忠—武输气管道顺溪Ⅰ滑坡治理工程

如题所述

8.3.1 顺溪Ⅰ滑坡基本特征

滑坡位于重庆市忠县顺溪场(干井)烂泥湾,属于长江左岸岸坡,管道里程003+791m,地理坐标为北纬30°19′41.2″,东经108°4′46.3″。

图8-1 治理工程布置图

照片8-4

顺溪Ⅰ滑坡由3部分构成:两个小滑坡和一个潜在滑移斜坡(或称潜在不稳定边坡)构成,其中(003+791)+34~(003+791)+83段为基岩滑坡,(003+791)+73~(003+791)+131段为堆积层滑坡,(003+791)+0~(003+791)-16段为潜在滑坡段。

8.3.3.1 (003+791)+34~(003+791)+83段基岩滑坡

滑坡发育地层为侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)厚层状灰绿色块状长石石英砂岩及紫红色泥岩泥质粉砂岩,后缘高程245m,前缘高程214m,平面形态如吊钟;滑坡主滑方向65°。滑坡面积约1300m2,厚度一般5~8m,体积约8000m3

滑坡处于长江左岸岸坡,斜坡走向北西,朝向北东。斜坡呈陡缓相间的台阶状,缓坡平台为长江侵蚀阶地,高程175m左右有一平台,台面宽数十至100余米。陡坡部位坡度40°~70°。高程210m左右有沿江公路(简易公路)通过,由于公路开挖,沿内侧形成了高8~12m的边坡,坡度一般60°~70°。管道沿公路敷设在公路内侧。

滑坡即发育在沿江公路内侧,并朝着公路方向滑动。滑坡前部有一小平台,平台高程222m左右,宽5~7m,北西方向延伸。滑坡中部坡度在30°~40°。滑坡后缘以上为基岩陡坎,坡度60°~80°(照片8-5)。

滑坡于2005年4~5月出现滑动,目前仍然保持着比较清楚的滑坡形态。滑坡后缘及南侧侧缘陡倾滑壁明显,北西侧边界则表现为张扭性的地裂缝。

滑坡剪出口在路内侧边坡、距路面高3.5~4m处(照片8-6)。剪出口产状平缓,剪出口以下为紫红色泥质粉砂岩,岩层完整,以上为松散的块石土,块石成分为紫红色泥质粉砂岩与浅灰绿色砂岩。沿剪出口有线装分布的泉眼渗出。钻孔及探井揭示,滑动界面明显,照片8-7是探井1中滑动面的擦痕,擦痕显示滑动方向65°。钻孔显示,滑动面上下岩土结构差异明显(照片8-8),滑体为块石、碎块石,夹少许土,层理产状多变;滑床为紫红色泥质粉砂岩,总体较完整,层理稳定。

照片8-5 滑坡全貌

照片8-6 滑坡前缘剪出口

照片8-7 TJ1滑坡滑动面

照片8-8 ZK1岩心照片

依据滑坡钻孔及探井资料,绘出滑坡的剖面如图8-2。滑坡厚度后部5m左右,前部7.3m。中后部滑带较陡,总体坡度在45°左右,前部平缓,整体滑坡形态与斜坡形态基本一致。

图8-2 顺溪Ⅰ滑坡1—1′工程地质剖面图

箭头方向以上为滑体,以下为滑床

由于滑体松散,雨水易于入渗。在滑坡中的钻孔(ZK1)遇见地下水,水位7.4m(孔深),滑坡前缘存在线状渗水带(照片8-6)。取滑坡前缘的泉水进行简分析及侵蚀性测定,分析结果说明,地下水无侵蚀性。

滑坡为基岩滑坡,滑体基本上为块石、碎石组成,井探及钻探中均未发现土质滑带,所以未进行滑带土的测试。

滑坡下伏基岩为侏罗系上统蓬莱镇组(J3p)厚层状灰绿色块状长石石英砂岩及紫红色泥岩泥质粉砂岩,根据物理力学试验结果可以看出该类岩石强度比较低,属软岩类。

根据岩土现场试验及反分析成果,参照有关规范的取值原则及类似工程地质条件滑坡参数取值经验,给出顺溪Ⅰ滑坡(003+791)+034~(003+791)+070段基岩滑坡岩土参数建议值见表8-1。

