复杂地质背景下滑坡的稳定性分析治理研究

[12-11 16:58:43]   来源:http://www.tmgc8.com  建筑设计   阅读:3713

摘要:滑坡作为一种最普通的地质灾害,对人类的生命、财产和工程建设的安全造成了极大地危害。随着滑坡灾害的频繁发生,对其稳定性和防治的研究已越来越受广大工程技术和科研人员的重视。本文通过对X065线栗近公路K37段滑坡的研究,探讨在复杂地质背景下滑坡的稳定性分析及综合治理对策。

关键词:滑坡;稳定性分析;综合治理一、复杂地质背景下滑坡稳定性分析研究

1、从地形地貌形态变化分析

根据钻探、物探揭露,K37滑坡滑体由第四系①素填土层组成,滑床在后缘及中部主要为第四系残坡积④粉质粘土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩,在前缘主要为第四系①素填土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩,滑动带主要沿①素填土层、③粉质粘土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩间接触界面,以公路边陡坎滑动错台处作为剪切破坏入口,向栗江河方向延深,剪切出口未见及,推测应该处于栗江河中3~5m延伸长度范围内。

2、从物质组成分析

根据钻探、物探揭露,K37滑坡滑体由第四系①素填土层组成,滑床在后缘及中部主要为第四系残坡积④粉质粘土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩,在前缘主要为第四系①素填土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩,滑动带主要沿①素填土层、③粉质粘土层或三迭系下统张家坪组石灰岩夹页岩及粉砂岩间接触界面,以公路边陡坎滑动错台处作为剪切破坏入口,向栗江河方向延深,剪切出口未见及,推测应该处于栗江河中3~5m延伸长度范围内。

3、从边坡环境变化分析

随着经济的发展,人类工程活动不断加剧,坡脚开挖较严重,坡体截水系统已经遭到破坏,导致附近环境的不断恶化。现阶段坡脚开挖了一部分,造成浅层坡体坡脚应力集中,引发了浅层的一些局部滑坡,随着坡脚的继续开挖将会对坡体的整体稳定性产生极大地影响。

根据勘察资料,1~1线滑坡稳定系数k=0.717,2~2线滑坡稳定系数k=0.799, 3~3线滑坡稳定系数k=0.737,说明该滑坡体处于不稳定状态。综合K37滑坡的地形地貌形态变化、物质组成、地下水渗流状态、边坡的环境变化等情况推断,该滑坡正处于蠕变挤压、能量聚集的过程,整体处于不稳定状态,一旦发生暴雨等外界不利因素的影响,将会导致岩土体强度降低、变形加剧、能量急剧释放,滑坡滑动。

二、滑坡治理方案选择

治理失稳的滑坡的方法很多,这里依据K37滑坡产生的原因机理,以及评估滑坡的现状和总体规划,提出各种治理方案,对其进行比较研究,以选取最合理有效的治理方案:

2.1减滑工程

1、排水与截水

排水工程是消除持续暴雨触发滑坡发生的一项关键工程。滑坡的发生和发展,与水的危害有密切关系,包括地表水和地下水。及时排走水,对防止岩(土)体抗剪强度降低有显著效果,是保障滑坡稳定性的有效措施。对于地表水多采用排水沟、截水沟、急流槽等形式来排水。为了拦截滑坡上部流向滑坡体的水流,常常在地表设置一条或数条截水沟。对于滑坡的地下排水系统则采用截水盲沟、支撑盲沟、盲洞、仰斜钻孔、渗管、渗井、垂直钻孔以及砂井与平孔相结合、渗井与盲洞相结合等工程设施。地表水与地下水无疑是引起滑坡的主要因素之一,但由于K37滑坡地质条件的复杂性,以及坡脚开挖等的影响,单纯采用地表水或地下水排除法治理不会有太大的效果,滑坡的稳定性有很多不确定因素存在,因此排水工程应与多种支护形成综合方案才是最佳方案。

2、刷方减重

当一个滑坡具有“头重脚轻”的特点,而在前方又有一个可靠的抗滑地段时,采取在滑坡体上部削坡减重,脚部加填反压的办法,使滑坡的外形得以改变,重心得以降低,延长抗滑段,增加抗滑力,可以使滑坡的稳定性得到根本的改善。但在运用减重的方法治理滑坡时,常常需要与下部的支挡措施相配合。因为,如果滑坡没有一个可靠的抗滑地段,则减重只能减小滑坡的下滑力,不能达到稳定滑坡的目的。在进行滑坡体减重处理时,必须注意到施工方法,应当做到先从上部均匀减重,以防止由于挖土不均匀而造成滑坡的分解和恶化。而排水和防渗工作应该在减重后及时地做好。刷方减重工程作为一种辅助的治理措施,与抗滑工程相结合,能够获得对深层大型滑坡治理的长久工程效果。

