白鹤岭滑坡成因分析和治理Word格式.docx
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该区为丘陵地带,滑坡发生于丘陵山坡坡脚,丘陵相对高差为50~100m,有宽平的沟谷。
山坡自然坡度比较平缓,一般为20°
~30°
。
该区月平均降雨量最高达243.9mm,年平均降雨量为1577.55mm。
6—9月份为雨季,雨量集中。
平均最高气温为39.8℃,平均最低气温为-4.9℃。
由于雨量较为丰富,气温相差较大,因而风化作用强烈。
(如图1)
图1 白鹤岭滑坡工点滑坡工程地质平面图
2.2滑坡地区的地层和地质构造
7
地层:
该地区出露的地层有:
栖霞组灰岩(p1¹
q),孤峰组(p12g),龙潭煤系(p21l),长兴组(p32c)灰岩,青龙组(T1+2q)灰岩。
磨石山组(J3m),以及白垩纪的岩浆岩。
地层的具体岩性及厚度等,详见前述的实习地区的地层岩性部分。
该地区在地表沉积有第四系残积—坡积层,红棕色褐黄色粉质粘土或粘土,夹砂岩碎石(20%~40%),碎石直径5~10cm,个别可达50cm以上,一般厚度0.3~3.0m,在宽平沟谷底部厚度很大,达12~18m。
(图2)
图2白鹤岭地质章图
2.3地质构造
该地区地质构造主要以断裂构造形式出现,断裂分三组:
第一组:
近乎东西向与区域主要褶皱轴平行或微斜交的逆断层。
这一组断裂的特点是断距大,断层面倾向北或北北东,形成时代最早,常被后期断裂切割。
第二组:
与第一组近乎一致方向的正断层。
断层面一般倾向南,倾角65°
~70°
,形成时代比第一组晚,也被后期断裂切割。
第三组:
与区域主要褶皱轴垂直或斜交之横断层,其倾角甚陡,个别近直立,形成时代最晚,切割第一、第二组。
在图2上,F1,F2,F3,F4即属第一、第二组断裂,
F5为第三组断裂。
F1在龟山南部,断层面产状为SE178°
∠64°
短距500~800m。
上盘由青龙灰岩
(T1+2q)组成,下盘由孤峰组(P12q)组成,被横断层切割。
F5长约600m,其性质还不完全清楚,推测为一倾角近直立的平移正断层,东盘下降,西盘上升。
与主要断裂相应的在岩层中发育有三组节理:
第一组节理:
倾向SW165°
~207°
∠51°
,这组节理最为发育,节理面光滑,延伸较远,属剪切节理。
第二组节理:
倾向SE156°
~175°
∠63°
~76°
,次于第一组,性质与第一组相同,部分为张节理。
第三组节理:
倾向NE73°
~83°
及SW253°
∠65°
~74°
,次于第一、第二组。
显然,第一、第二组节理与本区近乎东西向的断裂一致,第三组节理则与晚期近南北向的
横断层有关。
2.4滑坡地段的水文地质条件
在滑坡地段,地表有疏松的残坡积物,下伏基岩节理裂隙极为发育,把岩层切割成碎块,裂隙密度达15条/m。
岩层风化严重,全风化带和强风化带的全厚度估计超过
25m。
原路堑边坡上方修有截水沟,即使大雨时,沟中也不见有水。
可以认为地表水流除一部分由两侧沟谷排走外,大部分渗入地下,成为基岩裂隙水。
在个别地段还有上层滞水,但水量不大。
3滑坡工程地质分析
3.1大滑坡
3.1.1 大滑坡的外表形态
1号大滑坡位于DK203+985—DK204+082,全长约100m,滑坡的外表形态比较明显。
参见滑坡工程地质平面图(图1),实测地质剖面图见(图3)。
由于多次滑动,形成几个滑坡台阶,有近乎直立的滑坡陡坎,最高陡坎高达4米多。
