不稳定边坡的灾害防治

关键词：采滥地质灾害边坡学科

不稳定边坡的灾害防治（精选七篇）

不稳定边坡的灾害防治篇1

1 不稳定边坡地质灾害的危险性

随着经济建设的步伐不断的加快, 经济的迅猛发展, 出现了人工爆破、滥砍滥伐、等一系列的工程活动, 这些都是在加剧地质灾害的发生, 人工破坏的后果要远远大于自然的灾害, 最值得注意的是, 这些人工破坏的后果, 更有可能引起连锁性的岩溶塌陷。

不稳定边坡地质灾害主要分为:自然灾害和人为破坏。自然灾害主要是因为自然环境问题, 它是不以人的意志转移, 主要是预防为主。人为破坏属于人为地质灾害, 主要是由于不合理的歌过渡的开采, 挖掘等社会活动而诱发的地质灾害, 其特点为。

(1) 灾害面广。一般的自然灾害 (除特大灾害之外) , 其危害性一般有一定的局限性, 在人为破坏的情况下更容易出现更大规模性和不确定性。

(2) 破坏速度快。我们知道自然灾害的形成, 要经过气候变化, 地质演化等长时间过程之后会形成, 而在人为的因素诱发下, 过渡的不合理的人类经济活动大大地缩短了自然演化时间, 加速岩土体的岩性变化, 从而导致的灾害的发生。

2 不稳定边坡地质灾害的防治

不稳定边坡地质灾害防治工程的最大特点是隐蔽性 (如抗滑桩) 、复杂性 (如抗滑桩+锚拉+挡板+冠梁) 和多样性 (防治滑坡可采用桩, 亦可采用挡土墙) , 以地下工程施工为工艺特点, 与地基与基础工程和岩土工程具有十分相近或相同的工艺流程、施工工序和施工方法。

不稳定边坡地质灾害的防治原则:防是本, 治理为标, 实行全区预防, 重点治理的方针, 结合该地区目前的经济实力, 在综合区划基础上来开展地质灾害的防治对策研究工作。

不稳定边坡地质灾害治理要和围绕边坡绿化, 削坡、削坡开阶和回填工程要与边坡绿化技术措施相结合。遵循“技术可行, 经济合理, 功能优先, 安全可靠, 美观适用”的设计原则, 全面考虑治理技术、经济和效果的关系, 通过比选, 优化编制切实可行的设计方案。

2.1 滑坡防治措施

根据设计原则和治理要求, 通过削坡 (开阶) 以消除地质灾害和改善绿化条件, 采取坡面喷射植物种子、栽植乡土苗木复合方式, 加速近自然植被恢复, 以确保绿化效果。在滑坡边界修截水沟, 防止外围地表水进入滑坡区;在滑坡区内坡面修筑排水沟;在覆盖层上用浆砌片石或人造植被铺盖, 防止地表水下渗;对于岩质边坡用喷混凝土护面或挂钢筋网喷混凝土。

滑坡的种类较复杂, 针对小型土质滑坡, 常用的护坡方式为:降坡率、修砌后、侧缘 (截) 排水沟、前缘挡土墙、砌石护坡、锚杆与土钉墙护坡、植被护坡等。针对大型滑坡建议采用混凝土灌注抗滑桩或锚拉抗滑桩等加固措施作为阻滑支撑工程;局部增加挡土墙、砌石护坡等支挡不稳定岩体;用预应力锚杆或锚索加固有裂隙或软弱结构面的岩质边坡;固结灌浆或电化学加固法加强边坡岩体或土体的强度;SNS边坡柔性防护技术等。

对于岩质边坡, 其稳定性主要取决于岩性特征、结构面发育情况、边坡高度、坡度、坡面与结构面的组合关系、地下水的影响等。对于边坡的不同段, 各因素在边坡稳定性中所起的作用也不同。根据实地地质调查情况, 采用地质分析法及赤平极射投影法对边坡稳定性进行分析论证。

2.2 崩塌防护措施

岩质崩塌通常采用的护坡方式有:清理危岩、修葺承石、格构锚固、锚喷支护、预应力锚索 (杆) 加固等支护手段。

3 不稳定边坡地质灾害的防范管理

地质灾害的防治管理工作必须遵循超前预见性原则、顾全大局原则、长远利益至上和科学筹划原则等。地质灾害的防范主要应从以下几方面进行实施。

3.1 确立地质灾害防治管理规范化

实行分级管理, 推进减灾社会化、信息化、规范化和法制化建设, 将地质灾害防治管理与矿产资源开发、国土资源利用管理结合起来, 建立与当地社会经济发展相适应的地质灾害管理体系。

3.2 健全的地质灾害信息网络系统

针对地质灾害点多面广和比较分散的特点, 建立“监测到点、责任到人”的群测群防网络体系, 发动隐患区群众开展深入、细致、持久的群测群防工作。分区域建立了地质灾害群测群防信息网络。为落实地质灾害监测任务, 规范统一监测记录。与气象部门水利部门联合, 搭建气象预警预报平台, 第一时间了解气象部门与地矿部门联合发布地质灾害预警的预报信息。

3.3 合理规范人类工程活动

合理规划采矿、地表采挖及建筑工程, 严禁乱砍乱伐等。在矿山的开发建设时要进行地质环境影响评价、预测可能发生的地质灾害;使过去无序的采掘活动逐步规范化、合理化。其次, 在黄土滑坡、崩塌最普遍的地质灾害区域, 应减少人工切坡和粗放式农业开发, 新建工程要远离黄土斜坡灾变体, 并做好工程范围内地质环境的稳定性评价, 禁止在不稳定斜坡上兴建工程。

3.4 建设地质灾害群测群防组织

必须有专门的机构和人员来进行统筹, 联合当地政府、企业与居民, 形成紧密协作的联防监测体系, 建立县、乡、村、企事业单位及个人上下一体的地质灾害信息网络系统, 群测群防, 层层落实预测预报责任。实践表明, 建立地质灾害信息网络系统是减少灾害损失的有效途径, 具有重大的实际意义。

4 结束语

合理规划采矿、地表采挖及建筑工程等活动已迫在眉睫。地质灾害防治工作, 应坚持“谁诱发、谁治理、谁受益、谁出资、谁开发、谁保护”的原则, 建立多元化机制, 确保其资金保障。群测群防, 建立地质灾害信息网络系统。随着新技术、新方法、新材料在地质灾害防治工程中应用, 地质灾害防治技术必将迈上新的台阶。不稳定边坡地质灾害防治工作必将是一项长期的艰巨的工作, 任重而道远。

摘要：人类工程活动的日益频繁以及山体表层受大气、水、生物、地质应力的共同作用等综合影响, 致使许许多多不稳定边坡形成, 进而出现地质灾害发生的频度和规模逐年增加。主要包括崩塌、滑坡及泥石流等灾害类型, 严重制约着当地经济的发展, 同时对人民的生命财产也构成极大威胁。文章就多年的施工经历, 就不稳定边坡的地质灾害防治进行探讨。

关键词：不稳定边坡,灾害,防治

参考文献

[1]地质工程勘察.检验监测及设计施工与灾害防治技术实用手册[M].中国知识出版社, 2007, 11.

