都江堰拉法基水泥有限公司石灰石礦山二坪滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理初步設(shè)計(jì)
都江堰拉法基水泥有限公司,年產(chǎn)高品質(zhì)水泥140萬噸。2008年5月12日,四川省汶川縣發(fā)生了8.0級(jí)特大地震,其石灰石礦山距離地震震中映秀鎮(zhèn)直線距離僅16公里,地震直接誘發(fā)了礦山上山公路沿線幾十處滑坡、崩塌、路面開裂、沉陷以及大量的滾石次生災(zāi)害,給都江堰拉法基水泥有限公司造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
二坪滑坡為其中較大滑坡之一,礦山公路從坡體的前緣通過,其外側(cè)為1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng),坡下為白沙河,邊坡高陡,地震前曾在道路內(nèi)邊坡設(shè)有抗滑墻和單排抗滑樁??够瑯陡?m;抗滑墻高2m?;乱坏┦Х€(wěn),不僅要摧毀該段礦山上山道路和1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng),危及過往車輛行人安全,還可能堵塞山下河道,對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。為此急需對(duì)該滑坡進(jìn)行防治。
一、滑坡體概況
工作區(qū)屬溫暖、濕潤和多雨的亞熱帶氣候。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫15℃;年平均降雨量為1001.9~1600mm,局部地帶降水量可達(dá)2000mm,多集中在6~8月,占全年降水量的60%~76%,年平均蒸發(fā)量為900~1000mm。礦區(qū)多霧,濕度大,地下水豐富,植被茂盛。場(chǎng)區(qū)位于映秀~北川斷裂東側(cè)的龍門山的山前構(gòu)造帶上,地勢(shì)較陡,區(qū)內(nèi)地層主要為須家河組砂巖、泥巖地層,上覆第四系崩坡積土層。
滑坡體平面形似三角形,橫寬200m,縱長80m?;驴傮w坡度35°~55°,坡體后緣高程945.3m,前緣剪出口高程907.1m,均厚6m,復(fù)活滑坡體體積約96000m3。
滑床由三疊系須家河組的砂巖夾泥巖,巖體較為破碎,偶有掉塊現(xiàn)象,坎腳明顯有拉裂縫;鉆孔資料和地表地質(zhì)調(diào)查表明,坡體為第四系崩坡積層,坡體組成物質(zhì)為大小混雜的崩坡積物,以塊石土、碎石土為主,間夾粉土、砂土,少量粘土,塊石粒徑一般為3~35cm,最大粒徑1.5m。滑坡體中下部出露小平臺(tái),平臺(tái)長約6m,寬3m,滑動(dòng)跡象的主要表現(xiàn):在內(nèi)側(cè)擋墻有明顯剪出口,外側(cè)邊坡坡體局部坍塌,坡體上皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)墩位下沉移位;部分掛網(wǎng)噴漿防護(hù)坡面局部鋼筋已出露,水泥漿層出現(xiàn)較大變形開裂;滑坡剪出口位于公路以上,高于抗滑樁之上的抗滑墻出現(xiàn)橫向開裂,為滑坡體發(fā)生越頂所致。在抗滑墻和抗滑樁的立面上,沿道路從8#抗滑樁至最遠(yuǎn)端的19#抗滑樁,均能夠追蹤到裂縫呈折線形展布,裂縫寬度普遍為2~3mm?;麦w內(nèi)部未見地下水出露,據(jù)鉆孔資料推斷,地下水位埋深大于20m, 滑坡體附近水溝常年有溝溪水,其水量及流速受大氣降水影響大。
二、滑坡形成機(jī)制分析
該滑坡體土層均厚約6m,不整合接觸于基巖斜坡上,下伏基巖為T3xj砂巖,5.12地震及余震的震動(dòng)和震后暴雨導(dǎo)致崩坡積的塊石、碎石土層松散,土體抗剪強(qiáng)度降低,抗滑力降低;地下水力面貫通,高強(qiáng)度的大氣降水大量滲入及坡體以外的其它水體導(dǎo)入坡體內(nèi),使得不整合面上的土體強(qiáng)度降低,形成滑面,在有利的地形條件下,坡體產(chǎn)生滑動(dòng)變形,滑坡側(cè)壁均出現(xiàn)垮塌,滑體前緣剪出口出現(xiàn)鼓脹,部分抗滑墻有剪切裂縫,造成部分抗滑墻破壞,掛網(wǎng)噴漿坡面鼓脹開裂,為典型崩坡積土質(zhì)滑坡。
三、滑坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
?。ㄒ唬┒ㄐ苑治?BR> 該滑坡主要誘發(fā)因素為地震作用,滑坡體土體失穩(wěn)后產(chǎn)生下滑,次一級(jí)淺層滑移頻發(fā)。該滑坡屬于牽引式滑坡,前緣滑動(dòng)導(dǎo)致后緣產(chǎn)生錯(cuò)落及裂縫,基巖埋深在14~17m,巖層傾向坡內(nèi),滑體坡度在35°~40°,滑坡近期多以局部淺表的土層蠕滑為主,整體處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài),在地震和暴雨作用下,再加車輛荷載等作用下,滑坡有可能繼續(xù)產(chǎn)生變形破壞。
(二)定量評(píng)價(jià)
