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某邊坡坡體崩塌周邊地質條件與穩定性分析

時間:2019-12-02 來源:山西建筑 作者:姜嘯,王威,楊正玉,方 本文字數:3030字

  摘    要: 在調查邊坡地質環境條件的基礎上,分析崩塌原因,并依據規范標準對該邊坡的穩定性進行分析評價,提出治理加固措施,研究成果可為類似崩塌應急治理提供參考依據。

  關鍵詞: 崩塌; 邊坡穩定性; 落石; 應急治理;

  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、 工程概況

  受強降雨影響,鎮江市某邊坡坡體發生崩塌地質災害,威脅坡底人員的人身財產安全。崩塌發生后,業主方立即上報險情,斜坡指揮部獲悉后,啟動應急程序,采用封閉危險區、設立警示牌、危巖清理等方式對其進行應急搶險。隨后展開加固治理勘查、設計和施工,在充分了解現場地質環境和工程地質特性的基礎上,采用危巖清理、主動防護網、隨機錨桿相結合的方式進行加固治理,徹底消除安全隱患。

  2、工程地質條件

  2.1 、地形地貌

  項目區屬低山丘陵地貌單元,現場場地地形起伏較大,場地高程在8.0 m~27.0 m(黃海高程),坡度60°~80°。

  2.2、 地層巖性

  據地貌形態,巖組特征及成因,將本項目區分兩個工程地質區。
 

某邊坡坡體崩塌周邊地質條件與穩定性分析
 

  1)長江漫灘工程地質區。

  本地區自晚第三紀以來,強烈風化剝蝕及新構造振蕩性沉降運動堆積了較厚的粗細迭置沖積、沖洪積等松散土體。主要土層如下:

  (1)填土(Q4ml):灰褐色,結構松散,土質不均勻,層厚變化大,工程地質性質較差。

  (2)粉土(Q4al):灰黃色、灰色,很濕~飽和,稍密,具層理,單層厚度0.50 cm,層間夾薄層粉質粘土。搖震反應中等,干強度低,韌性低,分布不穩定。層厚一般約為1 m~2 m,承載力特征值fak=75 kPa,壓縮模量Es1-2=6.5 MPa。中等壓縮性,工程地質性質較差。

  (3)粉土夾粉砂(Q4al):灰色,濕,中密,具層理,搖震反應中等,分布不穩定,層厚一般約1 m~4 m,承載力特征值為fak=100 kPa,壓縮模量Es1-2=6.0 MPa。中等壓縮性,工程地質性質較差。

  (4)淤泥質粉質粘土(Q4al):灰色,流塑,干強度低,韌性低,無搖震反應,層厚一般約1 m~3 m,承載力特征值為fak=65 kPa,壓縮模量Es1-2=3.5 MPa。該層為高壓縮性土層,工程地質性質較差。

  (5)粉砂夾粉土(Q4al):灰色,飽和,稍密,砂以石英砂粒為主,長石次之。顆粒級配以0.075 mm~0.25 mm的砂粒為主,層厚一般約為1.9 m~5.9 m,承載力特征值為fak=110 kPa,壓縮模量Es1-2=7.4 MPa。該層工程地質性質較差。

  2)熔巖崗丘構造剝蝕工程地質區。

  本地區巖性主要由下蜀土及圌山組火山巖組成,巖土層主要特征如下:

  (1)-1下蜀組粉質粘土(Q3x):黃褐色,可塑~硬塑,鐵錳氧化物,稍有光澤,干強度中高,韌性中高。承載力特征值fak=240 kPa,壓縮模量Es1-2=6.5 MPa。主要分布于坡腳及部分山頂部位。

  (2)-1流紋質角礫熔巖(K1c1):紫灰色、紫紅色,碎屑熔巖結構,角礫呈棱角~次棱角狀。膠結物為流紋質熔巖,具斑狀結構。巖石致密堅硬,飽和抗壓強度為96.6 MPa,抗剪切強度為15.0 MPa。

  2.3 、水文地質條件

  根據構造巖性特征、地下水的賦存特點、含水層富水性差異,將本區分為三個水文地質分區:崗丘平原孔隙水區,丘陵山區基巖裂隙水區及斷裂構造含水帶。項目區場地環境地質條件屬濕潤區,根據GB 50021—2001巖土工程勘察規范2009版G.0.1條,判定場地環境類型為Ⅱ類。經調查場地附近無明顯污染源存在,場地地下水對混凝土結構有微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中鋼筋有微腐蝕性。場地地下水位以上土體對混凝土結構有微腐蝕性,對鋼筋混凝土結構中鋼筋有微腐蝕性。項目區場地地勢較高,地下水類型以熔巖裂隙水為主,單井涌水量較小,對本治理工程施工影響較小。

  3、 穩定性分析

  3.1、 定性評價

  基巖裸露區邊坡高差大,坡度較陡,坡度60°~80°,局部倒傾,最大高差18 m,邊坡傾向與裂隙結構面傾向斜交,節理裂隙發育,巖體被裂隙切割,在內、外動力作用下,局部可能發生小規模巖體墜落或崩塌。

