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高速公路高边坡滑坡成因分析及对策

08月09日 编辑 fanwen51.com

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摘 要:根据国电大武口电厂灰场公路滑坡的地质勘探报告,分析了高边坡滑坡形成的原因,并对滑坡的稳定性进行了 计算,提出了以预应力锚索为主,辅以注浆、排水的边坡治理方案,并对防护参数进行了设计。 关键词:高边坡,滑坡,预应力锚索,注浆 中图分类号:U417文献标识码:A 本滑坡位于大武口电厂灰场公路K3+060~K3+360段,地 处贺兰山腹地。平面形态呈椭圆形,长轴方向与线路平行,长约 300 m,短轴长150 m,面积约为45 000 m2,总方量达50*104m3, 为大型滑坡,于建成1年后发生蠕滑迹象,前缘已形成滑坡舌,目 前为尚处于临界稳定状态的古滑动体。 1 高边坡滑坡成因分析 1.1 滑坡弱面分析 该滑坡体上部为第四系残坡积砂性土,厚度0.5 m~1.5 m; 下部为白垩统馆头组全、强、弱风化泥质粉砂岩,埋深4.2 m~ 23.8 m;局部见强、弱风化安山玄武岩,埋深3.3 m~12.5 m。

滑 坡区节理裂隙极发育,且节理裂隙的倾角较陡,倾向与边坡坡向 大致相近,各钻孔中均见胶结性差,断层泥发育的断裂构造破碎 带,而陡倾角节理裂隙往往成为地表水体下渗的通道,在雨季时, 断裂构造破碎带底部较完整的基岩成为相对隔水层,从而导致上 覆土层滑动。 1.2 地表水的影响 滑坡区范围属季风型气候,夏季雨水多,瞬时雨量大,山地汇 水大,而滑坡体范围内几乎无植被,地表水的渗入使土体快速增 重,软化了滑移构造破碎带,而地下水在滑动带上的渗流作用,使 滑动面的抗滑力明显下降,从而诱发滑坡的产生。 1.3 人工开挖扰动影响 在山坡坡脚(滑坡体前缘),由于人类建房等的开挖,形成人 工边坡,坡高一般在3 m~5 m,局部达8 m~10 m,且坡角多大于 70°,使前缘坡脚处于临空状态,山体平衡遭到人为破坏,易诱发 山体产生局部滑移。

1.4 滑坡稳定性计算分析 滑坡体重度值采用土岩平均重度22 kN/m3,滑动带的粘聚 力C和内摩擦角�根据现场测定而得,综合分析取C=19 kPa, �=12°。选择主滑剖面为计算对象,滑动面按折线型计算滑坡推 力。根据规范,该滑坡体受灾对象为一级,破坏后果很严重,安全 等级为一级,则选定滑坡安全系数Ks=1.35。 计算结果表明,本滑坡剩余下滑力大,滑坡处于不稳定状态, 因此必须进行治理,才能确保滑坡的稳定性。 2 滑坡加固方案设计 根据滑坡特征,经计算分析,采取以预应力锚索为主,辅以排 水和注浆的综合治理措施。 2.1 预应力锚索加固 2.1.1 机理 预应力锚索是一种埋入岩土内的受拉杆,其拉力传递给稳定 地层,杆体张拉后不仅能提供一定的抗滑力,而且对滑体产生一 个正压力,能明显提高潜在滑移面或岩石软弱结构面的抗剪强 度。

由于预应力锚固技术能够尽可能少地扰动被锚固的土体或 岩体,并且是一种高效经济的加固技术,因此在边坡治理工程中 得到了广泛的应用[1-3]。 2.1.2 参数设计 开挖状态下,根据《理正岩土计算程序(3.2版)》采用Bishop 法按折线滑动分别计算各级边坡施加约束荷载前后的稳定系数, 施工荷载按垂直荷载计,取值为30 kN/m。 计算结果表明,除公路右侧第一级边坡开挖时无需施加约束 荷载,可满足公路正常使用要外,其余各级边坡开挖,都需要施 加一定的约束。根据计算结果,设计采用拉力集中型预应力锚 索,倾角25°,锚索工程参数见表1。边坡平台宽度为2 m,在公路 左侧第一级、公路右侧第一级台阶,局部采用设计拉力120 kN,长 度8 m的系统锚杆,倾角15°;在各级边坡中,为了防止雨水的直 接冲刷,采用三维植被网进行坡面防护。

表1 锚索工程参数表 滑坡体边坡级数杆体材料单根锚索拉力设计值kN单根锚索拉力锁定值kN锚索横向间距m锚索纵向间距m 公路 左侧第一级第一排8*7Ф5 1 000 1 000 2.0 4.0第二排8*7Ф5 1 000 1 000 2.0 4.0 公路 右侧 第二级 第三级 第一排10*7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5 第二排10*7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5 第三排10*7Ф5 1 400 1 400 2.0 2.5 第一排10*7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5 第二排10*7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5 第三排10*7Ф5 1 200 1 200 2.0 2.5 2.2 注浆加固滑动带 2.2.1 机理 注浆加固法就是在一定的压力下,将固结浆液注入需加固的 岩土层中,浆液在岩土层中渗透、扩散和充填,经过一定时间后, 浆液凝结固化,把松散或具有大量裂隙的岩土胶结成具有一定强 度和抗渗能力的整体。理论和实践表明,采用压力灌浆加固方法 进行软弱破裂带的处理,可以改善软弱破裂带的力学性能,大幅 度提高其抗剪强度[4-5]。

2.2.2 参数设计 为提高局部滑动带的抗剪强度和滑坡治理后的整体稳定性, 要对控制滑面在内长约100 m公路右侧边坡的滑动带进行注 浆处理。根据计算结果,设计注浆孔径为130 mm,注浆孔应伸入 滑动带,倾角20°,水平间距8 m,注浆管采用内径为10 mm的镀锌 钢管,在孔口要备有封堵装置,注浆用425号的普通硅酸盐水泥

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