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松树林滑坡稳定性分析及防治措施
作者:尹先忠 来源:武汉市政工程设计研究院有限责任公司 日期: 2007-1-10
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摘要  本文根据莲花新集镇松树林滑坡勘察成果,分析了基岩顺向坡地区表层堆积滑坡体的稳定性及影响因素,认为地下水及人为活动是滑体稳定的影响因素。同时,移民迁建区滑坡防治措施,应充分考虑滑坡防治与场地利用相结合。

关键词  三峡库区  滑坡  防治  移民

 

0引言

重庆市云阳县莲花乡位于云阳县新县城西部,三峡水库蓄水后,将被全淹。新址位于像棋湾一带,云万路内侧,距云阳新县城10km

云阳县境在地质构造上位于四川台坳川东陷褶束展布区,以北东向一系列褶皱为主,断裂少见。紧闭、狭长的背斜与宽缓开阔的向斜相间分布,构成典型的隔档式褶皱形态。莲花乡新址在构造上位于宽缓的万县复向斜之次级构造——黄柏溪向斜区内,黄柏溪向斜轴线展布方向近东西向。岩层产状倾向180°,倾角25°~28°。新址区松树林一带为第四系崩、滑堆积区,在新址建设中,由于莲花乡新址场地狭窄,在崩、滑堆积区内建有公路、移民房,新址建设期间,该区变形明显。20004月,受暴雨影响,松树林滑坡产生新的变形,滑体后缘产生张裂缝,在滑体后缘与基岩接触部位,产生弧形张裂缝,裂缝顺滑体边界分布,呈张开状,张开宽度一般15cm,最大达10cm,裂缝内侧(滑体内)见明显位移;滑体中部,现场镇道路内边坡处,道路边沟被挤压变形,原宽10m的边沟被挤拢,滑体表层具百年的树木多呈马刀状。

本报告结合滑体特征及变形与建设关系,分析研究认为滑体稳定的因素是地表、地下水及滑体中部市政道路修建所形成的临空面的影响。提出结合新集镇建设规划对滑体进行治理措施。

1.滑体特征

1.1  滑体边界

松树林滑坡位为第四系崩、坡积层滑坡。滑坡后缘位于陡崖下,后缘高程327m,后缘宽70m;前缘位于场镇与云万路间连接路外侧,高程260m,前缘宽100120m;东侧位于卫生院处,西侧位于莲花乡学校边。滑体发育纵长240m,平面分布呈条带状,分布面积2.3×104m2,平均厚度8.2m,体积为18.9×104m3

1.2  滑体物质组成与结构特征

据钻孔、竖井揭露,滑体物质组成为灰黄色、黄色粉质粘土,夹块石、孤石。

滑体物质组成具不均一性,高程295m以上块石、孤石含量较高,孤石最大可达100m3以上。高程295m以下,为粉质粘土夹块石、碎石,碎、块石含量明显低于上部。

滑体厚度具有中间厚,两侧薄的特征,中间最大厚度为16.1m,两侧逐渐过渡至基岩。高程305270m间厚度最大。

滑体后缘具架空状,孤石及块石具明显架空结构。中部及前部土体结构较密实,块石含量明显低于后部。(见图1-2,松树林滑坡纵剖面图)

滑坡堆积体物理力学指标如下。

  1.3  滑带特征

据滑坡区13处钻孔及2处竖井勘探资料显示,滑带厚度一般为0.100.30m。滑带物质组成多为粉质粘土夹碎石,碎石磨圆度较好,且具磨光现象,土层含水量相对较高。

1.4  滑带土物理力学参数

滑带土物理参数试验成果统计如下。

  另据现场试验成果,滑带抗剪强度现场试验成果C=13.4kPa,Φ=13.6°

2  滑体稳定性分析与计算

2.1  滑带抗剪强度参数

分析计算滑体稳定的重要参数是滑带抗剪强度参数。滑带抗剪强度参数除进行室内及现场试验外,根据滑体稳定性现状进行反分析也是一个重要手段。根据滑体稳定状态,对滑带参数反分析如下:

松树林滑坡20004月曾产生变形,变形位于现场镇道路以上,因此1——1剖面道路以上部分进行反分析计算。反分析计算土体容重以现场试验成果为准,天然容重取19.5KN/m3,饱和容重为22.0KN/m3。反分析计算公式按国标《岩土工程勘察规范》所推荐的公式进行计算。公式如下:

 根据滑带室内、现场及反分析成果,结合滑带土特征,给定滑带土抗剪强度参数为:C=16.5kPa,Φ=13.6°(饱和)。

2.2  滑体稳定性计算

根据《岩土工程勘察规范》中计算原则,结合场区规划,列出滑坡稳定性计算工况于下表2-2

  根据《岩土工程勘察规范》中所推荐的滑坡稳定性计算条分法公式——剩余推力法,进行滑坡稳定性计算。计算公式如下:

 

Ri——作用于第i块段的抗滑力(kN/m);

Pwi——作用于第i块段的水压力(kN/m);

Ni——第i 块段滑动面的法向分力(kN/m);

Φi——第i块段滑带土的内摩擦角(°);

ci——第i块段滑带土粘聚力(kPa)

Li——第i块段滑动面长度(m)

Ti——作用于第i块段滑动面上的滑动分力(kN/m);

ψi——第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数(j=i)。

根据上述公司,分别计算滑体全剖面及中部道路以上部分稳定系数,滑体稳定性计算成果如下:

  2.3  滑体稳定性评价及影响因素分析

根据上述计算成果,松树林滑坡整体在工况一、二、三状态下,均呈稳定状,在校核工况(暴雨+荷载+地震)时,仍基本稳定;现场镇道路以上部分,在工况一与工况二均呈稳定状,在工况三,即暴雨+荷载条件下,道路以上部分呈欠稳定状,在校核工况条件时,道路以上将失稳变形。

根据滑坡体特征,分析滑坡影响因素主要受地下水影响。

滑体位于斜坡地带,地形坡度20°左右,地形坡度与滑床倾角基本一致。由于滑体上部结构松散,地表降水极易向下入渗,并顺坡向向下运移。而下部土体结构相对较密实,地下水流受阻,对滑体稳定产生不利影响。

1——1/剖面为例,采用剩余推力法,计算地下水位变化对滑体稳定影响程度,计算成果见下表3-3

 

计算参数:滑带C=16.5kPa,Φ=13.6°

计算成果表明,地下水位对滑体稳定性影响明显,滑体饱水率每升高(降低)10%,滑体稳定系数降低(升高)0.0320.048

影响滑坡稳定的另一个因素是人类工程活动。由于新址建设主要位于滑体中前部滑体中、前部部分土体清除,这样减少了滑体的抗力部分,使滑体稳定性降低。对滑体稳定不利。

3.滑坡治理防治措施

由于松树林滑坡位于莲花新集镇内,因此,滑坡防治的基本原则是滑坡治理与滑坡区场地利用相结合。由于松树林滑坡位于莲花乡新址主要规划区内,滑坡区为迁建用地,目前己有学校及医院在区内兴建。因此,松树林滑坡防治原则是在满足规划前提下,各种计算工况时滑坡体均处于稳定状态,并在校核工况时滑坡体稳定系数仍大于1

根据莲花乡新址规划,在现道路处内侧为高10m的陡坎,陡坎外为学校建筑物。因此,滑坡防治应充分满足学校建设需要。根据上述原则,滑坡防治方案为排水+支挡+减载相结合的综合治理方案。

1.排水:从滑坡稳定性分析表明,水对滑体稳定性影响显著。因此,有效控制地表水入渗,对维持滑体稳定至关重要。建议在滑体周缘设置载水沟,以防地表水大量入渗。

2.支挡:在高程290295m一线(即4——4剖面处)设置支挡结构。支挡方案可采取抗滑桩或锚索桩方式,桩间采用条石进行护面,以保持墙体稳定。桩基础以中风化基岩作持力层。

3.减载:对现场镇道路以上部分,进行局部清方、减载压脚。

按上述治理方案,该滑坡于20034月完成治理施工并经3个水文年监测,治理效果良好。

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