黃利杰
摘要:本次研究以滑坡為研究主題,分析滑坡穩(wěn)定性分析及治理方案。具體論述中先對我國滑坡治理工程進行簡要說明,然后,結(jié)合實際案例分析滑坡穩(wěn)定性的影響因素,并以此為基礎(chǔ),從經(jīng)驗與技術(shù)角度說明較有針對性的治理方案。
關(guān)鍵詞:滑坡;穩(wěn)定性;治理方案;研究
我國的基礎(chǔ)建設(shè)投資大、范圍廣,在全國實現(xiàn)了“最后一公里”道路建設(shè),隨著基建能力與基建技術(shù)的持續(xù)增強,現(xiàn)階段的公路、鐵路等正處于升級建設(shè)階段。但是,由于我國幅員遼闊,在基礎(chǔ)建設(shè)完成后,又面臨著復雜地質(zhì)條件造成的滑坡風險。造成滑坡的原因較多,危害較大,不利于國民經(jīng)濟的持續(xù)健康增長。為了有效解決此類問題,有必要對滑坡的穩(wěn)定性進行分析,從而尋找可行性的治理方案。下面對主題展開具體探討。
1、滑坡治理概述
改革開放后,中國經(jīng)濟一直呈現(xiàn)高速增長狀態(tài),然而,由于前期發(fā)展中主要采用粗放式增長方式,經(jīng)濟快速發(fā)展的同時也產(chǎn)生了諸多“后顧之憂”。比如,在公路、鐵路建設(shè)方面,隨著建設(shè)規(guī)模日益擴大、建設(shè)里程持續(xù)增加的同時,此類線性構(gòu)筑物也因其“過山涉水”,受到諸多地質(zhì)單元的限制,這種地質(zhì)水文條件的復雜性,極易在氣候變化、生態(tài)破壞、設(shè)計方案、后期維護管理等多種影響因素下,產(chǎn)生不穩(wěn)定因素,既增加運營與管理困難,也會在嚴重時發(fā)生滑坡災害。尤其是滑坡災害的發(fā)生,往往具有突發(fā)特征,極易造成嚴重事故,給國家的公共基礎(chǔ)建設(shè)帶來危害,使民眾的安全受到風險威脅,并造成較大的社會效益損害、經(jīng)濟效益損害、生態(tài)效益損害。從歷史沿革方面觀察,滑坡災害在我國的發(fā)生率相對較大,因此,在治理經(jīng)驗積累方面也產(chǎn)生了諸多成果,比如,常用的滑坡治理方案中,就產(chǎn)生了效用明顯的控制爆破法、排水法、抗滑坡樁加固法、擋墻法、減重削坡壓腳法等。一般情況下,在治理方案的設(shè)計中,也會根據(jù)不同的滑坡穩(wěn)定性構(gòu)成因素,設(shè)計因地制宜的治理方案。
2、工程概況分析
以某道路工程為例,(1)在其K1421+500段,滑坡平面形態(tài):呈西向東展布;剖面:上陡下緩;工程區(qū)覆蓋層:相對較厚;滑塌勘察結(jié)果:邊坡頂部邊緣陡坎已經(jīng)形成,卵石層露出,滑塌堆積于陡坎之下;坡度:相對較緩。
(2)從地貌方面分析,結(jié)果顯示該道路工程位于構(gòu)造剝蝕中低山地,該區(qū)域內(nèi)高程相對高差大約為71米,高程范圍在1019.33米到1091.24米,其山坡整體坡向測量結(jié)果為95゜左右,自然坡度范圍為60゜到34゜之間;附近分布有民用住宅,山體坡頂特征為平緩渾圓,坡度較小,測量結(jié)果為20゜到10゜范圍,總體勘察結(jié)果確定其地形較陡。(3)從地質(zhì)構(gòu)造方面分析,存在由北至東向的一系列區(qū)域性褶皺,其狀為弧形,背斜大部分歸于緊閉背斜類型;地層巖性包括素填土、卵石、細砂、二疊系為風化石灰?guī)r。
(4)該道路工程所處地段的氣象水文條件,主要受其地理環(huán)境的綜合影響,包括起伏較大的地勢、南北狹窄的復雜地形、無明顯區(qū)別的季節(jié)影響因子,歸屬于垂直氣候類型,高程越高,氣溫越低,年平均氣溫約為12.8゜C,年降雨量約為1271毫米,經(jīng)過多年統(tǒng)計年平均無霜期天數(shù)約在233天。由于氣象水文條件限制,該道路工程段正處于暴雨中心范圍,至梅雨季節(jié),即會發(fā)生連續(xù)集中式降雨,相比而言,7月份的雨量最為豐富,但在總體上的年際范圍觀察,其降雨變化較大,地表無水庫、池塘、河流分布,目前僅有一條雨水沖刷產(chǎn)生的坡腳小沖溝,屬于發(fā)育地表水系,其作專區(qū)地表水系均處相對不發(fā)育狀態(tài)。(5)查閱《中國地震動峰值加速區(qū)劃圖》,該區(qū)域為6 度地震烈度,加速峰值等于0.05g,特征周期數(shù)據(jù)為0.35秒,因此,按照相關(guān)規(guī)定,在抗震規(guī)范標準方面,采用了簡易設(shè)防方案,以人工構(gòu)造物設(shè)計為準。由于多項因素條件限定,該道路工程段采用“之”字形環(huán)山而下,根據(jù)設(shè)計方案規(guī)劃,其中已經(jīng)設(shè)置人工邊坡,其中的坡腳處理主要采用重力式擋土墻方案。