[2]胡茂焱.地质灾害与防治技术[M].中国地质大学出版社, 2005, 9.

[3]刘传正.地质灾害勘查指南[M].中国地质出版社, 2000, 8.

不稳定边坡的灾害防治篇2

乐业县中华镇中华村位于乐业县城南面,直距乐业县城约18 km。2012年8月,中华村下方道路发生滑坡,滑坡与村庄间的坡面出现了多条地裂缝带,滑坡造成村庄道路的部分路面路基被毁、道路被中段,原路堑边坡上方部分经济作物被毁,直接经济损失3万元。该滑坡工程治理难度大,治理费用高。县国土资源局及有关部门决定采取搬迁避让措施,将受到滑坡威胁的人民群众搬迁安置在距中华村东面约200 m的一处斜坡上。该斜坡规划面积约0.4 km2,计划安置中华村受滑坡威胁的15户共76人。本项目工程主要是将斜坡平整为可供建设安置住房地基的二级台阶平台,平整场地作为居民安置房的宅基地,并采取相应防治工程措施防止建设工程引发或遭受崩塌、滑坡等地质灾害的危害,确保搬迁安置点及周边不遭受地质灾害的威胁。

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

项目区附近山体顶部标高多在910～1 170 m,高差约260m,场地属剥蚀低中山地貌区,山脉连绵起伏,山高坡陡,河溪、沟谷纵横交错,残坡积物及植被发育。勘查区位于斜坡上,山坡大致呈南西高、北东低的地势倾斜,高差大于40.0m,山坡下部为一道路,路面标高为773～782 m。坡上植被较为繁茂,以人工种植的油桐、杉木、茶叶为主。

2.2 地层岩性

根据地面地质调查及钻探揭露,勘查区的岩土体工程地质特征分述如下:

(1)含砾粘土①(Qedl):由基岩风化物经残积、坡积形成,棕红、褐黄色,可塑状态为主,局部呈硬塑状,湿,结构较密实,夹含10%～25%风化母岩角砾及碎石,局部聚集,含量可达30%～40%,粒径一般为10～20 mm,最大可达45 mm,呈棱角状,成分主要为泥质粉砂岩。该层广泛分布于整个场地,揭露厚度4.10～13.00 m,平均厚度7.99 m。

(2)碎石土②(Qedl):由基岩风化物经残积、坡积形成,褐黄色杂少量红色,稍密状态,湿,结构较密实,碎石含量为55%～65%,呈棱角状,粒径一般为20～60 mm,最大者可达80 mm,成分为泥质粉砂岩,粘土占35%～45%,粘土与碎石胶结不紧密,土芯易散开。该层局部分布,厚度约2.30 m。

(3)强风化泥质粉砂岩③(T2L1):黄色杂灰色,中厚～厚层状,风化强烈,岩芯多为碎块状,块径多10～50 mm,裂隙发育,裂面多为泥质或氧化物充填,完整性差,大部分岩石结构己被风化破坏,锤击声哑。岩芯采取率低。该层分布于整个场地,揭露厚度2.10～3.50 m,平均厚度2.94 m。

(4)中风化泥质粉砂岩④(T2L1):灰色为主,局部夹黄色,中厚～厚层状,坚硬状态,完整性较差,岩芯多为碎块状,少量呈短柱状,节理裂隙局部发育,裂隙呈闭合状,沿裂隙面偶见风化痕迹,可见黑色铁锰质浸染。岩芯采取率为10%～45%,RQD为0～15%。未钻穿,揭露厚度4.20～8.00 m,平均厚度5.76 m。

综上所述,场地地层岩性、岩相变化较小,土体结构较为简单,下伏泥质粉砂岩强度较高,岩土体工程地质性质较好。

3 岩土体物理力学性质

为合理确定场地岩土的物理力学性质指标,本次勘查采用室内试验及现场原位测试等方法。根据分层统计结果以及广西南宁水利电力设计院多年勘查经验,综合提出岩土层主要参数建议值见下附表1。

4 边坡稳定性分析与评价

4.1 荷载组合

该斜坡稳定性计算所涉及的力主要为两类:坡体自重、暴雨荷载。勘查区地震动峰值加速度为0.05 g,抗震设防烈度为6°,故边坡稳定性计算时不考虑地震荷载作用。

4.2 计算剖面

根据本次勘查工作的剖面布置情况、拟整平位置及其整平标高,取地质勘探剖面(Ⅰ—Ⅰ')及(Ⅱ—Ⅱ')作为边坡稳定性计算的剖面。

4.3 边坡稳定性计算

根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219-2006),用理正边坡稳定分析软件自动搜索最危险滑面的方法进行稳定性计算,按不利工况“自重+暴雨”,对地质勘探剖面(Ⅰ一Ⅰ')和(Ⅱ-Ⅱ')进行稳定性分析计算,计算得出其安全系数分别为1.59、1.48,为稳定状态。

4.4 稳定性计算结果评述

由边坡稳定性计算结果可知,场地平整对边坡进行分级开挖时,剖面(Ⅰ—Ⅰ')和(Ⅱ—Ⅱ')在不利工况“自重+暴雨”时均处于稳定状态。由于搬迁后该地段人类工程活动强烈,边坡土层含砾粘土①、碎石土②层渗透性较大,雨季时大量雨水沿含土层入渗使土体饱和,增加了静水压力,同时降低土体有效应力,加上地表水对坡面的长期冲刷,易引起滑坡或崩塌。综合分析,整平后该边坡总体稳定性差,尤其在降雨时影响明显,需进行治理、支护。

5 边坡防治方案建议

5.1 防治原则

(1)坚持以人为本、可持续发展的原则。

(2)保证防治工程的科学性、可行性、合理性。

(3)防治方案应具有技术可靠、经济合理、结构简单、可操作性强的特点。

(4)防治方案应符合因地制宜,就地取材,节省防治费用的原则。

5.2 防治工程方案建议

根据勘查结果,综合斜坡的稳定性、影响因素、危害性及可能破坏模式,治理边坡工程的设计遵循“减载、固脚、护腰、排水”的原则,对该边坡治理工程方案建议采用“放坡+格构梁+草皮护坡+挡土墙+排水”综合治理方法。

(1)放坡+格构梁+草皮护坡+挡土墙。场地平整开挖后,内侧边坡体最大高度约10.6m,建议先对边坡体按5～8m的高度分两级进行削坡减载,然后采取格构梁+草皮对坡面进行护面,并在边坡较高部位的坡脚设置重力式挡墙进行支护。

(2)排水工程。地面截水沟主要布设于坡体后缘,在坡体上布置纵向排水沟,与横向截水沟构成网格状截排水系统,防止降雨入渗,并在坡体前缘坡底及各台阶内侧设置排水沟,以汇集坡面上方来水。