如前所述,該滑坡體除主要考慮地震+暴雨工況下滑坡體的穩(wěn)定性外,還選取自重、自重+暴雨兩種工況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。由于變形體基底形態(tài)為折線形面,按簡(jiǎn)化Janbu法,邊坡穩(wěn)定性計(jì)算程序采用具有交互式功能,融穩(wěn)定性分析、支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)于一體的理正巖土計(jì)算5.11版軟件(邊坡穩(wěn)定性分析與治理輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)),根據(jù)代表性原則,選擇最能體現(xiàn)滑體形態(tài)、規(guī)模、滑動(dòng)方向等特征的主滑剖面作為計(jì)算模型的計(jì)算剖面,見下頁圖1滑坡處治設(shè)計(jì)剖面圖。
參數(shù)選取:土體天然重度為22KN/m3,飽和重度23KN/m3,砂巖密度2.53g/cm3,泥巖密度2.65g/cm3;抗剪強(qiáng)度c=12kPa、φ=22°,場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度,地震動(dòng)峰值加速度為0.20g,水平地震系數(shù):0.20,地震作用綜合系數(shù):0.25。
計(jì)算結(jié)果:根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析,在枯季(工況1)時(shí),滑坡Fs=1.15,處于基本穩(wěn)定狀態(tài),連續(xù)降雨或持續(xù)大雨(工況2)時(shí),滑坡Fs=1.04,處于欠穩(wěn)定狀態(tài),當(dāng)降雨和地震對(duì)滑坡同時(shí)作用(工況3)時(shí),滑坡Fs=0.96<1.00,處于不穩(wěn)定狀態(tài)這與前面定性評(píng)價(jià)及近期變形觀測(cè)的結(jié)果相符,與實(shí)際情況一致,表明上述計(jì)算參數(shù)取值合理。
四、治理初步設(shè)計(jì)
根據(jù)分析和計(jì)算的結(jié)果,滑坡在天然情況下其整體穩(wěn)定性可基本滿足邊坡穩(wěn)定性的最低要求。但在在暴雨作用時(shí)處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在地震和暴雨?duì)钔瑫r(shí)作用時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài),這不僅直接危及1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全,而且危及礦山公路、河道的安全,因此必須采取工程治理措施。根據(jù)計(jì)算分析,初步設(shè)計(jì)如下:
?。ㄒ唬┑乇砼潘こ?BR> 對(duì)滑坡體側(cè)的季節(jié)性沖溝加強(qiáng)防護(hù),建議采用片石漿砌排水溝。
由于該猾坡體整體穩(wěn)定安全系數(shù)不高,且水對(duì)該滑坡體的影響比較大,故加強(qiáng)對(duì)滑坡體的排水處理十分重要。因此,在堆積體表面設(shè)置三道排水溝,并設(shè)置內(nèi)部排水孔以形成內(nèi)外連通的排水系統(tǒng)。
(二)滑坡體中部采用預(yù)應(yīng)力錨索框架加固
根據(jù)計(jì)算分析,公路外側(cè)邊坡堆積體的厚度相對(duì)較小,可采用鋼筋混凝土框架粱預(yù)應(yīng)力錨索方案進(jìn)行處治。坡腳處設(shè)置矮擋墻,并根據(jù)實(shí)際情況在框架梁間采用漿砌片石護(hù)坡。
?。ㄈ┕穬?nèi)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索肋板擋墻
公路內(nèi)側(cè)邊坡大部經(jīng)過治理,采用抗滑樁、抗滑墻加掛網(wǎng)噴漿防護(hù),現(xiàn)局部鋼筋網(wǎng)已出露,水泥漿層出現(xiàn)較大變形開裂,局部抗滑墻出現(xiàn)橫向開裂,宜盡可能利用原有抗滑樁,采用預(yù)應(yīng)力錨索肋板擋墻進(jìn)行處理。
(四)滑坡體坡面采取噴錨支護(hù)
由于邊坡高陡,對(duì)局部松散破碎的堆積體和已被破壞的掛網(wǎng)、砂漿層宜進(jìn)行清除,在此基礎(chǔ)上滑坡體坡面采取噴錨支護(hù)護(hù)坡,通過重新掛網(wǎng)噴漿,一方面可以防止坡面碎落,另一方面防止雨水入滲邊坡。增強(qiáng)邊坡的穩(wěn)定性。
五、結(jié)論及建議
二坪滑坡體整體穩(wěn)定性差,在暴雨?duì)顟B(tài)時(shí)處于欠穩(wěn)定狀態(tài),在地震和暴雨?duì)顟B(tài)時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài),可能發(fā)生較大規(guī)?;隆2扇∨潘?、掛網(wǎng)噴漿、錨索肋板擋墻、錨索框架加固等措施,對(duì)該滑坡進(jìn)行綜合治理,滑坡的穩(wěn)定性可得到顯著的改善,特別是框架錨的使用能解決在軟巖上進(jìn)行錨固時(shí),常因錨頭的松動(dòng)使錨桿(索)的預(yù)應(yīng)力喪失的問題。在施工過程中,要做好錨索的抗拔實(shí)驗(yàn),根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)驗(yàn)的資料即時(shí)修訂設(shè)計(jì)變更,保證錨索的錨固段長度。坡面噴漿后要再噴一層固坡防水劑,以防雨沖刷邊坡。
參考文獻(xiàn)
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