滑坡体的上不边缘离线路约100m,在滑坡体后部与陡坎间,由于土体的滑移,出现巨大的为充填的张开裂隙。
在第一滑坡台阶上,裂隙宽0.1~0.3m,深大1.0m,在第二滑坡台阶上,左边裂隙宽0.2~2.0m,可见
深度0.5~2.0m,右边裂隙宽0.3~0.4m,可见深度0.2~0.3m。
在滑坡体上部边缘的外侧,有与滑坡上部边缘基本平行的短小不规则张裂隙多条。
在滑坡体第二台阶右侧砂岩中可见滑坡擦痕,砂岩中还有明显的张开裂隙,在滑坡体左侧已风化的侵入岩体中可见带有镜面的剪切裂隙,张开裂隙及剪切均近于直立。
滑坡体后缘陡壁上,亦有清晰可见的擦痕及张开裂隙。
原修筑在滑坡体下部的挡土墙发生位移,原在滑坡体上的电线杆因发生明显的位移和倾斜已上移至滑坡周界以外的山坡上。
图3 白鹤岭地区实测地质剖面图
3.1.1滑动面的分析
滑动面位置的确定对判断滑坡稳定性,计算推力大小,觉得整治措施有着关键作用。
对于大滑坡原先由于对滑动面判断错误,以致挡土墙的基础设在滑动面以上,当滑坡体滑动时,挡土墙也与之一起滑动二未起到挡滑的作用。
滑动面除后缘陡坎处暴露出一部分上端之外,大部分埋在地下(有时滑动面浅,一部分滑动面下端暴露在路堑边坡坡上)
,必须对勘测资料进行全面的综合分析,才能比较正确的确定滑动面位置所在。
在滑坡体内部的滑动面,要根据钻孔、探井资料并参照滑坡地段的岩性和地质构造
(如岩层产状、软弱面的分布)等资料来确定。
在大滑坡纵剖面上,孔J3-3:
提供资料说明地表厚6.87m的人工杂填土,其下为砂岩风化带。
节理发育岩层破碎,裂喷充填了红棕色、褐红色的粘土物质,但在7.0m处钻孔严重漏水,岩粉冲洗不出。
孔2-2-6的资料说明地表为0.8m厚的残坡积物,其下砂岩全风化带和强风化带深度超过
23m.zai 6.96~7.25m(标高30.3~30.01m)深处出现上层滞水。
孔J2-2-7资料是地表为2.10m厚的残坡积物,其下砂岩全风化带在10.84~11.64m(标高44.11~43.31m),以下7m为强风化带,计18.6m厚。
地下水位埋深19.30m.估计滑动面发生在长石砂岩全风化带内约7~10m深度处。
在滑动面除,岩石破坏严重,往往含水量很大或出于积水的粘土物质上,粘土物质富水软化,强度降低,成为滑动的软弱面。
滑动方向可以按分布于滑坡体中、后部的弧形张裂隙方向可作初步判断,即滑动方向与张裂隙方向大致垂直。
当然,更准确的滑动方向判别,可通过对滑坡体上各点进行位移观测来实现。
3.1.2滑坡的类型及原因分析
大滑坡为发射在风化岩层中的切层滑坡,按其力学特征为牵引性质的滑坡,具有两个以上滑动面的深层滑坡,滑动面为折线型。
其发生原因如下:
1主要是滑坡区范围的龙潭煤系长石砂岩,遭受剧烈的构造破坏一直节理极为发育。
岩层破碎严重。
虽然线路经过滑坡区的方向与长石砂岩的走向接近30°
角度相交,一般认为岩层产状对边坡的稳定性没有什么不利影响,但发育的一组SW254°
∠55°
节理恰是顺坡向的,这组裂隙的存在形成一个不利的软弱面,是边坡产生切层的滑坡,这是根本原因。
2由于长石砂岩抗风化能力比较弱,加之岩层受构造破坏后,节理发育,为大气降水的渗入边坡体内增添了大量的通道,特别是其中长石风化成的高岭土,富集充填与裂隙之中,当高岭土受浸润后软化强度降低,使原先节理面更进一步形成一个软弱面,这是造成滑坡的内因。