表8-1 基岩滑坡岩土物理力学参数建议值

8.3.1.2 (003+791)+73~(003+791)+131段堆积层滑坡

滑坡为覆盖层中的滑坡,覆盖层为崩积+坡积+残积复合成因,组成为含块石、碎块石粉质粘土。滑坡后缘高程220m,前缘高程202m,平面形态如勺(图8-3);滑坡主滑方向65°。滑坡面积约2200m2,厚度一般8m左右,体积约1.8×104m3

滑坡位于前述基岩滑坡的南东侧,所处的地形地貌与地质环境是一样的。

滑坡区坡度较为平缓,总体坡度15°,但滑坡后壁地形陡,坡度40°以上,滑坡地貌形态呈圈椅状。沿江公路(简易公路)从滑坡中部通过,路面高程210m左右,由于公路开挖,沿内侧形成了高3~5m的边坡,坡度一般40°~50°。管道沿公路敷设在公路内侧(图8-3,照片8-9)。

图8-3 顺溪Ⅰ滑坡2—2′工程地质剖面图

照片8-9 滑坡全貌

照片8-10

据钻孔(ZK3)及探井(TJ2)揭露,滑体以暗红灰色粉质粘土为主,夹含块石、碎块石,块石、碎块石成分为灰色长石石英砂岩及紫红色泥质粉砂岩,多呈次棱角状,中等到强风化状态,土石比总体5:1,但空间上有变化。根据组成及块石、碎块石的形态判断,滑体原来可能是崩坡积土。见照片8-10。

在探井(TJ2)中见到了滑带,厚20cm左右,滑带为较纯的粉质粘土,湿度大,可塑性强。滑带中发育有明显的滑面(照片8-11),滑面上擦痕显示滑动方向南东(65°)。滑动面基本上沿着基岩面产出,滑面下基岩呈强风化状态,为紫红色泥质粉砂岩。

勘察期间,中到小雨断断续续下了10余天,使滑坡中赋存有一定的地下水。在滑坡中的钻孔(ZK3)遇见地下水,水位6.3m(孔深)。

照片8-11 TJ2滑坡滑动面

照片8-12 顺溪Ⅰ滑坡北西侧边坡

根据岩土现场试验成果,参照有关规范的取值原则及类似工程地质条件滑坡参数取值经验,给出顺溪Ⅰ滑坡(003+791)+073~(003+791)+131段堆积层滑坡岩土参数建议值见表8-2。

表8-2 堆积层滑坡岩土物理力学参数建议值

8.3.1.3 (003+791) -16~(003+791)潜在不稳定边坡

自滑坡往北西侧,为潜在不稳定边坡段,长约15m。为沿江公路开挖时形成的边坡,高约8m,坡度约60°,坡脚内凹。地层为紫红色泥质粉砂岩,表层强风化。边坡中发育一组近于平行边坡的结构面(节理),沿节理有水渗出(图8-4)。由于边坡下部内凹,节理面临空,所以边坡处于潜在不稳定状态。

管道埋设在公路内侧,潜在不稳定边坡块体处于其正上方,若边坡失稳,将直接冲击管道。此外此段公路边沟低洼,沿节理渗出的泉水滞积在边沟中,长期不干,这对路基的稳定是不利的,所以,对此段边坡及积水问题需要处理。

图8-4 顺溪Ⅰ滑坡北西侧潜在不稳定变坡工程地质剖面图(4—4′剖面)

8.3.2 顺溪Ⅰ滑坡稳定性分析

8.3.2.1 滑坡变形宏观分析

(1)(003+791)+34~(003+791)+83基岩滑坡段。

顺溪Ⅰ滑坡003+791)+34~(003+791)+83段,由于沿江路路基开挖,形成的边坡未进行支护,管道建设期间管沟开挖,进一步扰动了斜坡岩土体,于2004年4~5月间发生了较大规模的滑动变形,滑坡前缘剪出并堆积在管沟上方(照片8-13),同时在滑体中形成了大量的裂缝(照片8-14)。

照片8-13 滑坡前缘剪出堆积在管沟上方

照片8-14 顺溪Ⅰ滑坡滑坡上裂缝

目前滑坡前缘进行了清理(照片8-15),但清理滑坡前缘并不能改善滑坡的稳定性,一定程度上更不利于滑坡的稳定,因为清理的部位属于滑坡的阻滑段。此外,滑坡后缘的基岩陡壁,由于风化及卸荷,崩塌时有发生,不断给滑坡加载(照片8-16)。这些因素说明,影响滑坡进一步滑动的因素仍然存在,在较强降雨的条件下还将出现滑动。

