某黄土滑坡处治

黄土滑坡的潜面滑面多为同一性质中的圆弧同生滑动面,沿不期(Q1、Q2、Q3、Q4)黄土形成的潜在滑面,依附于古土壤层形成的潜在滑面,黄土依附下伏基岩面形成的潜在滑面,黄土依附下伏砂卵石层面的潜在滑面等多种形态。

一、滑坡基本特征

滑坡位于25~50°的黄河四级阶地前缘斜坡上,相对高差112.40m。滑坡平均宽约160m,主轴长约150m,滑体平均厚约20m,体积约50万方,系沿四级阶地与二级阶地间卵石层顶部棕红色粘土及风化砂岩面滑动的中深层黄土滑坡。

滑区内发育东、中、西三条冲沟。其中东、西两条沟内常年流水,构成了古滑坡的东西侧界,中条沟将古滑坡分为Ⅰ#、Ⅱ#两块滑坡体。其中Ⅱ#滑坡系发育于Ⅰ#主滑体上的浅层滑坡,滑带埋深8~12m。

图1 滑坡全景图
图2 滑坡平面图

滑坡区主要地层岩性从上至下依此为:上更新统坡积黄土质粘砂土(Q3dl),上更新统冲积黄土质砂粘土(Q3al),卵石层(Q3l),白垩系河口群砂岩(K)。

1、上更新统坡积黄土质粘砂土(Q3dl):浅黄色,松疏~稍密,半干硬~硬塑,多孔隙,具柱状节理。
2、上更新统冲积黄土质砂粘土(Q3al):褐黄色~浅棕红色,中密,硬塑~软塑,具近水平层理,含少量钙质结核,底部为厚0.9~3.40m的浅棕红色黄土质粘土,为相对隔水层,黄土质粘土顶面含薄层状砂砾石。
3、卵石层(Q3):为黄河四级阶地卵石层,卵石含量70%,由于f1断层的错断作用,卵石层被错断为两层,相对高差33.14m。由于滑坡作用,底部卵石层缺失。卵石层覆盖于河口群砂岩之上。
4、白垩系河口群砂岩(K):上部为厚约1~2m的强风化泥质砂岩,其下为浅灰色中风化砂岩。由于断层作用岩层产状较乱。
5、滑坡东西自然沟内有长年出水的泉水渗流,滑坡中部有一湿地。滑坡地下水共有两层:一层以黄褐色黄土质砂粘土为含水层;另一层以卵石层为含水层,水位稳定,承压。滑坡地下水补给来源为大气降水及塬上农田灌溉水。
6、滑区发育两条张性断层,其中f2为滑坡后缘依附面。1#滑坡后缘拉张裂缝长124m,缝宽0.60m~1.2m,滑坡后壁见明显滑动擦痕,指向NE10°。滑坡分为上下两层,上层为坡积黄土质粘砂土沿冲积黄土顶面的滑动,滑面埋深15~18m,下层为黄土沿卵石层及砂岩顶面的滑动,滑面埋深22.8m。
图3 滑坡地质断面图

二、滑坡成因

1、地形条件、地层岩性及地质构造是滑坡产生的地质基础。滑坡体为上陡下缓的凸形坡,这就为滑坡的形成提供了物质基础。黄土质砂粘土顶面,卵石层及砂岩顶面构成了上覆地层蠕滑的依附面。高陡的斜坡地形及良好的临空条件也为滑坡的产生提供了有利因素。
2、丰富的地下水是滑坡复活的主要因素。坡体地下水主要来源于农田灌溉水,大量的地表水沿黄土陷穴裂隙渗入地下后,沿基岩顶面及断层带渗入滑坡体,导致古滑坡的复活变形。
3、根据监测反映,

三、滑坡的稳定性计算

依据滑坡特征,滑坡天然状态下滑坡的总体稳定度为1.00地震状态下(Ⅸ度地震烈度)的稳定度为0.96~0.97之间,属不稳定状态。计算结果如下表:

滑面

编号

粘聚力

C(KPa)

内摩

擦角

Φ()

稳定系数Kf

滑坡推力E(T)

地震

状态

天然

状态

地震

状态

天然

状态

浅层

15

23.5

0.97

1.05

134.0

159.0

深层

20

25.0

0.96

1.00

151.0

165.0

注:计算推力时,安全系数K值的确定:地震状态下,K=1.02;正常情况下,K=1.15。

四、整治工程

1、刷方减重

根据监测滑坡变形快速,为了保证滑坡支挡结构未做好之前不致剧滑,减缓滑坡的滑动速度,同时为了减小支挡工程,并使地表水顺畅排出滑坡区,保持坡面稳定,必须在变形严重的滑坡的中后部进行刷方卸载。
2、预应力锚索抗滑桩

为了平衡新老滑坡的下滑力,在与主轴垂直方向上布设预应力锚索抗滑桩,加强坡体支撑,阻止其继续变形。其弯矩图见图2。

图4 工程地质断面图
3、截、排水沟
为防止滑区周界的地表水进入滑体,在滑体的后缘上部设置一道截水沟,将地表水截流引入滑体外两侧的自然沟内,并在刷方平台上设置排水沟,将其引入两侧的自然沟内。
4、盲洞
为了截排和引排出滑体后侧地下水的补给,减小地下水对滑体的作用,提高滑坡的稳定性,在滑面以下的基岩中设置盲洞,在洞顶向滑带打仰斜排水孔,使滑体中的水能顺利排出。
5、夯填滑坡后缘裂缝
用三合土将后缘裂缝夯填密实,以防止地表水从后缘裂缝灌入滑体,软化滑面,降低滑带土体强度。

五、结论

1、滑坡的形成与地形条件、地质构造、地层岩性、地下水及人类活动的影响有关。地形条件、地质构造及地层岩性对滑坡的形成起到了控制作用,它是滑坡形成的基础;地下水对岩体长期进行软化,降低滑动带强度,同时地下水增大滑体重量,在后缘裂隙中形成静水压力和滑体中形成动水压力而增大下滑力,是滑坡形成的必要条件;地震使坡体应力状态发生改变,物理性能变差,增大下滑力,破坏滑带土结构,是形成滑坡的重要触发因素;而人类活动的合理与否,往往会决定滑坡形成与否,因而人类活动是滑坡形成的重要条件。
2、对具有灾害性危害的滑坡,应加强监测,以便确定滑坡范围、滑动方向、滑动面的位置、滑区内各个滑动块体的分界及滑坡的各部分受力关系提供资料,为下一步的滑坡治理提供依据。
3、对于运营线路上可能发生的滑坡,将使铁路行车受到严重威胁时,应迅速采取有效的防治工程措施,防止其造成灾害。在抗滑段滑动面尚未贯通,有较大抗滑力,主滑段滑带土尚未降至其残余强度时,充分利用坡体的自然抗力,可大大节省人为工程数量和投资。因此滑坡应尽量“治早、治小”。
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