6 结语

(1)该不稳定斜坡坡向约46°,高差大于40 m,目前处于稳定状态。人工平整场地切坡后,边坡总体稳定性差,尤其在降雨时影响明显。

(2)计算结果表明,在不利工况“自重+暴雨”状态下,边坡处于稳定状态。由于搬迁后该地段人类工程活动强烈,边坡土层渗透性较大,雨季时大量雨水沿土层入渗使土体饱和,增加了静水压力,同时降低土体有效应力,加上地表水对坡面的长期冲刷,易引起滑坡或崩塌。综合分析,整平后边坡总体稳定性差。

(3)综合搬迁安置点工程地质条件,建议采用“放坡+格构梁+草皮护坡+挡土墙+排水”等综合治理措施。

(4)在地质灾害防治工程完成后,才能进行房屋的修建。

(5)勘察设计是一项工程的生命,我们一定要遵守先勘察、后设计的原则,更应重视岩土工程勘察的质量,充分利用工程勘察成果资料,岩土工程勘察工作才能更好地指导设计及施工。

参考文献

[1]建设部综合勘察研究设计院.岩土工程勘察规范[M].北京:中国建筑工业出版社,2009.

[2]国务院.地质灾害防治条例[Z].国务院2003年11月24日第394号令,2004.

[3]中华人民共和国国土资源部.滑坡防治工程勘查规范[M].北京:中国标准出版社,2006.

不稳定边坡的灾害防治篇3

岩体内部的相互作用产生一定的相互作用力, 由此便会产生边坡岩体的破坏或者变形情况发生。在露天开采当中, 进行边坡的开挖工作之前, 一般情况下, 整个岩体的内部结构比较稳定, 其应力场所处的状态相对比较平衡。但是在进行露天开采边坡工作时, 随着工作程度的加深, 整个岩体在露天采场的一侧便会出现临空面, 从而使得整个露天采场的侧向失去稳固的撑力, 进而引起了岩体内部结构的变化, 使得其中的应力场平衡状态得到了破坏。在边坡的坡脚或者坡顶部位, 极有可能出现张应力区或者是应力集中区, 在岩体内部应力产生变化的基础上, 若该产生变化的应力能够使得岩体结构出现新的变形, 并且整个岩体的应力超过了其能够承受的强度范围, 便会出现一定的岩体破坏现象。在露天开采的过程当中, 其开挖的过程会始终向着露天采场的临空面方向出现变形以及破坏。为了使得露天采场的边坡具有一定稳定性, 需要对其中的各项影响因素进行恰当的分析。一般情况下, 可以将影响露天开采边坡稳定性的因素分为岩体和岩性结构因素、地下水渗透力因素和爆破时荷载因素三个方面。

1.1 岩体和岩性结构

边坡岩体自重和抗剪强度是影响边坡稳定性的主要因素。当岩体出现滑动时, 坡脚和坡顶附近出现集中的应力和张力区, 从而促使岩体产生变形, 当岩体硬度超过抗剪强度时, 岩体就会发生破坏。由此得出, 只有抗剪能力强度大的, 边坡稳定性好, 且成正比关系。边坡稳定性还取决于岩石本身的结构, 岩石结构面的薄弱是岩体结构强度的关键, 岩体结构面越薄岩体结构强度越低, 边坡稳定性越差。

1.2 地下水渗透力

在开采边坡时所处位置的地下水渗透能力也影响边坡稳定性。当坡顶或坡面存在倾斜张裂缝时, 在暴雨期间, 雨水进入张裂缝, 对坡面产生一个水平推力, 从而降低边坡稳定性[1]。边坡内存在压力, 当岩体地下水渗透性能差时, 地下水渗流进岩体, 对边坡的稳定性造成影响。

1.3 爆破时荷载因素

在进行露天边坡开采时, 爆破会产生较大的爆破震动荷载作用于岩体上, 而爆破荷载是一种能够严重影响露天开采边坡稳定性的重要荷载因素。对岩体的应力和张力进行破坏, 从而通过边坡坡脚或者坡顶的应力集中区以及张应力区的逐渐扩大, 使得岩体发生破坏, 影响边坡稳定性。现在我国对露天开采边坡进行爆破时, 并未对其岩性不稳定的部位以及结构进行充分的考虑, 也没有进行严格方案设计, 致使在进行爆破时造成边坡不稳定。

2 露天开采边坡稳定性分析方法

2.1 极限平衡稳定分析法

极限平衡法是根据地质结构面形成滑体的边界条件, 对平面滑动、曲面滑动等互动模式进行公式计算。常用的方法有瑞典条分法、毕肖普法、简布法、萨珥法和余推力法。以瑞典条分法为例, 首先假定滑动面是一个圆弧, 并认为条块间的作用力对边坡影响不大 (可忽略) 或假定条块两侧的作用力大小相等, 方向相反, 且作用在同一条直线上。然后依据滑弧面上极限平衡条件 (见公式1) 对边坡稳定性进行分析。

式中, Tfi———条块i在滑动面的抗剪能力;

Fs———滑动圆弧的安全系数。

2.2 强度折减有效差法

基于强度折减的有效差分理论是目前进行露天开采边坡稳定性研究的最有效方法。首先我们进行假设, 假设岩体的抗剪强度为某一折减系数F, 按照公式2进行计算、分析。

式中, c+σtanφ———岩体的抗剪强度指标;

F———折减系数。

当岩体的折减系数小时, 岩体的抗剪强度较高。当折减系数增到一定程度时, 岩体沿着剪切面发生不收敛的塑性剪切变形, 此时认为边坡发生破坏。由此得, 强度折减系数为边坡整体安全系数。根据位移增量等值线或最大剪应变增量等值线来确定滑裂面的位置。

2.3 强度折减有限元法

强度折减有限元法是依据计算机进行的。与极限平衡法相比有限元法具有四个优点:一是理论体系更加周密严谨, 除了基本条件外还能满足变形协调条件;二是可以进行自动找出潜在滑裂面, 并计算出安全系数, 不需要进行预先假设;三是应用范围更广, 可以适用于几何条件、荷载条件、材料分区等复杂的问题;四是由于塑性区的荷载分布不同, 极限平衡法要进行人为调整荷载分布, 但有限元法可以进行自主扩展调整。

有限元研究是依据节点平衡方程 (公式3) , 并结合边界约束条件, 建立以节点位移为未知量的线性代数方程, 求得单元应力。在有限元法中强度折减原理与有限差分法中强度折减原理相同[2]。

在有限元分析中假设惟一差值的形式为

式中, NN———与坐标系有关的差值函数;

uN———有限单元节点变量。

通过进一步演算得到单元刚度矩阵表达式为

式中, K———单元刚度矩阵;

B———单元形变矩阵。

3 露天开采边坡灾害防治措施

3.1 增强边坡稳定性监测

露天开采边坡灾害首先要加大边坡稳定性的监测。可以通过表面位移监测法、岩体内部位移监测法和水压监测法进行监测, 从而控制岩体内部结构, 地下水渗透力度, 增加边坡稳定性。在检测过程中数据一旦出现变化, 监测人员要及时汇报, 进行补救, 减少露天开采的危险度。