3、滑坡穩(wěn)定性分析
(1)在該道路工程段,滑坡變形特征顯示為崩塌型地質(zhì)滑坡,根據(jù)其坡向、坡度,滑塌變形體主滑方向縱長約在30米,南北方向的橫寬范圍約為2 米到30米,根據(jù)工程概況調(diào)查數(shù)據(jù)分析,路基滑塌范圍內(nèi),已經(jīng)出現(xiàn)外緣裂縫,其中在坡降方向方面已經(jīng)擴展至5 米左右,按照滑塌量分析,其中路基滑坡面積、滑塌總面積大約為2.73平方米、6223立方米,錯動最大范圍可以達到1 米左右,目前現(xiàn)場勘察結(jié)果顯示,錯動面新鮮、擋墻泄水孔發(fā)生堵塞、墻體滑塌嚴重。(2)在滑坡變形機制方面,歸納產(chǎn)生該地滑坡災害的主要影響因素后,發(fā)現(xiàn)其來源包括三個,分別是地形地貌地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)、邊坡巖體。具體變形機制產(chǎn)生的結(jié)果顯示,陡坡地帶為滑坡災害提供了產(chǎn)生的地形基礎(chǔ),巖層對其造成了相對排水阻隔,增強了巖土體容重,將滑坡推進到了不穩(wěn)定狀態(tài),而卵石層下的動水壓力為其下滑提供了充足動力,綜合影響之下,導致滑塌現(xiàn)象發(fā)生。(3)勘察后發(fā)現(xiàn)滑帶面為露出的卵石層與素填土交界面;根據(jù)地層物理力學指標提供的地層參數(shù),與天然、暴雨工況穩(wěn)定性驗算結(jié)果,邊坡安全系數(shù)在1.085到 1.396之間(天然工況條件下),在暴雨工況下,其邊坡安全系數(shù)為1.013到 1.102范圍;根據(jù)穩(wěn)定性系數(shù)分析,前者屬于基本穩(wěn)定- 穩(wěn)定狀態(tài),后者屬于不穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。
4、治理方案分析
根據(jù)以上綜合分析,針對該道路工程段的具體情況,提出針對性治理方案,具體包括:(1)技術(shù)層面按照《公路路基設(shè)計規(guī)范》、《滑坡防治工程勘查規(guī)范》,選取天然與暴雨工況下的安全系數(shù)1.35和 1.15;結(jié)合實際工況,設(shè)置擋土墻、錨桿框架梁、樁板墻均能夠滿足邊坡治理需求,為了確保因地制宜,選擇抗滑樁板墻;在實際工藝選擇中,按照懸臂樁板墻施工工藝,填充方解石脈發(fā)育,解決坡腳露基巖問題;同時,按照風化風險,在局部設(shè)置護面墻,墻高度根據(jù)滑塌總面積設(shè)置12米,基礎(chǔ)埋深則根據(jù)擋土墻應用經(jīng)驗,選擇1.5米,在持力層方面主要應用中風化灰?guī)r,護面墻以C25片石混凝土澆筑方案實施施工。(3)雖然雨水侵蝕較小,但為確保邊坡受降水影響,根據(jù)實際氣象水文條件,在路基填方區(qū)域、坡腳位置,則按照開口排水方案,運用混凝土襯砌半圓形狀,以此實現(xiàn)綜合排水,抹面則以M10砂漿為準進行粗糙面抹面處理,墻身泄水孔按照長、寬分別為3 米、2米的網(wǎng)格形式進行上下左右設(shè)置。
5、結(jié)束語
總而言之,造成滑坡的原因較多,既有山體自身的地質(zhì)構(gòu)造影響,也有來自于雨水造成的侵蝕風化,還有諸多生態(tài)環(huán)境破壞等因素。結(jié)合以上分析可以看出,針對不同地域、不同條件下的滑坡要進行細致深入的分析,采用綜合方法,甄別其中的巖層、坡度坡面、氣候、降水量等,進而針對不同的原因,采用科學的物理治理措施,從現(xiàn)階段的治理經(jīng)驗分析,建議從抗滑坡樁板墻、局部護面墻、綜合引排水系統(tǒng)、生態(tài)修復、技術(shù)監(jiān)測等多個層面開展治理工作,尋求因地制宜的配套性治理方案,爭取系統(tǒng)性的解決滑坡問題。
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