安化县机动车考场边坡基本特征及应急治理工程

发表时间:2019/1/10   来源:《防护工程》2018年第30期   作者:常腾腾
[导读] 湖南省安化县安化机动车考场边坡位于考场东南侧山麓坡脚地带。

中国地质大学北京  100083
        摘要:湖南省安化县安化机动车考场边坡位于考场东南侧山麓坡脚地带。坡脚由于人工切坡而变陡,形成了局部高陡临空面,在重力和降雨时产生的水流作用下易产生坠落(撒落)现象,若不及时治理,有引发崩塌的可能性,以至导致坡体失稳而形成滑坡地质灾害。威胁下方人民生命财产安全。在查明该边坡基本特征的基础上,对边坡进行一系列整治。
        关键词:地质灾害,崩塌,稳定分析,应急治理,锚固。
        Abstract: The slope of Anhua motor vehicle examination place in Anhua County of Hunan province is located at the foot of the foot slope of the southeast side of the examination room. The foot of the slope becomes steeper due to artificial cutting, which forms a local high-steep free surface. Under the action of gravity and water flow generated by rainfall, it is easy to fall (fall). If it is not treated in time, it will lead to the possibility of collapse, and even lead to the instability of the slope and the formation of landslide geological hazards. Threaten the safety of people's lives and property below. On the basis of identifying the basic characteristics of the slope, a series of renovation works are carried out.
        Key words: geologic hazard, collapse ,stability analysis, emergency treatment, anchorage.
       
       
        0边坡工程概况
        安化机动车考场紧挨安化县城,区域经济发展迅速,基础设施完善,308省道从旁通过,西距县城中心区约2km,交通便利。安化机动车考场边坡是由于人工切坡形成的高陡边坡,边坡位于考场东南侧山麓坡脚地带,边坡坡向北西向,坡度普遍40-45°,坡体上覆第四系残坡积层,厚度不均匀,一般1m;边坡下伏基岩倾向为北西向,边坡为斜向。由于切坡较陡,且基岩裸露后风化强烈,在降雨作用下边坡岩块发生不同程度坠落,个别处还有小型垮塌。
        1地质特征
        1.1地形地貌
        安化县安化机动车考场 边坡位于考场东南侧山麓坡脚地带,属资水右岸。边坡所处地是构造剥蚀丘陵地貌,山顶较平缓。边坡所在斜坡坡向大致为北西向,坡脚由于人工切坡而变陡,一般坡度为40°-45°。 边坡坡脚大约为126-127m,后缘145-146m,边坡相对高差18m。未人工切坡影响的山坡上植被较茂密,多为灌木及油茶树,植被覆盖面积约75%。
        1.2地层岩性
        场地地层为第四系残坡积层(Q4el+dl)以及寒武系上统(∈3)泥灰岩。
        第四系残坡积层(Q4el+dl):褐黄色,含有碎石,砾石含量约5%,尖棱角状,主要成分为泥灰岩,强度中等,韧性中等,没有摇动迹象。该层在整个边坡场区均有分布,层厚不均匀,大约1m。含砾粉质粘土顶部发育耕植土,褐黄色,结构松散,含大量植物根系及腐殖物,耕植土厚度大约0.2m。
        寒武系下统巴榔组泥灰岩、炭质页岩:泥灰岩呈灰黑色,中薄层,中风化呈碎块,局部因切坡过陡,碎块发生滚落,未造成人员伤亡。岩体局部有节理裂隙发育。岩层倾向北北西,倾角为25°-30°,产状稍有变化,相对稳定。
        1.3水文地质条件
        边坡区内地下水类型主要有第四系孔隙水及岩溶水两种类型。
        (1)第四系孔隙水:赋存在第四系残坡积层间,透水性优,在雨季时此类水主要通过大气降水垂直补给,具有浅循环、短径流、快交替的动态特点,其水量随大气降水会产生较大的变化,在低洼处呈下降泉排泄,地下水位随季节变幅大,雨季时水位浅,旱季时水位埋藏深,该层地下水对滑体稳定性影响较大。
        (2)泥灰岩岩溶水:该泥灰岩层往往发育溶蚀孔洞,孔洞之间相互连通,往往成为良好的储水空间。地下水补给的主要来源为大气降水和上层第四系孔隙水入渗补给,以下降泉或地下暗河的形式向低洼处排放。
        该场区的地下水补给主要依靠大气降雨,区内没有泉、井出露。场区地表有一条小冲沟,雨季时候雨水汇集沿着斜坡坡面向下流动,水量随季节变化,对边坡稳定性影响不大。边坡工程设计剖面图如图1所示。
       


