贵州省某高速公路互通滑坡工程地质勘察论文_高小平

辽宁省交通规划设计院有限责任公司 辽宁沈阳 110166

摘要:滑坡主要由于斜坡土石体大量下滑引起的不良地质,对公路的建设和运营都存在较大的安全隐患。在公路路线及其附近存在对公路工程的安全有影响的滑坡时,使用综合勘察方法,查明滑坡地段的地形、地貌、地层、岩性、构造及水文地质条件,为互通立交匝道通过滑坡体提供工程地质依据和必要的地质资料。

关键词:不良地质 公路 滑坡 工程地质;

1、滑坡概况

贵州某高速公路K48+300~K48+900段右侧700m范围内发育两处滑坡,分别48H1、48H2。两处滑坡均位于某互通A匝道北侧,其中48H1滑坡体前缘穿越某互通A匝道AK3+240~AK3+280部位,48H2前缘距A匝道AK2+760仅60m。两处滑坡同时发生于同一山体斜坡之上,滑坡后缘基本重合,前缘分离呈“人”字形,均属推移式滑坡。

图1 48H1、48H2滑坡平面图

滑坡对该互通影响较大,为了查明滑坡体地质环境条件及工程地质条件,本次勘察主要采用了地质调绘、物探、钻探、室内试验等综合勘察方法。

地质调绘主要采用1:2000的底图,对滑坡周界、滑坡裂缝、滑坡台阶、滑坡壁、滑坡鼓丘等滑坡要素进行调绘。物探采用高密度电法,探测滑坡的规模、厚度等。钻探采用GJ-180型钻机,在孔内进行动力触探、标准贯入等原位测试,查明滑动面的分布位置、层数、物质组成、含水状态及其物理力学性质。室内试验主要对采取的样品进行含水量、液限、塑限、剪切、筛分、饱和单轴抗压强度等试验。

2、区域地质条件

2.1地形地貌

图2 48H1、48H2现场地形地貌

滑坡区处于中低山斜坡地貌,地貌单元为东西向大型沟谷所划分,位于东西向大型沟谷北部斜坡。海拔标高900~1135m,相对高差235m。自然斜坡坡度25~45°,局部55~65°,山脚人工切坡坡度达65~75°,斜坡间南北向冲沟发育。

2.2地层岩性

滑坡区上覆粘土、碎石、块石,下伏基岩为二叠系上统吴家坪组(P2w)灰岩夹炭质页岩、泥岩、砂岩,底部为泥岩夹煤层,含高岭土或铁矿。岩层(Cm)产状155~185°∠10~25°。

2.3地质构造及地震

滑坡区处于某向斜西翼,有东西向断裂从滑坡体前缘通过。该断裂发育长度13km,为压扭性断层,产状355°∠68°,断裂带附近裂隙发育,岩石破碎,可见碎裂岩,地表形成深远沟谷,沟谷两侧山体斜坡较陡[1]。

该区新构造运动总体表现为间歇性抬升,断块间差异运动不明显。晚更新世以来,工程区断裂无活动表现,场区地震危险性主要受外围强震波影响。

区域内地震动反应频谱特征周期为0.35s,地震动峰值加速度系数为0.05g,地震基本烈度为Ⅵ度[2]。

2.4水文地质条件

1、地表水

滑坡区斜坡间无地表积水体,沟谷间平时无地表水流,暴雨期沟谷间可产生洪流。山下东西向大沟谷间发育有何家沟小溪,流向由东向西,流量100~200m3/h,洪水期可达1000~2000m3/h。地表水对山间沟谷具有冲刷侵蚀作用。

2、地下水

滑坡区地下水类型主要有孔隙水、基岩裂隙水。孔隙水赋存于松散覆土层间,含量小;基岩裂隙水赋存于泥岩、砂岩、页岩等基岩裂隙中,由于滑坡区岩体破碎,裂隙发育,基岩裂隙水较发育;钻探揭露地下水埋深25.8~34.5m。地下水的补给为大气降水,径流方式为沿斜坡向山下沟谷间渗流运动,于沟谷间低洼处片状排泄。