3.2 有效监测地下水渗透

地下水渗透是影响露天开采边坡稳定性的主要因素, 主要表现为岩体内潜在滑动面上水压力的作用。通过降压疏干的措施把边坡地段内的水压力降到允许范围内, 从而降低地下水渗透度, 增加边坡稳定性[3]。在进行地下水疏干时应注意疏干装置的有效泄水面、疏干的时间长短和疏干给水量的控制, 以确定合适的疏干方式。

3.3 充分加固边坡

注浆加固法主要采用对边坡岩体的黏结强度入手, 通过进行岩体注浆, 从而加大岩体黏结强度, 以提高边坡的稳定性。外加支挡结构加固法主要以增加边坡滑动面摩擦力为主, 主要采用挡墙、锚杆、抗滑桩和综合支挡结构为主的外加支挡结构进行增加边坡滑动面摩擦力, 从而增加边坡稳定性, 减少露天开采边坡灾害。

4 总结

目前, 露天开采在我国矿产资源开采工作当中具有一定的重要位置, 但是其边坡出现滑坡或者破坏, 造成人员伤亡以及经济损失的情况时有发生, 因此需要对露天开采边坡稳定性以及安全性进行恰当的分析, 从而制定出一定的防范措施, 减少我国露天开采边坡工作当中安全事故的发生。

参考文献

[1]杨天鸿, 等.露天矿高陡边坡稳定性研究现状及发展趋势[J].岩土力学, 2011, 01 (05) :1437-1451.

[2]刘华强.露天煤矿边坡稳定性分析及治理措施[J].煤炭技术, 2011, 08 (21) :87-88.

不稳定边坡的灾害防治篇4

1 路基边坡损坏形式及特点

1)滑坡。

部分岩(土)体在重力作用下沿着一定的软弱面(带)缓慢地、整体地向下移动,一般分蠕动变形、滑动破坏和渐趋稳定三个阶段。

2)崩塌。

整体岩(土)块脱离母体,突然从较陡的边坡上崩落下来,并顺着边坡猛烈翻转、跳跃,最后堆积在坡底,称为崩塌。

3)剥落。

边坡表层岩(土)体长期遭受风化,在冲刷和重力作用下岩(土)屑(块)不断地沿着边坡滚落,堆积在坡底,即为剥落。

2 边坡稳定防治措施[1]

1)减载。

减载措施包括削头减载和削坡减载两种。削头减载是将边坡上部一定范围内覆盖层或岩体削掉,以降低边坡总高度;削坡减载是将边坡的坡度放缓。两种减载措施的作用都是减小边坡可能发生滑动破坏的下滑力。一般来讲,削坡措施常常受到建筑物布置上的制约,边坡不能放得太缓或根本不能放缓,而削头措施较少受到制约。

2)加载反压。

对于前缘失稳的牵引式滑坡可采用在滑坡前缘修建片石跺加载反压,增加抗滑部分的土重,使滑坡体得到新的稳定平衡。

3)排水。

排水包括地表排水和地下排水,其目的是将地表水截流排泄,并把滑体内地下水引出坡体,以减少滑坡体因水理作用而失稳。研究表明绝大多数滑坡是由于过于集中的水活动(地表水、地下水和大量降水)所引起,故有“十滑九水”之说,所以滑坡体的排水十分必要。

4)支挡。

a.抗滑挡土墙。中小型滑坡可设置抗滑挡土墙或片石跺,最常用的形式是重力式挡土墙。大型滑坡宜采用加筋土挡土墙、锚定板挡土墙及预应力锚杆、锚索挡土墙。b.抗滑桩。对于一些中、深层滑坡,用抗滑挡墙难以治理的情况下,可以采用抗滑桩治理。抗滑桩是借助桩与周围岩土体的共同作用,将滑坡推力传递到稳定地层的一种抗滑结构,因其抗滑能力强、桩位灵活、施工方便等突出的优点而广泛应用于公路边坡加固工程中。近年来预应力锚索或锚杆抗滑桩应用较为普遍。c.锚固法。锚固法是指在滑坡体上设置若干排锚杆(索),锚固于地下稳定地层中。d.复合支挡结构。复合支挡结构是由锚杆和桩组成的一种新型挡土结构,由作为竖向挡土结构的双排桩和作为外拉系统的侧向倾斜锚杆组成,并通过桩顶横梁沿土体通长布置。

5)土质改良。

土质改良是指通过改善滑体土的性质,提高岩土的抗剪强度。具体做法有高压喷射注浆法、电渗法、焙烧法、动力固结法、石灰土加固法等。

6)综合治理措施。

治理滑坡仅采用单一的工程措施往往不够理想,需采用多种工程措施组合起来进行综合治理。如清方减重与抗滑挡墙相结合、清方减重与抗滑桩相结合、抗滑桩与抗滑挡墙相结合等。在滑坡治理工程中排水工程措施不可或缺。

3 加固方案设计的原则

3.1 边坡工程中的极限状态设计原则

边坡设计要解决的根本问题是在边坡的稳定与经济之间选择一种合理的平衡,力求以最经济的途径使服务于工程建筑物的边坡满足稳定性和可靠性的要求。

1)安全性。边坡及其支护结构在正常施工和正常使用时能承受可能出现的各种荷载作用,以及在偶然事件发生时及发生后应能保持必须的整体稳定性。2)适用性。边坡及其支护结构在正常时能满足预定的使用要求,如作为建筑物环境的边坡能保证主体建筑物的正常使用。3)耐久性。边坡及其支护结构在正常维护下,随着时间的变化,仍能保持自身整体稳定,同时不会因边坡的变形而影响主体建筑物的正常使用。

3.2 边坡设计中的荷载效应原则

在边坡稳定性分析与推力计算中,涉及到的主要荷载有:边坡岩土体自重,边坡上的各种建筑物产生的附加荷载,地下水产生的诸如静水压力、渗透压力等荷载,以及地震荷载。在边坡支挡结构设计中涉及的荷载,根据结构设计原理有永久荷载、可变荷载和偶然荷载。各种荷载的取值应根据不同极限状态的设计要求取不同的代表值,永久荷载一般以其标准值作为代表值,可变荷载一般以其标准值、组合值、准永久值作为代表值。

在计算锚杆变形和支护结构水平位移与垂直位移时,荷载效应组合应为正常使用极限状态标准组合,但不计入风荷载和地震荷载作用。

在按锚杆承载力确定锚杆锚固段长度和按地基承载力确定支护结构立柱(肋柱或桩)与挡墙基础底面积埋深时,荷载效应组合应采用正常使用极限状态标准组合;而在支护结构抗裂计算时,荷载效应组合采用正常使用极限状态的标准组合,并应考虑长期荷载影响。

