三峡库区秭归郭家坝新集镇沿江路高切坡稳定性评价

发表时间:2018/10/8   来源:《新材料.新装饰》2018年5月下   作者:杨新文
[导读] 高切坡防护是地质灾害防治工作的重要组成部分,本文以秭归县郭家坝新集镇沿江路高切坡为例,通过对地质特征、边坡类型和结构面形态的分析研究。预测高切坡的破坏模式,计算分析其稳定性,最后采用“格构锚杆工程+挡土墙支挡工程+整平工程+排水工程”等综合治理措施,以增强边坡的整体稳定性。

(中南勘察设计院集团有限公司,湖北 武汉 430071)
摘要:高切坡防护是地质灾害防治工作的重要组成部分,本文以秭归县郭家坝新集镇沿江路高切坡为例,通过对地质特征、边坡类型和结构面形态的分析研究。预测高切坡的破坏模式,计算分析其稳定性,最后采用“格构锚杆工程+挡土墙支挡工程+整平工程+排水工程”等综合治理措施,以增强边坡的整体稳定性。
关键词:高切坡;稳定性分析;折线滑动;工程治理

 
        1 引言
        郭家坝新集镇沿江路高切坡(ZG0004a*)高切坡位于郭家坝镇沿江路渡管所至污水处理厂西,为建筑开挖形成的高切坡。该高切坡地质条件复杂,危害对象多,损失巨大,是秭归重点应治理高切坡之一。稳定性是边坡工程的主要问题,做好岩土工程勘察工作,正确评价和预测边坡的稳定性,对可能失稳提出防护措施和建议,具有十分重要的意义。
        2 工程地质条件与特征
        根据其地质与稳定性条件及其危害程度确定建议治理坡长250m,面积3650m2。拟治理高切坡分为两段:第一段(LMT1)位于污水处理厂西侧,坡底高程183m左右,长约150m,坡高10~26m,平均坡高18m,坡度65~88°,平均坡度70°左右。以岩质顺向坡为主,部分为岩土质混合坡;桩号1+0~1+55m为岩质顺向坡,坡面倾向与岩层倾向夹角为5~15°,坡面产状340°∠65°,岩层产状335°~355°∠20~43°;桩号1+55~1+75m为岩质横向坡,坡面产状240°∠80°,岩层产状350°∠33°;桩号1+75~1+120m为岩土质顺向坡,坡面倾向与岩层倾向夹角14°,坡面产状354°∠70°,岩层产状340°∠39°;桩号1+120~1+135m为岩质斜交坡,坡面倾向与岩层倾向夹角60°,坡面产状60°∠88°,岩层产状0°∠12°;桩号1+135~1+150m为岩质顺向坡,坡面倾向与岩层倾向夹角22°,坡面产状338°∠88°,岩层产状0°∠12°。
        第二段(LMT2)位于渡管所及其以东,坡底高程187~188m,长约180m,坡高10~20m,平均坡高15m,坡度64°~80°,平均坡度70°左右,。以岩质斜交坡为主,部分为岩质顺向坡。桩号2+0~2+5m为土质坡;桩号2+5~2+80m为岩质斜交坡,坡面倾向与岩层倾向夹角30~45°,坡面产状340°∠66°,岩层产状295°~310∠11°~28°;桩号2+80~2+100m,为岩质横向坡或斜交坡,坡面倾向与岩层倾向夹角90°,坡面产状320°∠80°,岩层产状230°∠9°;桩号2+100~2+180m为岩质斜交坡,坡面倾向与岩层倾向夹角30~80°,坡面产状310°∠64°,岩层产状340°~30°∠20°~26°。
        高切坡岩体中节理、裂隙发育,岩体破碎。勘察在切坡上统计到较大的节理裂隙28条,断层3条。高切坡灰岩中发育有四组节理,其产状为:①走向10°~20°左右,倾向280~290°,倾角35~55°;②走向330~350°,倾向240~260°,倾角50~70°;③走向260~285°,倾向350°~15°,倾角50~70°;④走向60~85°,倾向150~175°,倾角70°左右。以前三组较发育,长度多在6m以上,个别达15m~20m。除节理裂隙外,层面裂隙也很发育。
        3 高切坡稳定性分析
        1、预测的可能破坏模式
        根据野外调查与类比可知,本高切坡其破坏模式主要取决于边坡岩体结构面组合及其与边坡面的关系,以浅表层岩土体滑移或节理切割的块体崩滑和风化剥落与掉块为主,具体各段可能破坏模式如下:
        LMT2全段、LMT1中的1+55~1+75m、1+120~1+135m段为斜交坡及横向坡,以节理切割的块体崩落、滑移和风化剥落形式为主。
        LMT1中的1+0~1+55m、1+75~1+120m和1+135~1+150m段为顺向坡,以顺层面或层面与节理裂隙的组合面滑移为主,部分为节理切割的块体崩落及风化剥落形式。
        2、稳定性计算评价
        在工程地质分析基础上,取代表性剖面2-2′、4-4′、5-5′、9-9′、12-12′五个剖面,采用折线滑动法计算其稳定性系数,评价其稳定性。
        表1  岩土体参数表
 
