象冲尾矿库苦竹林古滑坡治理设计浅析

发表时间:2020/7/23   来源:《城镇建设》2020年第11期   作者:卓庚山 裴鲜荷
[导读] 滑坡是主要的地质灾害之一

         摘要:滑坡是主要的地质灾害之一,在进行滑坡支护设计时最重要的是寻找滑动面,通过钻探、测试等手段确定滑动面的力学参数,再研究滑动面的物理力学性质从而进行科学的分析,进行滑坡稳定性分析及计算,提出最优支护方案。这样滑动面的确定方法和稳定性计算方法,不仅对滑坡稳定性核算至关重要,对于滑坡体的支护选型也提供了重要的理论依据。在此基础上进行滑坡的支 护选型并确定合理的支护设置位置,以实际工程为例详细论述该方法的应用步骤,并提出大型滑坡的支护设置原 则,研究结果对大型复杂滑坡的支护选型和设计有一定指导意义。
         关键词:边坡工程;滑坡;滑动面;滑坡稳定性;支护设计
 


1  引 言
         本工程为云南省个旧市某尾矿库库区滑坡治理工程,该尾矿库滑坡位于库内左岸,危害环库公路运营和尾矿库安全。滑坡工程治理和支护设计应通过现场调查和钻探、测试等手段掌握滑坡特征和诱发因素,结合地区经验,正解确定滑床和滑动面的力学参数,进行滑坡稳定性分析及计算,方能提出最优支护方案。这样滑带土参数的正确性和准确性,不仅对滑坡稳定性核算至关重要,对于滑坡体的支护选型也提供了重要的理论依据。
2、场地工程地质条件
2.1、滑坡区地貌形态及边界特征
         拟建场地区域上位于经向构造体系、纬向构造体系及青藏、滇缅“歹”字型构造体系的交接地带,受南部红河断裂带控制。工程场地范围未见明显的断裂形迹。
         苦竹林滑坡总体呈“圈椅”状,纵长约280~360 m,横向宽约220~300m,面积约8.9×104m2,平均厚度约为18.0m,体积约为169×104m3,主滑方向280°,滑坡体中上部为苦竹林村,滑坡前缘以坡前冲沟形成的临空面位置为剪出口,后缘边界以苦竹林村庄后缘斜坡坡脚为界,大致呈弧形,滑坡两侧现发育有冲沟,其中北侧冲沟内有泉点出露,右侧为干沟。鼓丘和裂缝不发育,该滑坡周界清晰,为深层大型土质推移式古滑坡。该边坡斜坡体现状基本稳定,
         根据勘察资料,滑坡坡体物质主要为滑坡堆积物,厚度约10~19m,下部为板岩强风化层和板岩中风化层,滑面主要发育于堆积体与全风化岩接触带,局部沿板岩全风化层与强风化层接触界面发育。诱发因素为坡体上部苦竹林村居民生活用水和雨季强降雨入渗,软化坡体岩土,另外尾矿库运营后,最终堆积线位于滑坡体前缘陡坎底(剪出口),坡前水位上升,地表水及流态尾矿析离水的浸润,软化滑坡前缘堆积物,可能使滑坡体失稳滑动。老滑坡失稳后可能对尾矿库运营和苦竹林村造成危害。

2.2、边坡土体构成及工程性质
         据勘察报告资料和现场踏斟调查,滑坡体地层自上而下叙述如下:
         (1)第四系滑坡堆积(Qpd)含碎石粉质粘土、含粘性土碎石层:褐黄色粉质粘土,含10~20%的板岩风化碎块,硬塑~坚硬状态,局部为含粘土碎石、块石层,稍湿。厚度为10.30~20.40m;
(2)三叠系上统火把冲组(T3h):
         板岩④1:褐黄色,泥质结构,薄~中厚层状构造;全~强风化,岩面埋深为0.00~15.60m。
         板岩④2:褐灰色,泥质结构,薄~中厚层状构造;中等风化,层顶埋深为1.80~46.80m,为滑坡地段下伏基岩。
         勘察报告提供各层的物理力学指标统计于下表1:         
 
        
         为准确查明滑带土指标,布置3组现场大型直剪,滑带土抗剪强度指标根据详勘报告建议,以宏观地质判别为前提;以滑带的物质组成为基础,测试(室内试验)值为依据,以工程类比(经验)为参考,并通过反演分析等手段综合确定。取值如下表:

        
        
3  滑坡稳定性分析
         根据滑坡形态结构特征、钻孔揭露地层特征、勘察成果综合进行分析可知,该滑坡的滑动面主要为土岩界面,滑面呈折线型。根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218—2006)的相关要求,采用基于极限平衡理论的传递系数法对该滑坡的稳定性进行定量分析计算。根据上述滑动面、剪出口的确定情况以及滑坡特征相互组合,建立计算模型如下图:
        
         通过分析,滑坡主滑断面目前天然状态下稳定系数为1.05,暴雨状态下为0.92,地震状态为1.03,现状处于基本稳定状态,暴雨工况为不稳定状态,地震工况为基本稳定状态,必须进行治理。
        