3.3 边坡工程设计中的动态设计原则

由于边坡岩土介质的复杂性、可变性和不确定性,地质勘察参数难以准确确定,加之理论和设计方法带有经验性和类比性,因此边坡工程的设计往往难以一次定型,需要根据施工时反馈的信息和监控资料不断校核、补充和完善设计,这是目前边坡工程处治设计中较为科学的动态设计方法,这种设计方法要求提出特殊的施工方案和监控方案,以保证在施工过程中能获取对原设计进行校核、补充和完善的有效资料和数据。

3.4边坡工程设计中的综合治理原则

边坡工程设计应根据边坡的具体情况,结合主体工程建筑物实施多措施综合治理原则。在保证边坡自身整体稳定的前提下,综合考虑主体建筑物、周边建筑物、周边环境以及整体美观、适用、经济等特点进行优化设计。

3.5边坡处治方案比选及优化

边坡处治方案主要取决于地层的工程性质、水文地质条件、荷载的特性、使用要求、原材料供应及施工技术条件等因素。方案选择的原则是:力争做到使用上安全可靠、施工技术上简便可行、经济上合理。因此,一般应做几个不同方案的比较,从中得出较为适宜而又合理的设计方案与施工方案。

4滑坡预报问题

在滑坡研究中,时空预报问题不确定性最大,难度也最大。如约旦在修建高速公路时,对滑坡进行地质填土,按照滑坡可能性进行分区,对工程决策起了很大作用。这可以看作是滑坡空间上的预报,而时间上的预报则困难得多。根据长期观测资料,将位移—时间关系曲线外延可以推测滑落的时间,但误差一般较大。况且,当位移速度足够大时,推测的精度固然提高了,但这已失去了预报的意义[2,3]。

边坡监测是确保工程安全、进行失稳预报和了解岩体失稳机理最重要手段之一,鉴于边坡本身具有的复杂性及目前边坡稳定性研究水平,边坡监测是边坡稳定性研究必不可少的,也是边坡研究至关重要的内容。边坡监测的进展一方面表现在监测仪器的更新,尤其是自动化程度高的遥测系统,如GPS监测系统、遥感地质及探地雷达在滑坡调查中的应用等,另一方面是监测设计方法的优化及监测数据处理的进步,如立体监测方法的出现及应用灰色理论进行监测预报等。

参考文献

[1]祝玉学.边坡可靠性分析[M].北京:冶金工业出版社,1993.

[2]孙陶,陈英.有限单元法在边坡稳定分析中的应用实例[J].四川水力发电,2001(1):36-37.

[3]孟晖,胡海涛.我国主要人类工程活动引起的滑坡崩塌和泥石流灾害[J].工程地质学报,1996,4(4):131-132.

不稳定边坡的灾害防治篇5

水是导致边坡失稳的主要环境因素。而对边坡稳定造成不利影响的水主要来自地表水与地下水, 本矿区地下水的主要补给来源为大气降雨, 区内年平均降雨量约为1180.5mm, 为地下水的补给提供了丰富的物质来源;区内地势略有起伏, 总体较平坦, 地表岩性结构松散, 有利于地下水入渗补给。下面就水对该矿区边坡稳定性的影响做出分析。

1 降水影响边坡稳定的机理

水在促成滑坡形成的过程中, 对边坡的影响主要有静水压力、动水压力、水的冲刷作用和软化作用等方面[1]。具体表现为以下几点。

(1) 地表水冲刷和侵蚀坡脚, 削弱支撑部分, 引起边坡失稳;地表水下渗, 增加土体的含水量, 使土体达到塑性状态, 降低稳定性, 当渗入到相对隔水层上时, 使接触面润湿, 减少摩擦力和粘聚力。

(2) 地下水对边坡稳定的影响可概括为以下几点。

(1) 地下水量的增加, 增大容重 (饱和容重) , 增加下滑力, 降低滑动面上的抗滑力;由实验数据可知, 粘性土的抗剪强度随着土体的含水量增加而显著减少。

(2) 地下水位的升高, 使土体的浸湿范围增大, 浸湿程度加剧, 降低土体 (尤其是粘性土) 的粘聚力。

(3) 地下水渗流造成的动水压力。

(4) 岩层裂隙中的裂隙水产生的静水压力。

(5) 地下水对岩土体的物理化学侵蚀作用。

1.1 降水对土质边坡稳定的影响

矿区出露的地层主要由罗安群和第三系组成。

罗安群为浅海相的细碎屑岩及化学岩, 原岩为白云岩、粘土岩, 因受不同程度区域变质作用形成了各种浅变质岩, 变质程度低。根据岩性特征, 罗安群可划分为R1、R2和R3三个组。

第三系粉质粘土, 广泛分布于地表, 可塑, 土质均匀, 节理孔隙极发育, 干强度及韧性中等, 直立性较好, 透水性强;罗安群R3组主要岩性为白云质粉砂岩, 上部受到风化作用的影响呈土状。这两种地层是构成露天边坡浅部的主体部分, 因此, 露天边坡浅部可认为是土质边坡。

降雨入渗在边坡体内形成暂态饱和区及暂态水压力, 其实质是导致整个边坡非饱和区基质吸力降低, 而基质吸力的降低又导致边坡土体的抗剪强度的减小, 从而使边坡的稳定性下降[2]。根据钻孔资料, 近地表浅层土多为非饱和粘性土。每年雨季降雨使部分雨水入渗使土体饱和度增大上覆土体重量增加, 增大了土体的下滑力同时引起土体抗剪强度大幅下降进而影响坡体的稳定 (见图1) 。

1.2 降水对岩质边坡稳定的影响

根据本矿区地层的钻孔揭露情况, 按照地层从新到老的顺序介绍一下。

R2.3为含粘土滑石白云岩岩组, 主要岩性为含粘土滑石白云岩及长石白云质砂图2水位上升侵润线岩。节理裂隙发育, 岩体完整性差, 白云岩蚀变多见粘土化, 滑石化, 该组位于最终露天边坡的中部。

R2.2为白云质页岩岩组, 岩性主要为白云质页岩, 中间多夹有薄层灰黑色白云质粉砂岩。以中风化为主, 岩性较软, 工程性质较差, 且透水性弱, 对边坡稳定性不利。该组位于最终露天边坡的中下部。

R2.1为硅化白云岩岩组, 岩性主要为块状硅化白云岩、层状硅化白云岩等。该岩组普遍发育溶洞, 块状硅化白云岩多被地下水溶蚀成蜂窝状, 工程性质较差, 层状硅化白云岩较完整, 为薄层状构造, 主要结构面为层面。该组是构成最终露天边坡深部的主体。

R1为砂岩、砾岩岩组, 岩性主要为砾岩、白云质砂岩等。该岩组是罗安群最老的地层, 岩体完整性较好, 工程性质较强, 边坡比较稳定。根据矿区开采现状, 本岩组是构成矿区南部及西部边坡的主体, 也是整个矿区最终露天边坡的最深部。