        (1)计算工况
        考虑高切坡区域可能遇到的各类情况,特别是最危险的情况,由于区内基本地震烈度为6度,可不考虑地震的影响,故综合确定以下两种计算工况:
        工况一:天然状况(坡体自重)
        工况二:天然状况+暴雨(坡体自重+暴雨)
        (2)计算方法的原理
        1)折线滑动法
        对可能产生折线滑动的高切坡应采用推力传递系数法进行计算,其稳定性系数计算公式为:
 

        表2  稳定性系数计算成果表
 
        从计算结果看:天然+暴雨工况下,高切坡稳定性有所降低,其中4-4′剖面和5-5′剖面代表LMT1中的1+75~1+120m的稳定性系数小于1.3,安全储备小,预测可能出现局部块体滑移和土体滑移。
        LMT1的1+0~1+75m、1+120~1+150m和LMT2整体处于稳定状态,破坏模式主要表现为节理切割的块体崩落及风化剥落形式。
        4 工程治理方案建议
        根据边坡稳定性、可能的破坏模式与各段地质特征的差异,建议对不同区段采取不同的治理方案:
        LMT1采用格构锚杆工程+挡土墙支挡工程+整平工程+排水工程。其中1+0~1+75m采用锚喷工程,1+75~1+116m采用格构锚工程,1+116~1+148m采用素喷工程。坡上方布置排水工程。
        LMT2中2+0~2+100m采用锚喷工程,坡上方布置排水工程。
        5 结语
        1第一段高切坡的1+75~1+120m处,稳定系数1.12~1.15,小于安全系数1.3,存在局部块体和土体滑移的可能,需进行加固。同时表层岩体卸荷、风化、剥落与掉块现象严重,仍会发生局部的崩塌、剥落。
        2建议对高切坡采取分段的原则进行治理。第一段高切坡的1+0~1+75m和1+120~1+150m和第二段高切坡以锚喷支护为主,辅以路堑墙(挡土墙),主要防止边坡表层岩体卸荷、风化、剥落与掉块;第一段的1+75~1+120m切坡以格构锚固为主,辅以挡土墙,以防止边坡产生顺向滑动破坏。为减小地下水及地表水的侵蚀、水压力作用对切坡的不利影响,建议在切坡顶、底设置截、排水设施。坡面设排水孔。
        3建议加强边坡施工期间与运营期间的监测工作。
参考文献
[1] 《三峡库区高切坡防护工程地质勘察与初步设计技术工作要求》,长江勘测规划设计研究院
[2] 《建筑边坡工程技术规范》(GB50330-2012)
[3]  孙玉科,切坡岩体稳定分析[M],北京:科学出版社,1988

作者简介:杨新文(1978.8—),男,工程师,硕士,岩土工程专业,主要从事岩土工程勘察及深基坑支护设计工作。
 

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