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易于发生滑坡的几类地质构造带和易于生成滑坡的一般地质构造。
(3)水文地质对各类滑坡的影响,各类地层的过水条件与滑坡地下水的水力联系和供水方式、储水构造对滑坡的作用。
(4)对滑坡体进行滑坡地形及地貌测绘,对地质力学构造调查,分析滑坡体的稳定性和治理措施。
2、防治的目的和原则是制定方案的根据:
(1)保护对象的重要性不同,对滑坡稳定性的要求不同。
如低等级线路与高等级线路,水电站的库区和坝区,对滑坡治理后的稳定度要求不同,前者达1.15~1.20即可,后者常需达到1.20~1.30,甚至更高。
高地震烈度区的滑坡还应考虑地震作用下的稳定系数,水库库岸滑坡应考虑水位变动下的稳定度。
(2)滑坡的剧滑危险性和危害性不同,治理要求也不同。
滑坡的滑面倾角陡,剧滑危险性大,灾害严重者,常需采取应急措施,如滑坡上部减重、前缘反压,地表和地下排水、夯填地表裂缝和加强监测等,防止剧滑破坏,并应尽快勘察,制定永久治理方案。
对缓慢蠕动型滑坡,危害不很严重者,则可从容勘察和治理。
前者安全系数取大值,后者则可适当减小。
(3)”一次根治,不留后患”已成共识。
但对规模巨大、性质复杂的滑坡,短期内不易查清其性质,治理投资巨大、危害不很严重者,则加强监测,统一规划,逐步勘察,分期治理。
3、滑坡区基础的设计坚持”预防为主、综合防治”的方针,防患于未然,并考虑方案实施的经济性。
分析各种防治措施的适用条件及其对要防治的滑坡的适用性,根据国内多年的设计运行经验,我们提出了滑坡规避及治理措施:
(1)防治滑坡的措施有改线绕避滑坡,局部改变线路平面位置和纵坡,减重、反压,排水和支挡工程等,必须结合要防治的滑坡的具体地形地质条件综合分析比选而形成合理的方案。
如在选线、选厂阶段尽量避开大型滑坡和滑坡连续分布地段,岩层顺倾地段和厚层堆积层地段,否则应采取预防措施。
(2)减重、反压是治理滑坡见效快且经济的措施,但对环境保护要求高和有重要建筑物的地方不宜采用,只能采用支挡和排水措施。
当地下水发育且分布比较清楚时,在滑体外或上部作隧洞截水是十分有效的,但地下水分布不清时则只能采用仰斜孔群排水,且孔深应穿过滑动带。
(3)当滑坡有多层滑面时,最好采用抗滑桩支挡,但当滑面在边坡上出露时抗滑桩悬臂太高,不经济,可用锚索框架或与桩联合支挡等。
4、方案的可靠性、耐久性、先进性、经济性,对社会环境的影响及施工的难易等。
综合分析以上各个因素,多方案比选,才能作出符合实际的优化方案。
1工程概况
本线路起点为长安营220kV升压站,终点为儒林220kV变电站,新建单回架空线路40km。
路径途经的地貌单元主要有构造剥蚀中低山、山间凹地、河流阶地等。
本工程线路沿线地下水的赋存条件、水力特征及埋藏条件,地下水主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水。
线路沿线水文地质条件以山区地质地貌为主。
地下水类型为基岩裂隙水,水质良好地下水位埋藏较深,故地下水对基础无影响。
局部位于山间凹地的塔位,地下水为孔隙潜水,埋藏较浅,埋深一般为0.8~1.0m
由于各矿山开采时间的过程与沉陷状况不同,地质条件复杂多变,各种开采状况相互影响,必然引起采空区上方地表的移动和变形,造成地面的不均匀沉降(如图1-1所示),对基础及上部结构产生附加作用力,造成建筑物的损害甚至破坏。
如果设计方案对煤矿采动影响区的塌陷和变形估计不足或处理不当,可能对输电线路的安全运行造成严重的后果,带来巨大损失。
滑坡灾害危害严重,治理费用昂贵,治理方案的正确与否不仅决定着滑坡防治的成败,而且影响治理费用的高低。
因此优化防治方案一直是人们追求的目标。
但是由于滑坡的类型、性质、规模的复杂性和多样性,至今还未总结出最优化的方案。
在此提出确定防治方案应考虑的四个因素和不同类型滑坡的治理方案(包括用桥梁和隧道饶避滑坡的方案及线路通过滑坡的6种方案),以及预防高边坡和路堤填方引起的”工程滑坡”的处理方案供参考。
图1-1滑坡体滑动后剖面图
2滑坡体的形成特点
2.1地层岩性与滑坡
地层岩性是坡体组成的主要物质基础之一,是滑坡产生的一种主要地质条件。
实践表明,滑坡多发育于泥质、粉质、泥灰质、凝灰质等及其变质岩系的地层组成的坡体内。
它与这些地层中含有水化性强的岩土如黏土、粉土、特别富含高岭土、伊利土、蒙脱土和膨润土等在岩性上易于滑动者密切相关。
前者为易滑地层,后者是易滑岩性,以下分别叙述。
在易滑地层分布地区的坡体,非但由岩层组成的坡体内因分布有易滑的层次可形成滑带,或地下水携带了易滑的岩土沿构造裂面富集而易滑动;