综上所述, 罗安群的R2和R1岩组是构成露天边坡中部和深部的主体部分, 因此, 露天边坡中部和深部可认为是岩质边坡。

水对岩质边坡稳定性的影响是十分显著的, 通过地表水流的冲刷作用, 可使岩质边坡的坡脚出现临空面, 上部岩体失去支撑, 导致边坡失稳。

地下水造成了大多数岩质边坡的变形和破坏, 主要体现在浮托力、静水压力、动水压力以及地下水的侵蚀作用等。

一般情况下, 地下水位以下的边坡透水岩层, 尤其是当坡脚岩体被水浸没后, 受到浮托力的作用, 导致坡体的有效重度减轻, 对边坡的稳定性尤为不利[3]。

该矿区岩体总体上节理裂隙发育, 充水的裂隙受到裂隙水静水压力的作用, 从而成为控制边坡变形的因素之一, 会对边坡稳定造成不良影响[4]。

在开采之前, 首先要对矿区的两个已经积水的采坑进行排水, 由于地表水体水位的下降, 将导致地下水产生渗流, 对边坡的岩土体产生动水压力。根据该矿区的长期水文动态观测资料, 矿区露天边坡的东部和北部的渗流类型为准同步型, 西南部为外排型, 东南部和西部为内排型。在准同步型和外排型中, 地表水体水位的回落对边坡影响较水位升高时更为明显, 有较大的动水压力, 而内排型水位降落的影响主要是作用于滑带上的附加水的重力。 (见图2, 图3)

对于岩质边坡而言, 岩体中的软弱夹层对边坡的稳定起着重要作用。本矿区地层受构造作用的影响, 软弱夹层普遍发育, 岩性主要为白云质砂岩、白云质页岩和砾岩, 岩体多破碎呈碎块或碎屑状, 胶结程度普遍较弱, 工程性质差。软弱夹层遇水后进一步软化, 其抗剪强度降低。

因此, 在边坡治理与防治过程中就必须制定系统的排水工程, 尽可能地降低地表水、地下水对边坡的稳定所造成的不利影响, 从而有利于边坡的稳定。

2 边坡排水措施

由于水是引起坡体失稳的重要因素, 控制或消除边坡中的水是防止滑坡和加强边坡稳定的重要技术方法;因此治理和预防滑坡过程中, 排水工程就显得尤为重要。排水工程主要包括地表排水 (防水) 工程与地下排水工程。根据矿区的实际情况, 地表排水工程为截排水沟、导流明渠等;地下排水工程通过疏干井降低地下水位。

2.1 地表排水工程

处理地表水的方法是阻止其进入坡体失稳地区。针对本矿区的实际情况, 下面主要介绍一下截 (排) 水沟和导流明渠。

2.1.1 截 (排) 水沟

为了减少地表径流汇入边坡土体内, 一般在坡顶距边沿3m～5m处设置外围截水排水沟;同时, 在边坡的坡脚位置也应设置排水沟, 用来排除顺坡面流下的水。另外要注意沟渠的防渗, 防止沟渠渗漏和溢流于沟外。

2.1.2 导流明渠

矿区内主要水系为LUILU河及其支流MUSONOI河, 其中LUILU河流经DIKULU WE矿区, 现河流上游修建Kabulungu水库, 导致LUILU河流改道, Kabulungu坝体本身不渗漏, 但坝体下潜流存在, 在采场上游形成积水, 并流入DIKULUWE采坑, 流量一般为200m3/h, 对露天采坑的边坡形成一定的威胁, 需要将这部分的地表汇流通过导流明渠导出矿区。

2.2 地下排水工程

地下排水工程就是根据矿区所在流域的水文地质条件及地下水动态特征, 选用合适的排水措施, 尽可能地降低地下水位和压力水头。本矿区主要通过疏干井降低地下水位, 减少地下水渗流压力。

本矿区的排水疏干井主要分布在矿区的周围, 深度约为300m, 呈帷幕状布置, 根据前期开矿的资料统计, 该矿区总排水量为126000m3/d, 可供矿区的生产和生活用水使用。

3 结语

水对边坡稳定的影响是十分明显的。地表水和地下水通过冲刷、渗流和侵蚀等作用, 导致坡脚的塌陷, 坡体内的岩土体容重的增加, 滑动带内岩土体抗剪强度的减小, 从而致使边坡失稳。因此, 在今后的边坡治理与防治过程中, 要根据边坡的水文地质条件制定合理、有效、系统的防渗排水工程, 尽量减少降雨对边坡造成的不利影响。

摘要：降雨入渗是致使边坡岩土体失稳并最终导致滑坡地质灾害发生最常见的环境因素。文章结合矿区实际情况, 对降雨影响边坡稳定的机理进行分析, 并针对地表水和地下水对边坡稳定不同的影响方式, 分别介绍了减少地表水、地下水对边坡稳定影响的工程措施。

关键词：降雨,边坡稳定性,防治措施

参考文献

[1]工程地质手册 (第3版) [M].中国建筑工业出版社, 1992.

[2]黄润秋, 戚国庆.非饱和渗流基质吸力对边坡稳定性的影响[J].工程地质学报, 2002.

[3]岩土工程手册[M].中国建筑工业出版社, 1994.

不稳定边坡的灾害防治篇6

关键词：边坡,稳定性,降雨入渗,防治

边坡的稳定是一个比较复杂的问题,影响边坡稳定性的因素较多,简单归纳起来有以下几个方面:边坡体自身材料的物理力学性质;边坡的形状和尺寸;边坡的工作条件;边坡的加固措施等等,在这其中水是边坡失稳的重要因素之一。边坡的变形与破坏大都发生在地区的冰雪解冻、雨季或雨后,特别是在暴雨之后往往会出现大量的滑坡、崩塌、泥石流等边坡失稳现象,还有部分发生在水库蓄水和渠道放水后或发生在施工排水不当的情况下,大量的事实证明,大多数边坡岩体的破坏和滑动都与水的活动有关,这足以说明水是影响边坡岩体稳定性的重要因素[1,2]。岩体中的水往往大部分是来自大气降水,因此在低纬度的湿热地带,因大气降水频繁,地下水补给丰富,水对边坡岩体稳定性的影响就要比干旱地区更为严重。

1 边坡内渗流场分析

雨水入渗会改变边坡内的渗流场,使水荷载增大,这是雨季边坡失稳的一个重要原因。由于裂隙发育程度(密度及隙宽)随深度而减弱,故雨水从地表渗入裂隙容易,而从深部岩体排走则十分困难。因此,一次一定强度和历时的降雨就有可能在地下水位以上的非饱和区形成暂态饱和区,使边坡内孔隙压力增大。强度超过入渗率的降雨历时越长,孔隙压力增加越多。当雨停后,暂态水压力会很快消失。暂态饱和区和暂态水压力虽然存在时间短暂,但对边坡的稳定却起着至关重要的作用,因为暂态水荷载增量值远比稳态水荷载增量值大,常成为边坡失稳的控制因素。