 4  滑坡支护设计
4.1、设计参数
         (1)岩土物理力学参数
         结合本院地区经验及周边边坡调查反算,综合确定边坡各岩土体的物理力学指标,见上表,边坡工程安全等级:一级。结构设计正常使用年限:50年。
         (2)稳定安全系数:根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T 0218-2006)表6及《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006)表3:滑坡危害对象等级划分为二级,防治工程等级划分为Ⅱ级。
         设计工况为自重工况(工况1);校核工况为暴雨工况(工况2),地震工况(工况3)。

4.2、滑坡设计方案
按滑坡可能产生的破坏模式、特点及发展趋势,针对性采取防治措施。对于滑坡前缘剪出口软化导致的牵引破坏,采取经济有效的反压。反压土方利用建设弃碴,对于暴雨工况下的推移破坏,由于滑坡坡度较陡,坡长较大,滑体厚度大,采用抗滑桩治理,嵌固效果差,且需多级抗滑桩,锚索格构梁体系可顺坡灵活布置,土方工程量少,充分发挥锚索的高抗拉强度的优势,成本低,施工快。经方案比选,采用锚索+钢筋混凝土格构梁+外围地表截排、坡体排水进行综合治理。采用回填压脚稳定前部坡体,采用锚索+钢筋混凝土格构梁对坡体进行分段分块锚固。治理工程沿剖面长度方向分台布置。根据剖面长度及各滑块性质分台分段分块支护。各台进行适当削坡,削坡坡度1:1到1:1.2,设3~4排预应力锚索及一榀格构梁系,各平台间设马道及排水沟。

4.3治理措施
         1).坡前回填反压
         滑坡前缘从冲沟底回填反压至截洪沟外缘,淹没线以外反压坡度采用1:1.5,淹没区反压坡度采用1:2.2。
         2).格构梁系设计
         将锚索的设计锚固力作为作用在格构上的集中荷载,将坡面反力作为均布荷载作用在格构梁上,按多跨连续梁计算其内力。经试算,格构梁为3m×4.5m格梁,水平梁间距为3m,纵向梁间距为4.5m,主梁断面为400mm×450mm矩形,节点处设置锚索。联系梁断面为300mm×450mm矩形。每孔锚索的设计锚固力为500kN。
         3).截排水工程设计
         在滑坡后缘、侧面布置截水沟,各分级平台布置排水沟,以截排坡体外围雨水,防止雨水渗入坡体内,影响坡体稳定。排水沟截面形状为矩形,宽50cm,高50cm,壁厚30cm,采用M7.5浆砌块石。
         后缘截水沟截面形状为梯形,迎水面为斜边坡率1:0.25,底宽50cm,顶宽92cm,高80cm,壁厚30cm,采用M7.5浆砌块石。
         4)工程治理效果
本工程经2016年治理完成后,本工程进行了变形监测,现已历经多个雨季,治理效果较佳,采用锚索格构梁治理后,坡面植被现状已恢复,生态和景观效果较好。

5  结 论
         在进行滑坡工程治理时正确而准确确定滑带土参数对工程治理效果和经济性影响重大,而对于大部分深层滑坡,通过现场大型直剪直接确定滑带土指标尤为困难,而且由于岩土体的三相性特征,代表性也有待商榷,因此通过地质调查、钻探、测试及地区经验、反分析等手段综合确定滑动带的力学参数,仍是现状滑坡分析常用的方法,对岩土工程师的经验是个较大的考验,从而正确进行滑坡稳定性分析及计算,提出最优支护方案。滑带土物理力学指标的确定方法,对滑坡治理安全性和经济至关重要。本文采用象冲尾矿库苦竹林滑坡治理为工程实例,详细论述了滑坡治理设计的方法及工程措施,并通过变形监测验证了支护设计的实际效果支护措施科学性。

参考文献:
[1]贺可强.大型堆积层滑坡的多层滑移规律分析J].金属矿山,
1998, (7): 15 - 18.
[2]简文星,殷坤龙,马昌前,等.万州侏罗纪红层软弱夹层特征[J].岩土力学,2005, 26(6): 901 - 905.
[3]孙昱.复杂地质条件下的锚索施工成孔技术[J].铁道建筑技术, 2005,(2):49-50.
[4]杨涛,周德培,罗阳明.考虑层间作用的多层滑坡分析方法[J]. 岩石力学与工程学报,2005,24(7):1 129-1 133.
[5]史彦文. 锚索框架梁和抗滑桩联合支护在路基高边坡滑坡治理中的应用[J].公路,2004, (2): 89-91.
投稿 打印文章 转寄朋友 留言编辑 收藏文章
  期刊推荐
1/1
转寄给朋友
朋友的昵称:
朋友的邮件地址:
您的昵称:
您的邮件地址:
邮件主题:
推荐理由:

写信给编辑
标题:
内容:
您的昵称:
您的邮件地址: