参考文献

  [1] GB/T 32864—2016,滑坡防治工程勘查规范[S].
  [2] DZ/T 0219—2006,滑坡防治工程设计与施工技术规范[S].
  [3]蔡向阳,铁永波.单体危岩危险性评价与防治建议——以云南省大关县危岩体为例[J].地质灾害与环境保护,2018,29(3):55-61.
  [4]王智文.SNS主动式防护网在治理山体落石中的应用[J].山西建筑,2018,44(35):121-122.

    姜啸,王威,杨正玉,方龙建.某边坡崩塌地质灾害应急治理措施探讨[J].山西建筑,2019,45(20):82-84.
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