滑坡的大规模滑动势必会冲击管道,对其造成严重威胁。

照片8-15 滑坡前缘局部清理

照片8-16 滑坡后缘崩塌加载

(2)(003+791)+73~(003+791)+131堆积层滑坡段。

(003+791)+73~(003+791)+131段是发育在堆积层中的老滑坡,目前在地表没有发现明显的变形迹象,但探井揭示存在非常清楚的滑面及擦痕,滑坡可能处于蠕滑状态。在长时间持续降雨或强降雨的条件下,存在整体快速滑动的可能。滑坡剪出口位于路基外侧,若滑坡滑动,滑坡将带动路基及管道一块滑动,对管道的安全威胁更大。

(3)(003+791)-16~(003+791)潜在不稳定边坡段。

此段属于路基边坡,由于长期未进行支护,在卸荷及风化作用下,节理裂隙张开,局部边坡岩块呈悬空状态。沿节理裂缝有泉水渗出,不利于斜坡的稳定。如不及时处理,不久的将来就可能崩塌。管道正处于不稳定块体下方,崩塌作用将会直接冲击管道,对管道安全带来隐患。

8.3.2.2 滑坡稳定性极限平衡法分析

采用《岩土工程勘察规范》(GB50021-2001)中推荐的剩余推力传递系数法,

顺溪Ⅰ滑坡将来可能遇到的不利因素主要是降雨和地震,下面选择3种条件作为稳定性计算的工况:

(1)通常条件,以勘察期间的条件作为计算的工况;

(2)久雨、特大暴雨的条件,地下水位上升到滑体1/2高度;

(3)考虑地震的条件,根据《中国地震动参数区划图》(1:400万)(GB18306-2001),工程干线所在区域地震动峰值加速度区划为0.05g,相当于地震基本烈度Ⅵ度。

分别对1—1′和2-2′ 剖面进行计算(图8-5、图8-6)。通过计算,以上3种工况的稳定系数列于表8-3。结果表明,通常条件下,Fs=1.025和1.035,滑坡处于临界稳定状态,这与滑坡的实际情况基本相符;其他两种情况下,Fs=<1,滑坡会滑动破坏。

表8-3 不同工况下稳定系数

8.3.3 治理方案

顺溪Ⅰ滑坡(003+791)+34~(003+791)+83段,2005年发生了较大规模的滑动变形,后来虽然对滑坡前缘进行了清理,但未能改善滑坡的稳定状态,长时间持续降雨或高强度降雨的条件还将会出现,滑坡存在再次滑动的可能。前缘剪出口位于管道内侧边坡,若滑坡大规模滑动,将直接冲击管道,从而影响管道安全。

图8-5 1—1′计算剖面

左图为勘察期地下水位条件;右图为暴雨条件地下水位

图8-6 2—2′计算剖面

左图为勘察期地下水位条件;右图为暴雨条件地下水位

(003+791)+73~(003+791)+131段,目前滑坡可能处于蠕滑状态。在长时间持续降雨或强降雨的条件下,存在整体快速滑动的可能。滑坡剪出口位于路基外侧,若滑坡滑动,滑坡将带动路基及管道一块滑动,对管道的安全构成重大威胁。

(003+791)-16~(003+791)段属于潜在不稳定的路基边坡,管道正处于不稳定块体下方,崩塌作用将会直接冲击管道,对管道安全带来隐患。

根据滑坡不同段的特点,同时考虑以保护管道安全为目标的滑坡治理的原则,滑坡治理的总体思路是:①排水,尽量减少滑坡范围内及滑坡周围雨水入渗;②阻滑,在管道(公路)内侧设置抗滑桩或进行锚固。由于滑坡规模小,排水的效果不会很明显,仅靠排水很难达到理想的防治滑坡的效果,因此,需要布置支挡工程。主要的治理方案包括:

预应力锚索+排水方案,在管道(公路)内侧较陡的边坡部位布置预应力格构锚索,以防治滑坡滑动;在管道伴行路下方布置抗滑桩;在滑坡后缘布置排水沟,防止降雨入渗,并对(003+791)-16~(003+791)段,直接将不稳定的边坡岩块清除。

经过2006年的施工,现已完成了治理,见照片8-17、照片8-18。

照片8-17

照片8-18

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