地质灾害防治工程分析和治理
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地质灾害防治工程分析和治理
本文以惠州大亚湾塘横坳边坡为例,用极限平衡法分析了边坡稳定性,提出了治理工程方案,对同类工作具有借鉴意义。
标签:地质灾害边坡防治分析评价
1基本概况
惠州大亚湾区县道X206线地质灾害点位于X206线K8-K9塘横坳段,由于公路建设削坡,道路两侧形成高陡的人工边坡。
该路段两侧共有3处人工边坡隐患点,坡高8~18m,坡度55~90°,坡宽约430m。
边坡岩体裸露,岩石风化强烈,节理裂隙发育,岩体破碎,局部含外倾结构面,易发生滑坡或崩塌等地质灾。
2工程地质与水文地质条件
根据钻探揭露的工程地质情况,勘察区内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)主要为素填土;残积层(Qel)主要为粉质粘土,基岩(J3n),分为强风化岩带和中风化岩带:岩性为凝灰质砂岩。
边坡岩体受节理裂隙切割强烈,局部含外倾结构面,成小块体,岩体完整性差,在降雨入渗形成的动、静水压力作用下和本身重力作用下继续发生滑坡或崩塌的可能性大。
场地地下水类型主要赋存于下伏风化基岩的裂隙中,浅层无明显的地下含水层。
下伏风化岩体节理、裂隙虽然很发育,但裂隙多为粘性土矿物充填,节理、裂隙间连通性较差,其透水性及富水性均较弱,水量也很贫乏。
场地地下水主要接受大气降水垂直下渗及岩土体侧向渗流补给;暴雨期间地表径流对边坡稳定性影响较大。
3坡体结构特征
3.1第1坡段
该坡段位于县道X206线K8~K9塘横坳段k8+600m一带。
坡长约70m,坡高8~14m,边坡总体走向北东,坡度55~75°,边坡岩体裸露,岩石风化强烈,节理裂隙发育。
优势节理面主要有3组,产状分别为:L1:230°∠50°,L2:280°∠42°,L3:60°∠45°,为剪节理,裂面光滑平整,多数闭合状,充填物少,胶结差,但裂面泥化不严重,节理间距一般0.1~1.7m,岩体结构类型呈层状~碎裂状结构。
应用节理赤平投影对边坡稳定性分析:L3与边坡呈大角度相交,为基本稳定结构,L1与边坡呈小角度相交,为外倾结构面,且边坡倾角大于结构面倾角,边坡较不稳定,可能产生的破坏形式主要为节理切割岩体,引发岩块崩落。
该坡有1条次生断层通过。
断层位于本坡段东部,断面产状323°∠70°。
断
层宽度约0. 03m,长约9m,局部硅化,局部硅化,夹泥及断层角砾岩,为张性。
断层倾向与坡面倾向近乎垂直,不影响边坡稳定性。
3.2第2坡段
该点边坡位于县道X206线K8~K9塘横坳段k9东侧。
长约200m,坡高8~18m,边坡总体走向北北东,坡度60~80°,边坡岩体裸露,岩石风化强烈,节理裂隙发育。
优势节理面主要有3组,产状分别为:L1:300°∠40°,L2:82°∠80°,L3:250°∠70°。
不利节理为300°∠40°,节理多为剪节理,裂面光滑平整,多数闭合状,充填物少,胶结差,但裂面泥化不严重,节理间距一般0.1~2.5m,岩体结构类型呈层状~碎裂状结构。
应用节理赤平投影对边坡稳定性分析:L2与边坡呈大角度相交,且结构面倾角比边坡倾角大,为基本稳定结构,L3均与边坡呈小角度相交,为外倾结构面,但结构面倾角比边坡倾角大,为较稳定结构,L1与边坡呈小角度相交,为外倾结构面,且边坡倾角大于结构面倾角,边坡较不稳定,可能产生的破坏形式主要为节理切割岩体,引发岩块崩落。
该坡有2条次生断層通过。
f2断层位于本坡段东部,断面产状323°∠70°。
断层宽度约0.04m,长约7m,局部硅化。
f3断层位于本坡段中部,断面产状290°∠63°。
断层宽度约0.9m,长约11m,局部硅化,夹泥及断层角砾岩,为张性。
断层倾向与坡面倾向近乎垂直,不影响边坡稳定性。
3.3第3坡段
该点边坡位于县道X206线K8~K9塘横坳段k9m西侧。