根据Coleman和Bodman的研究,当均质土体地表有积水入渗时,典型含水率分布剖面可分为四个区:饱和区,过渡区,传导区和湿润区,湿润区的前缘称为湿润锋。各个部分的特征为:饱和区:孔隙被水充满或处于饱和状态,该区域通常只有几毫米厚,这与积水时间有关;过渡区:该区域含水率随深度增加迅速下降,一般向下延伸几厘米厚;传导区:该区域含水率随深度增加变化很小,通常传导区是一段较厚的高含水率非饱和区;湿润区:该区域含水率随深度增加从传导区较高含水率值急剧下降到接近初始含水率值;湿润锋:湿润锋在干土和湿土之间形成一个陡水力梯度的锋面。

2 降雨入渗对边坡稳定性的影响

2.1 地表水对边坡的冲刷作用

由于岩石的风化、剥离、搬迁、沉积等地质作用,边坡中的土与土层的深度、土的紧密有关,越到表面土越松散,在雨水的作用下,水在坡表面流动冲刷整个坡面的松散物质,使坡面降低,边坡后移,这样就形成了面状侵蚀。若发生连续强降雨,则地表水汇流的动水作用会不停冲刷坡脚,直到冲刷到一定程度以至于边坡的抗剪力不足以维持坡体稳定性时,将导致滑坡。地表水和地下水的冲刷作用主要取决于水流的动能[3]:

式中m——水的质量,v——水的流速。当水流速度达到某一临界值时,将对边坡坡面和坡体内的某一粒径以下的松散物进行搬运,这种作用将破坏边坡坡面形状和岩体稳定性,当坡体内存在松散的软弱夹层时,这种机械潜蚀作用可使坡脚或坡体内的有关部位形成空洞,从而降低边坡岩体的承载能力,使坡体上部失去支撑而导致崩塌或滑坡事故的发生。

2.2 地下水对边坡的岩土体的软化作用

2.2.1 物理作用

岩体边坡中存在着结构面,而这些结构面的抗剪强度是控制边坡稳定性的主要因素,岩体结构面分为硬质结构面和软质结构面,微风化及新鲜岩体中的结构面如无充填物可视为硬质结构面,这类结构面的抗剪强度对水的介入不太敏感,而岩体中有泥质充填物的断层、层间错动带及节理裂隙等软质结构面遇水后,充填的软弱物会进一步软化,其抗剪强度显著降低,易使岩土体产生滑动,其原因有:一方面,是由于岩土体亲水矿物在周围地下水的作用下,矿物颗粒周围的水膜将迅速增大形成结合水,通过结合水的作用,低含水量的颗粒将从高含水量颗粒得到水,其颗粒周围水膜厚度不断增大,随着含水量的增减,岩土体的强度也会产生增减变化,在这种变化过程中,岩土体会产生膨胀和收缩,同时在岩土颗粒间会形成一种所谓的水楔作用,所以,这是从结合水的微观作用机理上分析地下水降低岩土体强度的原因;另一方面,是由于自由水在重力作用下会产生静水压力,静水压力对岩土颗粒具有浮力作用,即孔隙水压力作用,在它的作用下,岩土颗粒间的有效应力会减小,按照有效应力原理,有效应力减小会使作用在潜在破坏面上的法向应力降低,从而导致岩土体抗剪强度的降低。地下水的静水压力能够减少滑动面上抗滑力,而动水压力则直接加大了边坡的下滑力,在岩体中流动时的动水压力,其数值基本上等于主要由于摩擦所造成的水头损失,动力压力作用于渗流部分的岩体上,其方向与通过该点的流线的切线方向相一致,在比较松散或破碎的岩体以及较大的断裂构造破碎带中,由于它们的渗流条件比较优越,动水压力有必要考虑。

在降雨过程中,随着雨水不断下渗,边坡非饱和岩土体的体积含水量逐渐上升、基质吸力相应下降、负孔隙水压力也逐渐降低,在表面或某些区域负孔隙水压力甚至可能变成零或者正值,同时,由于雨水的软化和润滑作用,坡体及其填充物粘聚力的降低也削弱了坡体物质的极限抗剪强度。

此外,气温的物理作用使得水在结冰时,其体积增大10%左右,渗入岩体裂隙中的水冻结后可能对岩体产生很大的膨胀力,这个力是能使岩体沿着原有裂隙迅速开裂和分解的。对于裂隙中的某些次生充填,松散夹层或粘土质软岩,由于水的蒸发也往往能产生收缩性的干裂而导致不同程度的破坏。

2.2.2 化学作用

在一定条件下,水对岩体有明显的化学作用,岩石矿物吸收或失去水分子而发生水化作用和脱水作用,在吸水或脱水过程中都能引起矿物体积的膨胀或收缩,从而导致岩体松散、破碎或改变其化学成分,特别是当水中含有CO2等气体时,水的化学溶解将向深部发展和扩散,使岩体的破坏更为严重,水的化学作用有时还会沿着断裂构造向更深的部位延伸[4]。边坡岩体中地下水的类型主要为裂隙水、溶洞水和孔隙裂隙水,在岩体中构造断裂破碎带、各种结构面和有关“缺陷”是地下水储藏的场所,补给、排泄和径流的通道,它们的规模、性质、产状和空间布形,控制着地下水的赋存状态和运动规律。

地下水的存在通常会引起一些矿物与水发生不利反应,使岩土成分发生变化,并使岩石和岩体结构受到破坏,发生崩解和泥化现象,从而使岩土的抗剪强度降低,水本身是赋存于摩擦面间的润滑介质,颗粒间或裂面间的摩擦系数在一定的范围内随湿度的增大而急剧下降,因此对于某些大型构造断裂带、软夹层面,则应该注意到水作为一种存在于软弱面和空隙间的介质对边坡岩体稳定性所引起的不良影响。

3 治理措施

由于水对边坡的影响是多方面和多角度的,应该针对不同的边坡,了解地下水位情况,采取不同的方法进行加固,本着具体问题具体分析的原则因势利导,多角度、多方面的进行分析,最终采取最优的方法,在边坡工程中往往要求采用多种措施进行综合治理,以排除不利外因(如雨水入渗),改善坡体力学条件(如减载,支撑等),提高或保持潜在抗滑强度(如锚固、培烧等),从而确保坡体稳定,对水的防治而言,主要是要作好地表水和地下水的排水工作,来降低或保持地下水位,使边坡土体处于良好的稳定状态,目前应用广泛的排水措施主要有渗沟、盲沟及斜孔等。

3.1 排除地表水的措施

修建的地表排水建筑物按其分布的相对位置可分为边坡体内排水和边坡体外排水,边坡体内的排水建筑物为了使降落在边坡体上的雨水能迅速排走,防止渗入边坡体内,应以防渗、汇集、快速引出为原则。

3.2 排除地下水的措施

治理地下水的原则是“可疏而不可堵”,最大程度地将地下水疏干,同时在地表设置引导沟渠,把地表水源引开,减少地表水的下渗,应该根据水文地质条件,特别是滑面(带)水的分布类型,补给来源及方式,合理采用拦截、疏干、引排等措施,达到“追踪寻源,截断水流,降低水位,晾干土体,提高岩土抗剪强度,稳定滑坡”的目的。例如:采用浆液注浆边坡岩体的裂隙中,可以提高岩体的完整性,并阻塞地下水活动通道,从而提高边坡的稳定性。

