伊開高速推移式滑坡的穩(wěn)定性分析與治理措施探討

伊開高速推移式滑坡的穩(wěn)定性分析與治理措施探討摘要推移式滑坡是高速公路建設(shè)中常見的邊坡災(zāi)害類型之一，本滑坡為一中型推移式滑坡。本文對該邊坡的工程地質(zhì)條件、變形形態(tài)特征及滑坡體形成機(jī)制進(jìn)行了分析，對滑坡體進(jìn)行了穩(wěn)定性評價，并提出了工程治理方案，經(jīng)施工后監(jiān)測表明，該滑坡原因分析正確，治理方案合理，為類似工程的分析與處理提供了有益經(jīng)驗(yàn)。關(guān)鍵詞：推移式滑坡，變形破壞機(jī)制，穩(wěn)定性分析，治理方案，邊坡災(zāi)害0引言由于城市發(fā)展和鐵路、高等級公路建設(shè)大規(guī)模地改變了土地利用方式，挖填方等土方工程日益增大，施工強(qiáng)度急劇攀升，滑坡災(zāi)害日益嚴(yán)重，滑坡的分析與工程治理研究也日益成為工程研究中的熱點(diǎn)。伊開高速遼源至烏龍嶺二期工程豐收互通E匝道EK0+350-EK0+480北部邊坡在路塹開挖完成后突然發(fā)生剪切破壞，本文采用工程地質(zhì)分析法和極限平衡法，對滑坡體的形成因素、破壞機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行了分析評價，并提出了加固治理措施為主，卸土減重、排水、封閉裂縫為輔的綜合處理方案，取得良好效果。1工程地質(zhì)條件滑坡所在區(qū)域?yàn)榍鹆甑孛矃^(qū)，坡體上部為次生林地，中部為旱田地，下側(cè)為新開挖高速公路3級邊坡，邊坡高度15-18m。山坡自然坡度20-25°，左側(cè)有小型溝谷切割，山體基巖埋藏較淺，植被發(fā)育?；聟^(qū)地層上部為第四系堆積土（Q4dl+el），由碎石土及粉質(zhì)黏土層組成；中部為侏羅系晚期長安組(J3c)全風(fēng)化凝灰?guī)r，該層在測區(qū)不均勻分布，厚度較薄，推測為滑面所在層；下部為強(qiáng)風(fēng)化及中風(fēng)化凝灰?guī)r?；聟^(qū)無地表水駐留，地下水以孔隙水、基巖裂隙水為主，滑坡體的開挖邊坡坡腳處，有地下水滲流，水量不大，滑坡區(qū)無穩(wěn)定的地下水位面。2滑坡特征滑坡前緣剪出口位于高速開挖邊坡一級到二級坡面處，兩側(cè)基本以土體裂縫為界，后緣位于旱田地內(nèi)，高程354m左右，呈“圈椅狀”形態(tài)?；驴v長約116m，平均寬度約70m，滑體面積約8120m2，滑體平均厚度10.0m，體積約81200m3，主滑方向114°，與線路軸線夾角約39°，屬中型滑坡。后緣裂縫長度約67m，張開裂縫寬5-10cm，形成滑坡壁約10-15cm高，壁面傾向114°左右，傾角70°-80°?；麦w后緣山坡上出現(xiàn)次拉張裂縫一條，上寬下窄，上部寬2-20mm不等，走向基本垂直主滑方向；在開挖一級邊坡坡面上出現(xiàn)一條鼓張裂縫，其方向基本垂直于主滑方向；在二級邊坡坡面上出現(xiàn)一條扇形裂縫，為側(cè)面剪出口，長約25m，剪出口剪出10-20cm，方向近主滑方向?；麦w主要由碎石土和黏性土組成，土質(zhì)松散，透水性強(qiáng)?；矠閺?qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r，工程性質(zhì)較好，透水性差?；旅婧缶壆a(chǎn)狀較陡，傾角18°-20°，中部和前緣部位產(chǎn)狀趨緩，傾角-15°-5°，中部局部產(chǎn)狀較陡，達(dá)22°?；才c滑體的接觸帶為滑帶，滑帶土體成分主要為紫紅色全風(fēng)化凝灰?guī)r，在地下水作用下，滑帶土軟化、泥化，工程性質(zhì)很差。3滑坡形成及破壞機(jī)制滑坡區(qū)的地貌單元屬侵蝕、剝蝕丘陵區(qū)，從微地貌單元看滑坡區(qū)所在斜坡坡度約20°-25°左右，呈下陡中緩上陡形態(tài)，這種形態(tài)中段易于匯水及下滲。山體斜坡上部的第四系殘坡積物，結(jié)構(gòu)松散，力學(xué)性能差，抗剪強(qiáng)度低，透水性好；下部基巖表層為薄層紫紅色全風(fēng)化凝灰?guī)r，遇水易軟化，形成泥化結(jié)構(gòu)面，且該層透水性差，形成一個相對阻水面，該結(jié)構(gòu)面走向與地表等高線大致平行，傾向東南，傾角20-25°，與路線方向呈30-40°夾角；下部基巖為強(qiáng)-中風(fēng)化凝灰?guī)r，基巖面坡度20-25°，為上部覆蓋層的滑動提供了地質(zhì)構(gòu)造條件。由于邊坡坡腳的施工開挖，影響了坡體的整體性，坡面形成的細(xì)微拉張裂隙加劇了地下水的下滲。