杨国安
(中煤科工集团武汉设计研究院, 武汉 430064)
重庆市巫山县环湖路建设对淀粉厂滑坡影响的研究
杨国安
(中煤科工集团武汉设计研究院, 武汉 430064)
重庆市巫山县环湖路地质条件十分复杂,沿线经过十几个地质灾害单元体。环湖路经过淀粉厂滑坡区时,以半挖半填的方式经过。环湖路建设对原滑坡体的稳定性影响进行重新评价计算,认为原设计方案不能满足要求,对原方案进行修改设计,完成淀粉厂滑坡的施工治理的环湖路的建设,实现了淀粉厂滑坡和环湖路工程建设的安全稳定。
巫山环湖路;淀粉厂滑坡;稳定性评价
重庆市巫山县新县城环湖路是巫山新县城建设的重点工程。线路自西向东依次经过淀粉厂滑坡、玉皇阁滑坡区、北门坡变形区、二郎庙滑坡等地质灾害点。本文的研究对象淀粉厂滑坡在治理设计中未考虑环湖路的建设,环湖路建设时以半挖半填方式通过淀粉厂滑坡前缘,开挖形成的临空面对边坡的稳定性造成不利影响。在环湖路建设时已不能满足边坡稳定性要求。本文通过对环湖路修建后的淀粉厂滑坡的稳定性分析计算,对原设计方案进行修改,修改后的方案满足了边坡稳定性要求和环湖路建设的要求。
1.1 工程地质
淀粉厂滑坡位于巫山县县城田家沟以东长江北岸,西坪—淀粉厂山脊与东侧冲沟之间的凹形斜坡上,地貌属于低山丘陵区。前缘剪出带在坡面下部出露,西侧边界主要受控于165°~180°方向延伸的上西坪—淀粉厂外凸基岩山脊,东侧200m以上受控于130°方向延伸的小山脊,200m以下以152°方向延伸的小冲沟为界,周界清晰,具有典型的滑坡地貌特征。环湖路从滑坡的中部自西向东以半挖半填的形式通过,见淀粉厂滑坡平面布置图(图1)。
图1 淀粉厂滑坡平面图
淀粉厂滑坡平面形态呈圈椅状,斜坡总体倾向145°,地势北高南低,西高东低,整体为一凹形折线坡。滑坡前缘剪出口高程138~147m,后缘高程221~273m。前缘及中部宽265m,后缘宽137m,斜坡纵长260m,面积5.26×104m2,滑体厚度9.6~27.2m,中部较两侧厚,平均厚度20m,总体积110×104m3。
滑体物质为粉质粘土、碎块石土和粉质粘土夹碎石土。中部厚,两侧薄。滑带土为含碎石粉质粘土,土石比8∶2~7∶3,为黄色、灰黑色粉质粘土,受挤压碾磨,结构较密实,内有小型挤压磨光面,碎石次棱角、次圆状,直径2~8cm。
滑坡滑床主要由灰黄色泥灰岩、灰色泥质灰岩组成,其次为灰岩。泥灰岩、泥质灰岩属次坚硬岩类,力学强度一般不高,易风化,软蚀。勘察区滑床表层灰黄色泥灰岩、灰色泥质灰岩风化剧烈。岩层的产状为335°∠40°左右,为逆向坡。
1.2 滑坡的水文地质特征
(1)地表水
地表水系主要为长江。滑坡区内地表冲沟不发育,导致大气降雨多顺坡以面流形式排入长江,故地表水系不发育,仅于滑坡东侧边界152°方向延伸的冲沟内四季水流不断。
(2)地下水
滑坡体内地下水的赋存条件差,无稳定水位,主要为赋存在松散岩土体内孔隙水或基岩裂隙水。孔隙水赋存在滑坡体以及第四系残坡积体等松散堆积体中,为上层滞水,赋存于粉质粘土层上。其主要接受大气降雨入渗补给,水位埋深浅,动态变化大,水量较小。
地下水的稳定水位位于滑带以下的基岩中。其主要来源为大气降水,大气降水沿滑坡体中的松散岩土体渗入到滑带以下的基岩中形成稳定地下水。流向为偏东方向。
水质简分析及腐蚀性评价见表1。
2.1滑坡的物理力学性质见表2。
2.2滑坡稳定性计算
淀粉厂滑坡的稳定性以最不利的坡面P02-P02’计算(见图2),经计算滑坡体在天然条件下处于稳定状态,根据滑坡的滑体形态和结构特征在以下6种涉水工况条件下的稳定性定量分析结果表明(表3),由于滑床形态和滑体厚度在纵向和横向上的变化较大;各个控制性剖面的稳定系数变化较大,这也反映出滑坡稳定性在空间上的变化较大。滑坡各控制性剖面的稳定性特征如下:
图2 淀粉厂滑坡p02-p02’剖面图
通过对该滑坡堆积体的地貌形态、物质组成和稳定性计算结果进行综合分析,结果表明,天然状态下滑坡体整体处于稳定状态。三峡工程175回水后,滑坡稳定性差。通过不同工况条件下的试算表明:滑坡对水位变化较敏感。随着地下水水位抬升,滑坡稳定系数迅速下降,滑坡不稳定,整体滑移可能性较大。
淀粉厂滑坡设计方案采用:削坡减载+抗滑桩+截、排水沟的综合治理方案。
表1 淀粉厂滑坡区水质分析结果表
表2 淀粉厂滑坡物理力学性质分析结果表
表3 滑坡在不同工况条件下稳定性计算结果表
在高程178m以上实行放坡,高程每隔10m设置一级马道,马道宽度为10m,放坡坡比为1∶1,共设计了7级马道。
在滑坡的周边设置了截、排水工程。
淀粉厂滑坡的治理设计属重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程应急抢险紧急实施(Ⅰ类)项目,治理设计在环湖路勘察设计期间处于设计变更状态,治理工程没有考虑环湖路建设的影响,根据对当前的设计的分析,原设计方案存在如下两个问题:
(1)由于没有考虑环湖路的建设,原设计的削坡减载工程在环湖路基本上不能实施,这导致抗滑桩的截面不足,配筋偏少,目前的施工图设计无法满足环湖路建设的要求。