3残坡积层和风化砂岩,疏松易渗水,加上原路堑上方修筑的截水天沟未做浆砌,致使滑坡体外的水大量向滑坡体渗入,滑坡区的残积层也是疏松易于渗水的,因此,大量地表水的下渗,既增加大滑坡体得重量和渗入压力,又软化软弱面上粘土充填物强度,在通过内因起作用基础上造成滑坡现象。
故往往发现在雨季滑坡滑动得快些,干旱季节会好一些。
4人工开挖路堑边坡失去坡脚支撑,这个滑坡首先靠边坡上方发现裂隙然后逐年向上发展的,因此,分析滑坡为牵引式。
这种力学特点与人工开挖坡脚有直接的关系。
3.2小滑坡
3.2.1小滑坡的外表形态
滑坡位于DK304+105—DK204+200,在线路两侧均有,但线路左侧发展较快,该滑坡全长70m,距线路中心线约50m,滑坡外表形态亦较为明显,见滑坡工程地质平面图(图
1),只是经挖方卸荷处理后。
外形有些破坏。
3.2.2滑动面的分析
滑坡体下缘,沿线路出现不少泉水,有的自坡脚流出。
也有的在路基面边上呈泉眼形式从地下网上冒。
这说明滑动面的前缘(即滑坡舌)的位置就在边坡坡脚处或在路基一下不深的地方。
再根据钻孔的揭示,1号探井(井1)井口以下2.5m(标高10.26m)为坡积残积土,岩性为棕红色粘土夹砂质页岩碎块,在此层以下有一层厚0.02~0.20m含少量粉砂的软塑状态粘土层,其下为黄褐色致密的残积粘土,二叠纪长兴灰岩。
空1-2残坡积层厚度达13.7m,以下即为长兴砂岩。
当钻进至6.7m深度处出现漏水现象。
地下水位约
7.0m,至8.0m深度以下为残积层致密粘土夹少量石屑,透水性差。
在孔1-6中,残坡积厚度达18.4m,地下水位在灰岩中,深度达19.6m,这一水位与孔1-2的地下水显然
不是同一含水层。
孔1-2地下水位和土质变化处,就是滑动面位置,故估计在孔1-2中,滑动面位置在7~8m深度处。
在井1中地面以下2.5~2.7m土呈软塑状态处为滑动面位置。
滑动面的位置就是这样根据钻孔、探井、滑坡陡坎位置及坡脚泉水出露位置来分析判断。
3.2.3滑坡的类型及原因分析
由于小滑坡所在的山坡,松散覆盖层之下的基岩顶面的起伏恰是一沟槽地形,此沟槽与一断层破碎带的存在有关,因此,这里残坡积层厚度很大,最厚处达18.4m。
残坡积层为红棕色,黄褐色粘土夹风化砂岩碎块(10%~30%),小滑坡即发生在残坡积粘性土层中,为均质滑坡,滑动面呈圆曲线性牵引式。
滑坡发生的主要原因是大气降水渗入疏松残坡积层、路堑边坡陡坎和开挖土方破坏山坡平衡所致。
4白鹤岭滑坡整治工程
4.1线路取直。
将不符合标准的三个小半径取消,改直。
起始点为DK203+623.5—DK204+235.21,长611.71m,路基宽4m,采用50kg/m的钢轨用弹条扣件。
81型钢筋混凝土枕轨,1760根/km,双层道床,石碴厚25cm,地碴厚20cm.
在两滑坡范围以外,设环线防水沟一道,水沟断面为梯形,以#50浆砌片石加固,平均沟深0.5m,长400m。
按平面图的位置并结合现场地形条件设置;
截水沟距滑坡陡壁边缘不得小于5m,在DK203+970和DK204+210两处各设吊沟一处。
滑坡内的裂缝均以粘土夯填密实。
4.21号大滑坡整治
1、滑坡体刷方减重:
1991年6月前已刷方14300m³
2、刷方后,其山坡采用#50浆砌片石护坡防护,厚0.3m。
并设伸缩缝4道。
缝内以沥青木板填塞,深0.2m。
整个浆砌片石护坡每隔2~3m以梅花形排列方式设置泄水
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