當(dāng)水滲入上部碎石土層中后，增大了上部碎石土的下滑力，改變了碎石土及全風(fēng)化凝灰?guī)r層的性質(zhì)，降低其抗剪強(qiáng)度，從而起到“潤滑劑”的作用[1]。高速公路施工開挖形成臨空面，破壞坡體的自然平衡條件，在自重力作用下，使上部碎石土層沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生應(yīng)力松馳，工程開挖使坡體坡腳處出現(xiàn)滲水點(diǎn)，使斜坡內(nèi)動水壓力激增，引發(fā)坡體下滑。該邊坡地形形態(tài)在未造破壞的自然狀態(tài)下，整體僅保持著脆弱的平衡，在降雨作用下，巖層中形成泥化結(jié)構(gòu)面，高速開挖路塹誘使泥化結(jié)構(gòu)面上的土體蠕動變形，后緣結(jié)構(gòu)面張裂擴(kuò)張，并推動中前部風(fēng)化巖體沿結(jié)構(gòu)面追蹤開裂，屬推移式滑坡[2]。4滑坡穩(wěn)定性分析滑體主要沿基巖面滑動，基巖面大致呈折線狀，因此我們本次采用傳遞系數(shù)法折線形滑面模型[3]進(jìn)行計算分析。我們通過以下兩種途徑來獲取計算參數(shù)：①室內(nèi)土工試驗(yàn)：取13組原狀土進(jìn)行室內(nèi)土工試驗(yàn),經(jīng)統(tǒng)計分析得出黏聚力C=18.0KPa，內(nèi)摩擦角φ=6.6°。②極限平衡反算法：假設(shè)原始邊坡處于極限平衡狀態(tài)，穩(wěn)定系數(shù)取K=1.00，采用反算法計算得出黏聚力C=10.0KPa，內(nèi)摩擦角φ=4.1°。由于土工試驗(yàn)采用的土樣未充分泥化，試驗(yàn)數(shù)據(jù)一般偏大，因此極限平衡反算法得到的數(shù)值較為可信[4]，綜合衡量，我們?nèi)』瑒用婵辜魪?qiáng)度參數(shù)黏聚力C=10.0KPa，內(nèi)摩擦角φ=4.1°。經(jīng)計算，當(dāng)安全系數(shù)取K=1.0時剩余推力-285.91KN/m，滑坡處于極限穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)安全系數(shù)取K=1.20時剩余推力240.45KN/m，當(dāng)安全系數(shù)取K=1.25時剩余推力372.05KN/m，滑坡安全儲備不足，降雨及后期人類活動擾動，極可能造成滑坡體失穩(wěn)。5滑坡治理工程措施對該滑坡采取加固治理措施為主，卸土減重、排水、封閉裂縫為輔的綜合處理方案。為了減小滑坡體的下滑力，對滑坡后緣進(jìn)行卸土放坡處理，卸土厚度2-3m，并做好坡面防護(hù)。在滑坡的后部和前部打平孔,降低地下水位,減小孔隙水壓力,減緩或暫時停止滑體的移動,為勘察和根治工程施工創(chuàng)造條件。對滑坡體區(qū)域及周邊臨近區(qū)域的裂縫用砂漿或粘土封閉，以防止地表水沿現(xiàn)有裂縫深入土體，造成二次滑動。在滑坡體坡面上設(shè)置排水渠，減少坡面地表水的駐留；同時在滑坡區(qū)域外5-7m布置環(huán)形截水溝[5]，引導(dǎo)坡體外地表水向滑坡區(qū)兩側(cè)排出，最大程度的減少雨水對坡體的滲入。在已施工開挖邊坡上方采用抗滑樁，以抵償由于開挖使滑動體失去的抗力。把坡頂邊緣土體向下臨時挖除3-4m，增強(qiáng)施工期間邊坡的穩(wěn)定性，并使抗滑樁位于坡頂與二級平臺之間，樁間距4m，樁徑2m，樁長15-20m，抗滑樁施工后填回土體。6結(jié)語本文通過對滑坡體的工程地質(zhì)條件、變形形態(tài)特征及滑坡體形成機(jī)制的分析，明確了在建伊開高速遼源至烏龍嶺二期工程豐收互通E匝道北部邊坡滑坡的原因，通過對計算模型和參數(shù)的合理選取，成功的對其進(jìn)行了穩(wěn)定性驗(yàn)算和評價，針對滑坡體特征提出了較為適用的綜合工程治理方案，經(jīng)施工處理后監(jiān)測表明，該滑坡原因分析正確，治理方案合理，為類似工程的分析與處理提供了有益經(jīng)驗(yàn)。參考文獻(xiàn)[1]常宏,王旭升.滑坡穩(wěn)定性變化與地下水非穩(wěn)定滲流初探——以三峽庫區(qū)黃蠟石滑坡群石榴樹包滑坡為例[J].地質(zhì)科技情報,2004,23(1),94-97[2]黃潤秋.20世紀(jì)以來中國的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報,2007,26(3),433-454[3]李世海,劉天蘋,劉曉宇.論滑坡穩(wěn)定性分析方法[J].巖