滑坡稳定性分析及治理方案研究

2020-11-06 06:05黄利杰
科学与财富 2020年22期
关键词:治理方案滑坡稳定性

黄利杰

摘要:本次研究以滑坡为研究主题,分析滑坡稳定性分析及治理方案。具体论述中先对我国滑坡治理工程进行简要说明,然后,结合实际案例分析滑坡稳定性的影响因素,并以此为基础,从经验与技术角度说明较有针对性的治理方案。

关键词:滑坡;稳定性;治理方案;研究

我国的基础建设投资大、范围广,在全国实现了“最后一公里”道路建设,随着基建能力与基建技术的持续增强,现阶段的公路、鐵路等正处于升级建设阶段。但是,由于我国幅员辽阔,在基础建设完成后,又面临着复杂地质条件造成的滑坡风险。造成滑坡的原因较多,危害较大,不利于国民经济的持续健康增长。为了有效解决此类问题,有必要对滑坡的稳定性进行分析,从而寻找可行性的治理方案。下面对主题展开具体探讨。

1、滑坡治理概述

改革开放后,中国经济一直呈现高速增长状态,然而,由于前期发展中主要采用粗放式增长方式,经济快速发展的同时也产生了诸多“后顾之忧”。比如,在公路、铁路建设方面,随着建设规模日益扩大、建设里程持续增加的同时,此类线性构筑物也因其“过山涉水”,受到诸多地质单元的限制,这种地质水文条件的复杂性,极易在气候变化、生态破坏、设计方案、后期维护管理等多种影响因素下,产生不稳定因素,既增加运营与管理困难,也会在严重时发生滑坡灾害。尤其是滑坡灾害的发生,往往具有突发特征,极易造成严重事故,给国家的公共基础建设带来危害,使民众的安全受到风险威胁,并造成较大的社会效益损害、经济效益损害、生态效益损害。从历史沿革方面观察,滑坡灾害在我国的发生率相对较大,因此,在治理经验积累方面也产生了诸多成果,比如,常用的滑坡治理方案中,就产生了效用明显的控制爆破法、排水法、抗滑坡桩加固法、挡墙法、减重削坡压脚法等。一般情况下,在治理方案的设计中,也会根据不同的滑坡稳定性构成因素,设计因地制宜的治理方案。

2、工程概况分析

以某道路工程为例,(1)在其K1421+500段,滑坡平面形态:呈西向东展布;剖面:上陡下缓;工程区覆盖层:相对较厚;滑塌勘察结果:边坡顶部边缘陡坎已经形成,卵石层露出,滑塌堆积于陡坎之下;坡度:相对较缓。

(2)从地貌方面分析,结果显示该道路工程位于构造剥蚀中低山地,该区域内高程相对高差大约为71米,高程范围在1019.33米到1091.24米,其山坡整体坡向测量结果为95゜左右,自然坡度范围为60゜到34゜之间;附近分布有民用住宅,山体坡顶特征为平缓浑圆,坡度较小,测量结果为20゜到10゜范围,总体勘察结果确定其地形较陡。(3)从地质构造方面分析,存在由北至东向的一系列区域性褶皱,其状为弧形,背斜大部分归于紧闭背斜类型;地层岩性包括素填土、卵石、细砂、二叠系为风化石灰岩。

(4)该道路工程所处地段的气象水文条件,主要受其地理环境的综合影响,包括起伏较大的地势、南北狭窄的复杂地形、无明显区别的季节影响因子,归属于垂直气候类型,高程越高,气温越低,年平均气温约为12.8゜C,年降雨量约为1271毫米,经过多年统计年平均无霜期天数约在233天。由于气象水文条件限制,该道路工程段正处于暴雨中心范围,至梅雨季节,即会发生连续集中式降雨,相比而言,7月份的雨量最为丰富,但在总体上的年际范围观察,其降雨变化较大,地表无水库、池塘、河流分布,目前仅有一条雨水冲刷产生的坡脚小冲沟,属于发育地表水系,其作专区地表水系均处相对不发育状态。(5)查阅《中国地震动峰值加速区划图》,该区域为6 度地震烈度,加速峰值等于0.05g,特征周期数据为0.35秒,因此,按照相关规定,在抗震规范标准方面,采用了简易设防方案,以人工构造物设计为准。由于多项因素条件限定,该道路工程段采用“之”字形环山而下,根据设计方案规划,其中已经设置人工边坡,其中的坡脚处理主要采用重力式挡土墙方案。

3、滑坡稳定性分析

(1)在该道路工程段,滑坡变形特征显示为崩塌型地质滑坡,根据其坡向、坡度,滑塌变形体主滑方向纵长约在30米,南北方向的横宽范围约为2 米到30米,根据工程概况调查数据分析,路基滑塌范围内,已经出现外缘裂缝,其中在坡降方向方面已经扩展至5 米左右,按照滑塌量分析,其中路基滑坡面积、滑塌总面积大约为2.73平方米、6223立方米,错动最大范围可以达到1 米左右,目前现场勘察结果显示,错动面新鲜、挡墙泄水孔发生堵塞、墙体滑塌严重。(2)在滑坡变形机制方面,归纳产生该地滑坡灾害的主要影响因素后,发现其来源包括三个,分别是地形地貌地质构造、水文地质、边坡岩体。具体变形机制产生的结果显示,陡坡地带为滑坡灾害提供了产生的地形基础,岩层对其造成了相对排水阻隔,增强了岩土体容重,将滑坡推进到了不稳定状态,而卵石层下的动水压力为其下滑提供了充足动力,综合影响之下,导致滑塌现象发生。(3)勘察后发现滑带面为露出的卵石层与素填土交界面;根据地层物理力学指标提供的地层参数,与天然、暴雨工况稳定性验算结果,边坡安全系数在1.085到 1.396之间(天然工况条件下),在暴雨工况下,其边坡安全系数为1.013到 1.102范围;根据稳定性系数分析,前者属于基本稳定- 稳定状态,后者属于不稳定-欠稳定状态。

4、治理方案分析

根据以上综合分析,针对该道路工程段的具体情况,提出针对性治理方案,具体包括:(1)技术层面按照《公路路基设计规范》、《滑坡防治工程勘查规范》,选取天然与暴雨工况下的安全系数1.35和 1.15;结合实际工况,设置挡土墙、锚杆框架梁、桩板墙均能够满足边坡治理需求,为了确保因地制宜,选择抗滑桩板墙;在实际工艺选择中,按照悬臂桩板墙施工工艺,填充方解石脉发育,解决坡脚露基岩问题;同时,按照风化风险,在局部设置护面墙,墙高度根据滑塌总面积设置12米,基础埋深则根据挡土墙应用经验,选择1.5米,在持力层方面主要应用中风化灰岩,护面墙以C25片石混凝土浇筑方案实施施工。(3)虽然雨水侵蚀较小,但为确保边坡受降水影响,根据实际气象水文条件,在路基填方区域、坡脚位置,则按照开口排水方案,运用混凝土衬砌半圆形状,以此实现综合排水,抹面则以M10砂浆为准进行粗糙面抹面处理,墙身泄水孔按照长、宽分别为3 米、2米的网格形式进行上下左右设置。

5、结束语

总而言之,造成滑坡的原因较多,既有山体自身的地质构造影响,也有来自于雨水造成的侵蚀风化,还有诸多生态环境破坏等因素。结合以上分析可以看出,针对不同地域、不同条件下的滑坡要进行细致深入的分析,采用综合方法,甄别其中的岩层、坡度坡面、气候、降水量等,进而针对不同的原因,采用科学的物理治理措施,从现阶段的治理经验分析,建议从抗滑坡桩板墙、局部护面墙、综合引排水系统、生态修复、技术监测等多个层面开展治理工作,寻求因地制宜的配套性治理方案,争取系统性的解决滑坡问题。

参考文献:

[1]   朱庆,李茂粟,丁雨淋,等.滑坡灾情数据多层级语义检索方法[J].西南交通大学学报,2020,55(3):467-475.

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