3、滑坡基本特征

3.1滑坡区地层岩性及工程力学特征

滑坡体上覆第四系地层主要为粘土、碎石,其中碎石层较厚,母岩成分为砂岩、页岩、泥岩等,粒径2~120cm,粉质粘土充填,松散~密实,结构松散。

下伏基岩为二叠系上统吴家坪组(P2w)灰岩夹炭质页岩、泥岩、砂岩,底部为泥岩夹煤层。岩层产状155~185°∠10~25°,顺层坡。

①、粘土:灰黄色,可塑~硬塑,含10~35%碎石,厚度3.0~9.6m,残坡积成因,分布于滑坡区表面。

②、碎石:灰黄色、灰黑色,稍湿,母岩成分为灰岩、泥岩、页岩、砂岩等,块径2~20cm,含量50~80%,松散~密实,粉质粘土充填,厚度2.2~17m,残坡积成因,分布于滑坡区上部。

③、中风化灰岩(破碎):灰色,中风化,隐晶质结构,中厚层状构造,裂隙发育,岩体破碎,厚度3.3~12m。

④、中风化灰岩(较完整):灰色,中风化,隐晶质结构,中厚层状构造,局部夹薄层炭质灰岩,岩芯较完整。

3.2滑动面特征

滑坡体滑动面为较完整中风化灰岩与上部破碎中风化灰岩或碎石接触面,破碎中风化灰岩或碎石稳定性差,较完整中风化灰岩稳定性较好,埋深12~24m。48H1滑动面产状为202°∠25°,48H2滑动面产状为170°∠25°。

图3 48H1高密度电法剖面解译图

图4 48H2高密度电法剖面解译图

从高密度电法数据反演得到视电阻率等值线图中可以看出,在滑坡范围内上部20~30m深度内电阻率为低阻,下部为高阻,且在地表出现明显的开裂,该区域在一定的地质条件下易再次发生滑坡。

3.3滑坡形态特征

1、48H1滑坡

48H1位于中低山斜坡间沟谷地带,平面形态为长条形,后缘标高1020m,前缘平台标高920m,相对高差约100m。该滑坡体主滑方向205°,与岩层层理倾向交角为20°~30°,为顺层滑动。滑坡体宽约50m,长约400m,面积约20000m2,平均厚度18m,体积约36×104m3,为中型滑坡。

根据现场调绘滑坡体的滑移情况,48H1滑坡体分为一级滑坡体和二级滑坡体:

一级滑坡体:已产生明显滑动。滑坡体标高920~996m,滑距大于30m。后缘产生拉裂,呈弧状,宽15~50cm,长5~30m,错距5~30cm,滑壁高3~8m,地表纵坡坡度25°~35°,侧缘较陡,坡度55°~75°。前缘堆积隆起。剪出口位于沟谷下部920m标高。目前处于欠稳定状态。

二级滑坡体:目前无明显滑动。滑坡体标高985~1020m,后缘及中部已产生拉裂,呈线状,宽20~60cm,长5~30m,错距3~30cm,地表纵坡坡度25°~35°,侧缘较陡,坡度55°~75°。前缘暂未发现明显变形。剪出口位于沟谷下部985m标高部位。目前处于欠稳定状态。

2、48H2滑坡

48H2位于中低山斜坡间沟谷地带,平面形态为长条形,后缘标高1040m,前缘平台标高920m,相对高差约120m。该滑坡主滑方向135°,与岩层层理倾向交角为20°~35°,为顺层滑动。滑坡体宽约120m,长约500m,面积约60000m2,平均厚度20m,体积约120×104m3,为大型滑坡。

该滑坡已产生滑动,滑距大于100m,后缘产生拉裂,呈弧状,滑壁高3~8m,地表纵坡坡度25°~35°,侧缘较陡,坡度55°~80°,前缘隆起。剪出口位于沟谷下部920m标高,堆积体阻塞冲沟,形成堰塞湖。目前处于欠稳定状态。

3.4滑坡体稳定性分析

滑坡区基岩层理Cm:155~185°∠10~25°,层厚0.1-0.8米,张开度1~2mm,平直光滑,岩屑及泥质充填;节理J1:78°∠84°,张开度1~5mm,岩屑及泥质充填,间距0.3-0.5米结合程度差;J2:344°∠65°,张开度1~5mm,岩屑及泥质充填,间距0.2-0.5米结合程度差。48H1滑动面产状为202°∠25°,48H2滑动面产状为170°∠25°,而滑坡区地表纵坡坡度25°~35°,侧缘较陡,坡度55°~80°,层面、滑动面为顺层关系,滑动面倾角≤坡角,存在临空面,易产生新的滑动。