  3.2 、定量評價

  利用理正巖土7.0軟件,采用赤平極射投影法[1,2]對北側崩塌巖質邊坡(D2調查點)及南側危巖體邊坡(D4調查點)進行穩定性分析。調查點位置見圖1。

  調查點D2邊坡坡面傾向為323°,傾角約73°,坡高約14.1 m,邊坡出露巖性主要為強風化~中風化角礫熔巖,該處主要發育兩組節理面,產狀分別為76°∠44°,34°∠0°,結構面平直張開,局部少量泥質填充。通過赤平極射投影軟件分析表明,D2點屬于較穩定狀態。

  調查點D4處邊坡坡面傾向為315°,傾角約66°,坡高約11.4 m,邊坡出露巖性主要為強風化~中風化角礫熔巖,該處主要發育兩組節理面,產狀分別為145°∠56°,192°∠73°,結構面平直張開,局部少量泥質填充。通過赤平極射投影軟件分析表明,D4屬于最穩定狀態。

  圖1 實際材料圖
圖1 實際材料圖

  通過Roc Fall軟件[3]對典型剖面1—1',2—2',坡頂落石的模擬崩塌路徑進行計算,崩塌落石最大彈跳高度、最遠水平距離(距坡腳)計算結果如圖2,圖3所示。

  圖2 邊坡崩塌落石運動軌跡(剖面1—1′)
圖2 邊坡崩塌落石運動軌跡(剖面1—1′)

  圖3 邊坡崩塌落石運動軌跡(剖面2—2′)
圖3 邊坡崩塌落石運動軌跡(剖面2—2′)

  假定不穩定塊體自坡頂按照0.1 m/s初始速度墜落,根據落石計算結果,落石經過墜落、反彈、滾動過程,剖面1—1'落石最大彈跳高度6.0 m,落石最遠水平位置距離坡腳20.0 m,剖面2—2'落石最大彈跳高度2.0 m,落石最遠水平位置距離坡腳15.0 m。坡腳為主要通行道路,在崩塌落石影響范圍之內。

  結合前述邊坡穩定性計算結果及崩塌落石影響范圍計算結果,雖然目前項目區巖質邊坡整體處于較穩定狀態,但節理裂隙發育,巖體被裂隙切割,且部分坡面風化嚴重,在內、外動力作用下,局部可能再次發生小規模巖體墜落或崩塌,最大影響范圍為20.0 m,嚴重威脅坡腳道路的運輸安全和坡腳建筑的安全,因此需進行加固處理。

  4、 治理加固方案

  根據現場調查結果,結合場地實際情況,采用的設計方案為清理坡面危巖體及雜樹,對坡面裂縫和其他危險區域采用隨機錨桿加固處理,最后采用主動柔性防護網[4]進行加固,防止碎石崩落。主動防護網工程布置同危巖清理區域一致。為保證與周邊環境保持整體協調,采取的主動防護網顏色為綠色。整體采用2.5 m×2.5 m主動防護網進行支護。縱橫交錯的直徑16 mm橫向支撐繩和直徑12 mm縱向支撐繩與2.5 m×2.5 m正方形模式(以盡量不破壞原有樹木植被為原則)布置的錨桿相聯結并進行預張拉,支撐繩構成的每個2.5 m×2.5 m網格內鋪設一張D0/08/300/2×2 m型鋼絲繩網,每張鋼絲繩網與四周支撐繩間用縫合繩聯結并拉緊,該預張拉工藝能使系統對坡面施以一定的法向預緊壓力,從而提高表層巖土體的穩定性,盡可能地阻止崩塌落石的發生并將落石限制在一定的空間內運動,同時,在鋼繩網下鋪設小網孔的S0/2.2/50型格柵網,以阻止小尺寸巖塊的崩落或限制局部巖土體的破壞。

  5 、結語

  1)項目區巖質邊坡整體處于較穩定狀態,但節理裂隙發育,存在巖體墜落和崩塌地質災害隱患。
  2)該邊坡坡體下為交通要道,如發生崩塌,將直接對人民生命財產造成極大損失,故極需對其進行加固治理。
  3)采用危巖清理、主動防護網、隨機錨桿相結合的方式進行加固治理,效果顯著。

  參考文獻

  [1] GB/T 32864—2016,滑坡防治工程勘查規范[S].
  [2] DZ/T 0219—2006,滑坡防治工程設計與施工技術規范[S].
  [3]蔡向陽,鐵永波.單體危巖危險性評價與防治建議——以云南省大關縣危巖體為例[J].地質災害與環境保護,2018,29(3):55-61.
  [4]王智文.SNS主動式防護網在治理山體落石中的應用[J].山西建筑,2018,44(35):121-122.

    姜嘯,王威,楊正玉,方龍建.某邊坡崩塌地質災害應急治理措施探討[J].山西建筑,2019,45(20):82-84.
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