坡长约275m,坡高10~17m,边坡总体走向北北东,坡度60~85°,边坡岩体裸露,岩石风化强烈,节理裂隙发育。
优势节理面主要有3组,产状分别为:L1:107°∠40°,L2:136°∠70°,L3:359°∠60°。
节理多为剪节理,裂面光滑平整,多数闭合状,充填物少,胶结差,但裂面泥化不严重,节理间距一般0.1~2.0m,岩体结构类型呈层状~碎裂状结构。
应用节理赤平投影对边坡稳定性分析:L2和L3与边坡呈大角度相交,且结构面倾角比边坡倾角大和相似,为较稳定结构,L1与边坡呈小角度相交,为外倾结构面,且边坡倾角大于结构面倾角,边坡较不稳定,可能产生的破坏形式主要为节理切割岩体,引发岩块崩落。
该坡有4条次生断层通过。
f4断层位于本坡段西部,断面产状10°∠55°。
断层宽度约0. 04m,长约6m,局部硅化。
f5断层位于本坡段中部,断面产状350°∠87°,为顺层断层。
断层宽度约0. 7m,长约12m,局部硅化,夹泥及断层角砾岩。
f6断层位于本坡段中部,断面产状350°∠87°。
断层宽度约0.3m,长约10m,局部硅化,夹泥及断层角砾岩。
f7断层位于本坡段东部,断面产状10°∠83°,断层宽度约0.06m,长约8m,局部硅化。
各断层均为张性,断层倾向与坡面倾向大角度相交或近乎垂直,不影响边坡稳定性。
4边坡稳定性计算工况及参数
4.1荷载及计算工况
边坡在正常天气、连续降雨和地震力作用的不同状态下荷载组合也不同,导
致边坡的稳定性不同,因此需区分不同的计算工况确定荷载组合。
由于本区抗震设防烈度为6度,可以不考虑地震力的影响,因此计算时选如下两种荷载组合:
工况1(天然工况):自重+地下水。
该工况反映边坡在正常状态下的荷载组合,地下水位取勘察时测量到的钻孔静止水位。
工况2(饱和工况):自重+暴雨+地下水。
该工况反映边坡在偶遇高水位条件下的荷载,地下水位取偶遇最高水位。
计算过程中将地下水位以下的岩土体取浮重度来计算坡体自重,岩土体的强度取饱和抗剪强度,同时计算地下水的渗透压力;水位以上取天然重度,并取岩土体的天然抗剪强度。
4.2计算参数
有关主要计算参数见表1。
硬性结构面:粘聚力60(kPa),内摩擦角30°,岩土界面:粘聚力26(kPa),内摩擦角24°
4.3边坡稳定性评价
各坡段主要为岩质边坡,利用理正岩土软件,采用极限平衡法进行分析计算。
(1)第1坡段
工况1:自重+地下水。
经计算,安全系数为 1.027,处于临界稳定状态,但小于1.3~1.35,应做支护处理。
工况2:自重+暴雨+地下水。
经计算,安全系数为0.904,处于失稳状态,应做支护处理。
(2)第2坡段
工况1:自重+地下水。
经计算,安全系数为 1. 279,处于稳定状态,但小于1.35,应做支护处理。
工况2:自重+暴雨+地下水。
经计算,安全系数为 1.042,处于临界稳定状态,应做支护处理。
(3)第3坡段
工况1:自重+地下水。
经计算,安全系数为 1. 474,处于稳定状态。
工况2:自重+暴雨+地下水。
经计算,安全系数为 1.083,处于临界稳定状
态,但小于1.35,应做支护处理。
由上分析计算可知,各坡段在平水期处于稳定或基本稳定状态,但暴雨期处于临界稳定或失稳状态,故均应做支护处理。
5治理工程方案
根据地质环境条件和边坡的稳定状态,采用以下方案进行治理:清坡+锚杆+挂钢筋网喷射混凝土+截排水;
施工前清除坡面松動的不稳定岩土体和崩塌体,最终达到设计的坡率,且坡面要平顺;用锚杆+挂钢筋网喷射混凝土进行护面治理,对于坡顶设置截水沟拦截坡面雨水,两侧修排水沟最后进入坡脚已有排水沟。
坡脚设置植生槽种植爬藤类植物绿化坡面。
6结束语
3个坡段可能的失稳形式及边坡稳定性结论如下:岩崩和顺不利结构面滑坡为主要失稳形式,失稳不定期,难预测,危害较大。
各坡段在平水期处于稳定或基本稳定状态,但暴雨期处于临界稳定或失稳状态,均应做支护处理。
参考文献
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