图五 赤平投影图

3.5变形特征及发育阶段

滑坡发生于2014年6月中旬,滑坡前一周,连降特大暴雨,初始滑坡后缘一带突现拉张裂缝,随即两处滑坡相继发生。

滑坡的变形特征主要体现在拉张裂缝、错台。拉张裂缝主要发生在滑坡后缘、中部地带,多为东西走向,长5~30m,宽0.1~0.7m,深度0.10m~1.20m,并形成错台,高度在0.1~5m。滑坡体的以上变形特征,基本发生在2014年的滑坡阶段,至今滑坡区地形基本未发生明显变形,仅局部出现小型崩塌。

目前,滑坡体后缘仍可见拉张裂缝,滑坡体岩土体沿沟谷呈松散堆积状态,局部地形纵坡坡度较陡,可达40~55°,附近基岩裂隙发育,岩体破碎,覆盖层结构松散,厚度较大,地下水于滑坡体间有出露。两处滑坡体目前均处于欠稳定状态。

3.6形成机制

滑坡的形成应具备一定的地质条件与地貌条件、内外营力(动力)和人为作用影响等方面的条件:

1、岩土类型:岩土体是产生滑坡的物质基础,滑坡体上覆土体为粘土及碎石,结构较松散,透水性较强,厚度5-10m(滑坡前)。上部岩体为泥岩粉砂岩互层、燧石灰岩夹炭质页岩,底部岩体为泥岩夹煤层,基岩均为软质岩,工程力学性质差,且含高岭土矿,膨胀性高,表层强风化基岩遇水易软化,为滑坡形成提供了物质基础。

2、地质构造条件:滑坡区基本构造形态为单斜,岩层倾角与坡向一致,为顺向坡;滑坡区发育断裂带,附近岩体裂隙发育,岩体破碎,易失稳造成岩土体产生滑动。

3、地形地貌条件:滑坡区地形较陡,局部人工开发为梯田,产生切坡,形成滑坡的有利地形条件。

4、水文地质条件:大气降水渗入地下,沿土岩界面的裂隙、孔隙渗流,既对上覆岩土体产生上浮力,又软化了岩土体,降低了岩土体结构强度,增大岩土体容重,为滑坡面的形成提供了有利条件。

3.7影响因素

1、自然因素:连续一周的大暴雨使滑坡土体大量吸水,处于饱和状态,抗剪强度降低,在重力作用下失稳而产生滑坡。因此,大气降水是诱发滑坡的主要因素。

2、人为因素:滑坡体表面均已开荒种地,一是坡体有切割现象,二是开荒使地表土质结构松散,易吸水软化,降低土体工程力学性质。人为因素是次要因素。

3.8破坏模式

据现场调查拉裂面及堆积物成分,该滑坡主要为土体与松散岩体混合体。受长时间持续降雨的渗透影响,滑体充分饱水,重度加大,抗剪切强度降低,在自重作用下向临空方向蠕动。地面出现拉张裂缝后,为地表水下渗进一步提供了有利条件,导致蠕动变形加剧,拉张裂缝向下逐步加深,在深部主滑面形成推移,使滑坡的破坏加剧。滑坡滑动次序:先是松散土体的蠕滑,继而带动强风化破碎岩体的滑动。因此,该滑坡变形破坏模式属推移式滑坡。

4滑坡与互通的关系

高速公路互通位于滑坡体之下,A匝道AK3+240~280段穿越48H1滑坡前缘,直接处于48H1滑坡危害范围内;AK2+760距48H2滑坡前缘约60m,处于主滑方向前方,对高速公路的施工和运营都有严重影响。

5结论与建议

通过对48H1和48H2滑坡的勘察,使用综合勘察方法,查明了滑坡地段的地形、地貌、地层、岩性、构造及水文地质条件,其中48H1滑坡对互通A匝道影响很大。

建议在滑坡体后缘上方及周边修建截水沟,防止强降雨形成的地表水灌入滑坡体中。另外,对互通立交匝道经过区域设置抗滑桩,同时结合其它支挡防护措施。在滑坡处置前,严禁在滑坡区内深开挖或切挖坡脚,防止引发或加剧滑坡体的变形。在高速公路运营期间,对滑坡进行动态监测,掌握滑坡体动态变化特征[4]。

参考文献:

[1]贵州省区域地质志,地质出版社,1987[M].

[2]建筑抗震设计规范,GB 50011-2010[S].

[3]李玉明,不稳定边坡崩滑地质灾害常见治理方法研究[J],城市地理,2017,08,104

论文作者:高小平

论文发表刊物:《基层建设》2018年第24期

论文发表时间:2018/9/18

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