2.2改变滑带土石性质

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在滑坡治理过程中,也常用到物理化学方法改善滑坡带土石的性质。现在最常用的方法为注浆法。注浆技术是在一定压力下将事先配置好的浆液(化学或物理)灌到所要加固的地基或预定位置,浆液在土层中直接发生一系列化学或物理变化,达到固结土体,提高土体强度和抗变形能力。灌浆方法有单液、双液或三液注浆。目前多采用双液注浆,双液注浆具有凝固速度快,凝固过程中失水量少,对地下水无污染,施工简单,被广泛采用。双液注浆技术是以相同压力相同流量从注浆管端部的Y型管的两个管口注入两种不同浆液,经混合后注入土体。由于K37滑坡中含有软弱的层带,因此在放坡的平台上采取注浆法,能有效的改善岩土体的强度,防止滑坡的进一步发展,而双液注浆法加固效果好、工期短,故选用双液注浆的方法来加固处理。
三、滑坡治理施工

1、施工工序

由于K37滑坡属于地质灾害抢险工程,因此必须制定合理的工艺流程才能确保施工顺利进行。地下水降低后可显著提高滑坡的稳定性,为后续锚杆的施工创造良好的施工条件。因此,在坡体整体施工之前,先施工滑坡外界的截水沟,然后,根据该边坡的岩、土体结构和水系发育情况,采用当前实用的动态设计、动态施工的方法,由上至下,分级开挖,边开挖,边防护。只有开挖一层支护一层,岩土体的力学参数才不会衰减,滑坡深层滑动的滑裂面的参数才永远不会出现,才能保证以最少的资金取得最大的效益。锚杆的施工应该随边坡开挖自上而下分级进行。

2、施工的常规要求

在施工前,应对边坡进行修整,应将滑坡面上的滑体、危石及不密实的松土清除;在施工工程中,应采取临时的排水措施,确保施工作业面不积水;护坡矮脚墙的基础应设置在稳定的地基上;应按设计要求做好伸缩缝。边坡开挖必须逐级开挖,逐级按设计要求进行支护。同时还要注意施工过程中的边坡稳定性,必须确保施工人员、机械、设备的安全。

3、锚杆施工要求

(1)施工前的准备。在进行施工组织设计之前,应先进行施工前的调查。施工前的调查可为施工组织设计提供必要的资料。通过调查、并掌握详细资料后,制定出符合工程需要的施工组织设计,确定施工方法、施工程序、使用机械、工程进度、质量管理和安全管理等。

(2)钻孔及清孔。根据设计所规定的孔位、孔径、长度与倾斜度进行钻孔。钻孔使用液压潜孔钻机施钻,采用无水钻进的干法作业。以确保边坡地质条件不被恶化,保证孔壁稳定性。成孔后用空气压缩机风管清理孔穴,将孔内壁及根部残留废土清除干净。清孔完成后,应将孔口暂时封堵,避免碎屑杂物进入孔内。

(3)注浆。注浆管必须与锚索同时制作安装。锚杆注浆为M20水泥砂浆。但根据现场实际情况和现场试验情况,在确保M20强度的前提下可调整为纯水泥浆。锚杆采用一次性注浆:即孔底返浆法进行注浆,注浆压力为0.6-1.0MPa。注浆过程中,注浆管应从孔底缓慢抽出,注意砂浆要依照配合比按重量配制,严格控制用水量,避免孔内产生气垫,压浆泵料仓内始终有一定量的砂浆。

参考文献

[l]颜晓莲等.湖南省衡南县X065线栗近公路K37路段滑坡工程地质勘察报告[R].核工业衡阳第二地质工程勘察院,2010.

[2]王德义,王滨,金沙江新桥滑坡群工程地质特征及治理措施[J].中国地质灾害与防治学报,2004,15(4).

[3]胡海东,复杂地质滑坡特征及稳定性分析[J].山西建筑,2009,35(11).

作者简介:李静芳(1964—),女,工程师,主要从事地质勘查、岩土工程勘察、地质灾害危险性评估和水工环地质调查研究工作。

王云虎(1962—),男,高级工程师,主要从事工程建设、岩土工程勘察、地质勘查和水工环地质调查研究工作。


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