        图1  边坡工程设计剖面图
        2边坡变形机制分析
        安化机动车考场建校时,因坡脚平整场地、修建公路等需要而发生切坡现象,形成了局部高陡临空面,其坡脚处即为机动车考场练习车道。受连续降雨影响,该边坡先后发生不同程度垮塌(主要是风化岩块的坠落)。
        安化县安化机动车考场边坡所处地是构造剥蚀丘陵地貌,山顶较平缓。边坡所在斜坡坡向大致为北西向,坡脚由于人工切坡而变陡,一般坡度为40°-45°。 边坡坡脚大约为126-127m,后缘145-146m,边坡相对高差18m。坡体主要由第四系残坡积层和下伏基岩组成,第四系地层结构相对松散,渗透性强,且坡面基岩裸露,裂隙发育,利于雨水向下渗透。在降雨时,一方面坡体因雨水渗入自重加大和强度降低,另一方面形成的股流可能产生淘蚀冲刷作用先导致边坡局部岩块坠落,继而形成崩塌、滑坡。经综合分析研究,一致认为考场边坡现状是比较稳定的,除了表面随时有风化石块坠落及局部小型垮塌之外,产生较大崩塌、滑坡的可能性较小。但这些边坡坡面较陡(一般都在40°以上),组成坡体的岩石又以泥灰岩、炭质页岩为主,抗风化能力差,裸露后在季节温差和干湿变化作用影响下,风化速度快,致使岩体浅表破碎,在重力和降雨时产生的水流作用下易产生坠落(撒落)现象,若不及时治理,久而久之完全有引发崩塌,以至最后导致坡体失稳而形成滑坡地质灾害的可能性。
        3应急工程设计方案
        3.1治理措施的选择
        边坡现状虽然比较稳定,但局部已经形成高陡临空面,且该边坡先后发生不同程度的垮塌,通过对现场勘察,对滑坡主要采用修建截排水沟以及锚固相结合的方法。该综合整治方案具有施工方法难度小、针对性强见效快的优点
        3.2坡面清理工作
        坡面清理工程,主要是对坡面松散岩土体进行清理,清除坡体表面松散碎石,并整理坡面,以便后续进行锚固工程施工。坡面清理工程主要采用人工清理方式,由于坡面较陡,且较高,施工前搭设脚手架,施工应从上往下逐级进行。
        3.3截排水沟工程
        在坡体周界外稳定地表修建截水沟,以拦截坡体地表径流,截水沟两端分别与坡脚排水沟相连,通过排水沟将雨水排至场区之外。经过计算截水沟共需110m,排水沟共需120m。施工前先根据平面图放样,砍伐坡上林木,平整出截水沟施工场地;人工开挖沟槽,采用M7.5浆砌片石、1:3水泥砂浆抹面。边坡坡脚排水沟需要按照设计铺设盖板。
        此次设计用于排洪的截水沟,用排洪设计流量来设计水沟的最大流量。采用10年一遇最大小时降雨量设计,用20年一遇最大小时降雨量进行校核,根据安化县气象局提供的资料,场区10年一遇最大小时降雨量为48.5mm,20年一遇最大小时降雨量为52.5mm。
        截水沟纵坡坡比不宜超过1:2,沟形拐弯处宜做成弧形,要设置不小于1m的圆弧相接,且弯曲半径不应小于10m;结合沟形及地形变化,约每10m设置一条变形缝,变形缝不得设置在排水沟连接处、弯道,伸缩缝处的沟底,应设齿前墙,缝宽2cm,缝内沿沟顶、 内、外三边填塞沥青麻筋或沥青木板,填充深度不小于5cm,伸缩缝要有止水措施。
        坡体局部较陡,为了防止冲刷,在坡度大于45%的渠道段设置跌水台阶,跌水台阶宽度根据实际地形确定,设置跌水台阶,右侧跌水台阶长24m,左侧跌水台阶长43m。
        台面应做成糙面,台面坡度外斜2%-3%;同时为了防止截水沟沿着坡体表面滑移,设置跌水的渠道段底部设置防滑凸榫,间距不大于2m。如图2为排水沟大样图、图3为截水沟大样图。
       