参考文献

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[2]Mohamad K K,Hasen M.Case study of slope failures at spilmans island[J].Journal of Geotechnical and Geoenvironmental Engineering,1998,124(11):1091-1099

[3]彭文祥.岩质边坡稳定性模糊分析及耒水小东江电站左岸滑坡治理研究[D].长沙:中南大学,2004:40

某岩质边坡稳定性分析及防治措施篇7

东莞市虎门镇执信路执信楼边坡所属山体为鹅公山, 属剥蚀侵蚀残丘地貌, 其周围属三角洲冲积平原。该边坡为20世纪70年代末修建执信楼时开挖形成, 边坡长约60 m, 坡顶高程38.0～45.50 m, 坡底高程约3 m, 整个边坡高约35～42 m, 边坡倾向222°, 坡度60°～70°。坡体岩性以强风化石英岩为主, 裂隙发育, 西北角出露部分中风化石英岩。

边坡坡脚砌有毛石挡墙, 分3～4级挡墙支护。1级挡墙高约4.5 m, 其上兼作执信楼承重基础, 2级挡墙高约4.5 m, 3级挡墙高约3 m, 2级与3级挡土墙设平台, 宽约0.8 m, 4级挡土墙在边坡上呈不连续分布, 高约3～5 m, 3级与4级挡土墙设通道, 宽约4 m。挡土墙的示意图见图1。

该边坡近期出现崩塌地质灾害, 塌方量约8 m3, 造成约5 m长的挡土墙损坏。由于坡脚紧邻执信楼, 一旦边坡继续出现地质灾害则危害性较大, 需及时分析其稳定性并采取防治措施。

1 边坡工程地质条件

1.1 岩土分层及其特征

坡体岩土层按地质年代和成因类型自上而下划分为人工填土层 (Qml) 和震旦系 (Zd) 基岩两种。其中人工填土主要分布于坡脚3级挡土墙的走廊平台上, 厚度0.70～0.80 m。震旦系基岩岩性为石英岩、变质砂岩, 主要为强、中两种风化岩层, 其中强风化岩分布广泛, 厚度变化大, 为5.10～25.30 m;中风化岩分布广泛, 埋深为5.80～25.30 m。其岩样强度平均值为17.8MPa。

1.2 边坡岩体构造

边坡西北段以中风化石英岩为主, 局部为岩状强风化石英岩, 岩体呈破碎至较破碎状。岩层产状为15°∠40°, 边坡节理较发育, 节理见走向玫瑰花图 (图2) , 主要裂隙有4组:280°∠80°, 240°∠75°, 130°∠70°和220°∠35°。

边坡东南段以强风化岩为主, 强风化岩大多以碎状为主, 局部为半岩半土状, 岩体完整程度的定性分类为极破碎, 结合程度很差。

2 边坡稳定性评价

根据边坡地层岩性及风化程度, 可划分为两区段, 在里程 (0～025 m, 里程顺序由西北向东南计) 段, 边坡上主要为中风化石英岩出露, 而在里程 (025～060 m) 段坡体主要为强风化岩出露, 根据两区段不同岩性, 分别选取1—1'剖面和3—3'剖面进行计算 (见图3) 。

2.1 计算方法

计算方法选择刚体极限平衡法中的圆弧滑动法, 分别采用瑞典条分法和简化Bishop法。计算采用总应力法, 采用给定圆弧出、入口范围搜索危险滑面进行计算。

将边坡的典型工况确定如下:

(1) 工况1:指非雨季条件下, 因地下水埋深较大, 一般低于坡脚, 地下水对边坡的影响较小, 故分析时不考虑地下水的影响, 岩土体的重度和抗剪强度按天然状态取值。

(2) 工况2:指连续暴雨的极端条件下, 同时考虑地震作用, 此时地下水位适当上升, 计算时将地下水的各种不利影响综合反映为岩土体的重度和抗剪强度上, 在水位线以上取天然指标, 在水位线以下取饱和重度指标, 各计算参数在天然和饱和状态的基础上, 按不利组合结合地区经验选取。

2.2 计算结果

分别选取边坡里程段0～25和25～60的1—1'剖面和3—3'剖面, 按上述计算方法和工况进行计算, 计算结果列于表1。

由表1可以看出, 在工况1的条件下边坡处于稳定状态。在工况2的条件下, 边坡的稳定性明显下降, 在里程0～025段边坡仍处于稳定状态 (安全系数为1.305～1.313) ;但在里程025～060段, 边坡处于欠稳定状态 (安全系数为1.173～1.182) 。

根据以上分析, 在0～025里程段边坡发生滑坡的可能性小, 但由于该边坡主要为中风化岩出露, 边坡产状222°∠65°, 岩层产状为15°<40°, 坡体发育有4组主要节理, 节理产状280°∠80°, 240°∠75°, 130°∠70°和220°∠35°。坡体较破碎, 采用赤平极射投影进行分析 (见图4) 。

由图4可见, 层面 (L1) 倾向与坡向呈反方向, 不会对边坡产生不利影响;节理1 (L2) 和节理3 (L4) 均与坡向大角度相交, 倾角大于坡角, 为基本稳定结构, 但其组成的楔形体为不稳定结构体;节理2 (L3) 顺坡向小角度相交, 倾角大于坡角, 为基本稳定结构;节理4 (L5, 见8号调查点) 为顺坡节理且倾角小于坡角, 为该边坡的控制节理面, 该组节理与另外4组结构面均相交, 受该组节理影响, 该段边坡潜在不稳定。受节理与岩层层面相互切割后, 岩体被节理切割成块状体, 容易产生掉块。现场经常有危石掉块现象, 属不稳定岩体, 需要进行治理。

3 地质灾害防治方案

3.1 应急措施

该边坡4级挡土墙已多次发生崩塌, 崩塌体上部已成悬空状, 随时可能再次发生坍塌, 建议采取如下应急措施, 以减小地质灾害造成的损失。

(1) 崩塌区段应封锁过往通道, 禁止人员出入。

(2) 拆除悬空状的不稳定挡土墙墙体, 拆除时应做好安全保护措施, 防止墙体材料滚落飞出或砸坏通道围墙。

(3) 在拆除悬空状不稳定挡土墙墙体之前, 建议不要清除崩塌体, 以免加快挡土墙失稳。

(4) 清除山体坡面上不稳定的危石和岩土体。

(5) 加强边坡的监测预警措施, 设专人负责对边坡实施巡查和监测, 发生险情时立即报警。

(6) 当地政府部门应制定应急预案, 做好险区居民疏散、撤离计划, 以防灾害发生时因混乱而造成人员伤亡事故。

(7) 提高现场作业人员的安全防护意识, 对当地居民做好防灾安全教育。

(8) 因该边坡处于欠稳定状态, 且正值雨季, 随时可能发生新的崩塌和坍塌, 应尽早对其治理, 及时消除隐患, 防止灾害进一步扩大。

3.2 治理措施