(2)由于削坡减载方案未考虑滑坡体从削方中间薄弱处剪出的可能,因此进行了大量的减载设计,经采用勘察报告推荐的设计参数对3-3剖面进行稳定性计算,上部滑坡在削方后从第6块剪出的可能性很大,滑坡的稳定系数仅0.95。采用目前的削坡方案对环湖路的建设存在着潜在的危险。
由于存在以上问题,且该方案尚未实施,在设计变更中,滑坡的治理应考虑环湖路的建设,根据原滑坡提供的物理力学参数,对滑坡的稳定性和切坡后的稳定性进行了验证,稳定性计算简图及结果见图3~5,表4,对剖面1-1’可不进行抗滑处理,仅需要进行护岸,防止塌岸,而对2-2’和3-3’剖面必须进行治理。
表4 淀粉厂滑坡稳定性系数计算结果
图3 LY01剖面稳定性计算简图
图4 LY02环湖路现方案剖面稳定性计算简图
图5 原勘察报告3-3’剖面稳定性计算简图
(1)淀粉厂滑坡因环湖路的建设,原审查通过的施工方案已不能满足要求。环湖路在淀粉厂段按半挖半填的的方式通过,在道路北侧形成高3~5m的临空面,在道路南侧形成高2~3m的填方边坡,增加了滑坡体路面填方荷载和道路动荷载,原淀粉厂设计的治理方案在剖面2-2’和3-3’出现失稳,安全系数小于1。
(2)对剖面1-1’可以不进行处理,仅需要进行护岸,防止库岸坍塌。2-2剖面削坡后可采用一排抗滑桩进行治理,抗滑桩类型为B型桩,抗滑桩截面尺寸为3.0×3.5m,桩长34m,伸入基岩长度不小于13.0m。3-3剖面必须采用两排抗滑桩,抗滑桩类型为第一排B型抗滑桩,抗滑桩截面尺寸为3.0×3.5m,桩长34m,伸入基岩长度不小于13.0m。第二排C型抗滑桩,抗滑桩截面尺寸为2.5×3.0m,桩长30m,伸入基岩长度不小于14.0m。增加原抗滑桩钢筋配筋。
(3)环湖路北侧,因道路开挖形成临空面,设置高3~5m的砌体重力式挡墙。道路南侧填土边坡按1∶1放坡,采取格构护坡。防止边坡冲刷。
(4)由于该地段地质条件复杂,且三期地质灾害治理工程设计尚处于设计变更中,滑坡的设计变更属三期地质灾害应急抢险项目,建议业主应跟踪设计进展,及时变更原滑坡的地质灾害治理方案,对道路设计单位通报治理方案,道路设计做到满足稳定性和安全性要求。环湖路建设时完成道路北侧的挡墙施工和道路南侧的格构边坡施工。
(5)淀粉厂在滑坡设计阶段即使修改原勘察设计方案,在充分考虑了环湖路的建设需要,结合环湖路建设的方案,进行了滑坡治理,取消了环湖路段的削坡放坡方案,增加了2-2’和3-3’剖面抗滑状数量,采取了抗滑桩+削坡+排水+挡墙的综合治理,实现了环湖路和淀粉厂滑坡的安全稳定。在工程建设中两项目有效统筹,统一考虑,最终实现经济投入最少,工程建设工期最短,社会效益的最大化。
⑴颜宇森,雷海英.川东淀粉厂含碎石粉质粘土滑坡稳定性研究[J].水文地质工程地质,2008-3,19~22。
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⑶李 智,杨裕云.工程地质学概论[M].武汉:中国地质大学出版社,2006.
⑷工程地质手册-第四版[M].北京:中国建筑工业出版社.
Infl uence of the Lake-ring Road Construction on the Starch Factory Landslide in Wushan County, Chongqing
YANG Guoan
(Wuhan Design & Research Institute of China Coal Technology & Engineering Group, Wuhan 430064)
Along the Lake-ring Road in Wushan County, Chongqing, there are very complicated geological conditions, which goes through ten or more geological hazards. Where the Lake-ring Road goes through the Starch Factory landslide area, the road is mainly constructed by sub-cutting and sub-fi lling methods. By recalculation of the stability infl uence on the Starch Factory landslide, the original design is considered not to meet the requirements, and it needs redesigning. The redesigned plan could ensure the construction safety.
Lake-ring Road in Wushan County; The Starch Factory landslide;Stability estimate
P642.22
A
1007-1903(2013)02-0034-04
杨国安(1981– ),男,青海民和,工程师,主要从事岩土工程的勘察与设计相关工作。E-mail∶ygacug51002@163.com