错落式滑坡处治方案探讨
错落是一种特殊的滑坡变形,在宏观上主要表现为垂直位移大于水平位移。发生病害的主要原因是坡体发育具有一定厚度、产状近水平的软弱带(底错带),如泥化层、断层破碎带、蚀变带等均可能形成软弱带(底错带)。当坡体由于前缘开挖、上部加载等作用下,导致在上部岩土体依附于竖向发育的结构面,在重力作用下挤压软弱带(底错带),发生以竖直下错为主,水平位移为辅的坡体病害。
错落体的岩土体完整性一般相对较高,往往会在后期伴随着崩塌、落石。该类病害处治的最有效方案为上部减重,减小软弱带上部岩土体的重力作用。其次为在软弱带(底错带)部位设置支挡工程,提高软弱带(底错带)的抗剪力,而弱化上部较完整岩土体的加固。即“应加固漏水的船底,而不宜过于强调船身的加固”。当错落病害发生后,应及时进行病害处治。否则错落体在后期地下水、风化的持续作用下,错落体会依附于软弱带逐渐形成的滑带而发展成为滑坡,即错落型滑坡,这时,坡体将表现为水平位移大于垂直位移的典型滑坡特征。下面以一个案例进行说明。
一、基本情况
某四级旅游公路在单斜构造坡体上盘山而建,地层岩性为侏罗系中统遂宁组(J2s)泥岩,产状315°∠6°,发育三组主要贯通性节理,分别为123°∠45°、220°∠80°、313°∠65°。区内年平均降雨量为900~1000mm坡体所在地表汇水面积约9.6万m2。坡体地下水丰富,在坡体下部泉水出露,正常流量约为34.6m3/d,暴雨时为104m3/d。雨季期间由于坡体结构和暴雨等内外因素的影响,该段坡体发生依附于原错落后壁的错落型滑坡,滑坡主滑方向312°左右,主轴长约98m,宽约260m,平均厚度约为13m,体积约为33万m3,属大型滑坡。
图1 滑坡全貌
图5 技术人员采用的滑坡处治工程地质断面图
二、滑坡方案分析
1、区内滑坡汇水面积大,降雨量丰富,坡体节理裂隙和层间化软弱带发育。在暴雨、盘山公路修建作用下导致在坡体重力作用下,依附于单斜层面中的软弱带(底错带)发生以下错为主的错落型滑坡。故滑坡的滑动面应进行必要的调整,而不宜为技术人员所勾绘的滑面,此为治理滑坡的关键。
此外,从1盘公路内侧既有锚杆框架上翘严重,说明该部位存在浅层滑移问题,若不进行有效处治,滑坡存在从该部位剪出变形的可能。
2、依据错落型滑坡的性质,对滑坡的软弱带(底错带)参数进行反算,并依此进行滑坡下滑力计算。如下表:
从上表的反算和下滑力计算看,滑坡的滑面参数C、Φ值,以及下滑力与原方案存在较大差异。如核查后的控制性暴雨工况滑坡下滑力616.9KN/m,为设计的68.5%。
3、由于该段滑坡后壁高大,且植被丰富,作为旅游公路,不宜进行大规模开挖减重,故无法通过减重达到错落体的处治。尤其是对原方案中对1盘公路抗滑桩后部坡面采用1:2进行刷方后设置骨架护坡进行处治的措施认为是欠合理的,它将直接造成坡面既有植被的大量破坏,而新建骨架护坡的排水和环保也不如自然植被有效。
4、考虑到滑体存在浅、深层两层滑带,以及存在潜在滑带的可能,加固方案设置如下:
4.1、滑坡的加固考虑分层加固,兼顾整体与局部的理念,即在确保多层滑面或潜在滑面的安全前提下,兼顾工程的经济性指标。
4.2、考虑到错落体的特征、性质,利用1-2盘公路之间的滑坡剪出口所在坡面进行加固,共设置5排长度为20~28m、设计拉力为450KN/孔的锚索对已滑部分滑体下滑力进行平衡。
4.3、考虑到沉积旋回的特征,为防止更深层软弱带(底错带)发生错落,需对其潜在的底错带进行必要的预加固,共设置4排长度为15~28m、设计拉力为450KN/孔的锚索框架。即边坡下半部分设置锚索框架进行预加固,且锚索锚固段宜进入潜在滑面以下的稳定性地层(考虑到工程的经济性指标,以及下半部分预加固锚索的工程效果,上半部分锚索可以不穿过潜面滑面)。
4.4、考虑到1盘公路内侧既有锚杆框架上翘严重,为防止浅层滑体在该部位剪出,特在既有坡面上设置锚索十字梁进行加固,但锚索的长度不宜考虑深层滑体的稳定性,只考虑浅层滑体。
4.5、坡体地下水丰富,除加强各盘公路内侧破损边沟的修复外,在2盘公路的路堑边坡坡脚设置长度较大的仰斜排水孔对地下水进行有效疏排,提高坡体的自身稳定性。
图6 建议采用的工程地质断面图
该处治方案针对错落型滑坡的特征进行了滑面与潜在滑面的勾绘,强调了滑坡的浅、深层与潜在滑面的加固与预加固,提高了工程的安全性指标;工程措施设置依据滑体稳定状态分级设置,提高了工程的经济性指标。对坡体的下水和地表水进行了有效截、疏、排,提高了坡体的自身稳定性,工程处治方案的安全性和经济性较原设计有较大提高。