       


        
        图3  截水沟大样图
        3.4锚固工程
        坡面清理后,坡体强风化呈碎石,仍有可能发生局部滚落现象。坡面清理后,需要对边坡坡体进行锚固和挂网,挂网面积约1200m2。该锚固工程是由SNS主动防护网以及锚杆组成的一种联合支护体系,主要是防止坡体岩层风化呈碎块,发生滚落,同时加固浅层岩体。由于未进行详细勘察,边坡土层厚度不详细。锚固工程中锚杆要布置在基岩内。如图4为锚杆大样图。
        锚杆采用HRB400 φ18mm钢筋,长度为5m,打入岩土体深度为4.9m,外露并弯折0.10m。锚杆孔径50mm,锚固角为-15°,使用风钻成孔,孔深5.20m,锚固段长4.90m,锚杆采用全孔注浆,灌入M30水泥砂浆。锚杆端头固定在锚垫板上。
        防滑钉采用HRB400 φ18mm钢筋,长度为0.5m,打入深度为0 .4m,外露并弯折0.10m。防滑钉孔径为50mm,锚固角为-15°,使用风钻成孔,孔深0.4m,锚杆与防滑钉呈梅花形布置。
        考虑到群锚效应,边坡锚杆纵横向间距至少为2.0m。结合边坡实际情况,该边坡锚杆采用HRB400 φ18mm钢筋,纵横间距为4.0m。锚杆共布置6排,最上一层为6根锚杆,最低层为22根锚杆,共计84根锚杆。防滑钉采用HRB400 φ18mm钢筋,纵横间距设置为4.0m,并与锚杆呈梅花形布置,共需要84根。挂网采用SNS主动防护网,SNS主动防护网不允许预扎成片挂设,必须现场绑扎,伏贴坡面,并随着坡面起伏。
       

        图4   锚杆大样图
        4应急边坡治理效果
        2017 年按照上述方案对边坡进行了应急治理工程施工。应急工程竣工后对滑坡进行了长期的的效果监测,效果监测成果表明滑坡在监测期间未发现整体变形迹象,可见其滑动变形得到了较好的控制。该滑坡无整体变形迹象,处于基本稳定状态,说明应急工程对滑坡整体稳定起到了积极作用,达到了原设计的目的。
        5结语
        1) 滑坡在勘查期间边坡现状虽然比较稳定,但局部已经形成高陡临空面,在暴雨状态下处于不稳定状态。滑坡失稳将不仅给周围人民群众带来伤亡和经济损失,且对社会的发展和稳定都极为不利。需要对滑坡进行治理,并且时间非常紧迫。
        2) 对该滑坡实施了坡面清理工程+锚固工程+截水沟工程+排水沟工程+绿化工程+弃土场整治工程治理。长久治理工程效果监测及一年的观察表明经过应急治理后该滑坡无整体变形迹象,说明应急工程对滑坡整体稳定起到了积极作用,达到了原设计的目的,其成功经验可供类似工程借鉴。
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