即使坡体是由此类岩层破坏后组成的堆积物,亦因含有大量易于水化的岩土,在雨季中亦易于滑动。
易于产生滑坡的地层,概括有下述数类:
1)第四系地层中的粘土岩组(包括粉土及粉砂)是易滑地层
2)泥岩及其变质岩系的地层为易滑地层
3)煤系地层及其中铝土岩为易滑地层
4)含泥灰岩及炭质的盐酸盐地层为易滑地层
5)岩浆岩地层中花岗岩风化壳地带滑坡发育
6)凝灰岩及含凝灰质的地层为易滑地层
7)各种富含泥质的片状变质岩和风化片麻状的变质岩为易滑地层
8)其他含易溶盐地层、含某些易溶化学及生物沉积物的地层等为易滑地层
2.1.2易滑岩性
易滑地层之所以易滑是因为它组织结构疏松,易于进水,含遇水易软化强度可因之锐减的岩土。
以下论述这些易滑岩土:
1易滑岩性的岩层矿物特征
1)易滑岩性的岩层其矿物集合的形态以土状(如硼砂、高岭土、绿泥等)、纤维状(如纤维石膏、纤维蛇纹石等)、片状(如石墨、云母等)三者为主,它具低硬度(如滑石与石膏)、易于劈开的解理(如云母、石膏)、呈土状断口(如高岭土)和具脆性(易在受力下呈粉末状如白垩)与柔性(如石膏软质矿物可切成碎片)。
2)易滑岩性的岩层多由水化性强的造岩矿物组成,即以滑石、绿泥石、高岭土白云母、石膏、芒硝、硼砂、白垩、岩盐、钾盐为主,风化成次生矿物为泥质者(例如角闪石风化成绿泥、蛇纹石风化成黏土类土、黑云母风化成绿泥等黏土矿物、和长石风化成高岭土)。
2易滑岩性的岩层的组成特征
1)在岩土中的胶结松散,而以泥质胶结的易在水浸下解体。
在沉积岩中含凝灰(粒径小于2mm)火山碎屑的岩土,含粉砂(粒径0.005~0.05mm)和泥质(粒径小于0.005mm)的岩土,由铝质组成的铝土岩包括红土与铝土,由黏土与石灰质混合的泥灰岩土,由易溶盐(钠盐、钾盐和石膏)组成的岩土以及含有机物(如煤、油页岩、泥炭等)的岩土等等均在水化后易于滑动。
2)黏土岩类之所以易于滑动,系由高岭石为主组成了高岭石黏土,由蒙脱石为主组成的蒙脱石黏土(包括膨润土、膨土岩、斑脱岩和漂白土),由高岭土、石英、云母、绿泥石及其它云母矿物组成的页岩,均为泥质结构或泥质、粉砂质结构。
2.2影响滑坡的变形特性
坡体斜坡松弛带内土中水流出斜坡外以前的一段、具较陡的浸湿顶面或某一向外倾斜的相对隔渗带(或面),例如完整层与松弛带间、或风化程度不同的层间分界面等。
该带因受土中水、裂隙水或表水的下渗作用而浸湿,产生在带以上的斜坡岩土沿之整体移动的现象,称为边坡滑坡。
此仅沿浸湿带强度不足发生的剪切破坏,不同于全部松弛带内岩土间强度大部分低于应力的坍塌破坏。
边坡滑坡变形的范围局限于斜坡的松弛带内,其主滑带的生成以相对隔渗层受水软化为主,在重力和水的作用下沿隔渗层为主滑带而滑动;
或者主滑带是沿地下水泄水陡坡浸湿岩土的顶面为主生成者,沿之滑动。
防治边坡滑坡的对策,以采用截断补给主滑带的地下水(或疏干松弛体中下部岩土的措施)为主,在滑坡前部增加抗力措施为辅,并在结合地表排水工作下曾整治稳定相当数量的边坡滑坡。
一般产生边坡滑坡的结构模式,主要有下述几类:
(1)以风化岩土或黏性土填筑的高路堤,其中过沟洼的一段(或在大量的堆积土和弃土堆于斜坡的一段)因堆填土或堆积土的堆土厚不一样,其基底在自重作用下沉陷不均,堤身高者其基底沉落量大,特别是铁路在过沟洼处因填土最厚、沉落最大;
常因由道碴槽引来的表水集中于此下灌,沿密实的堤核与边坡松弛带之间的分界面浸渗,而产生松弛带的岩土沿与密实的堤核间分界面为主滑带的滑动。
或者产生堆积土沿倾向临空一侧的斜坡顶面一带因相对隔水而浸湿者为主滑带的滑动。
此堆填土和堆积土中经常产生边坡滑坡的一类坡体结构模式,曾用阻止地表水流自堤核与边坡松弛带间的分界面灌入的措施为主、结合对边坡进行工程或植物疏干为辅整治,以及必要时在边坡滑坡的前部设立抗滑刚性建筑物以增加抗力等为对策,取得实效。
(2)在水库和江、河、湖、海区填筑的土、石堤坝或岸坡在迎水的一侧,如斜坡内具有相对松弛层在水位上升时受湿,水位迅速下降时因排水不及受动水压力等作用而产生浸湿的岩土沿相对干硬而密实的堤核或沿岸内隔渗面为主滑带向水库和江、河、湖、海的滑动。
此产生边坡滑坡的另一类坡体结构的模式。
对此类边坡滑坡的防治常按滑动检算的要求,在堤坡或岸坡的迎水面采用透水土壤填筑抗滑副堤或用抗滑挡墙等可阻止滑动。
(3)由厚层风化壳和多次侵入体组成的坡体的外层风化带、蚀变带、破碎带,以及活动中的大型错落或滑坡前缘斜坡内的松弛带等,当裂隙水或土中水沿坡体内相对完整带与上述各风化、蚀变、破碎和松弛带的分界面浸湿后,产生风化带、蚀变带、破碎带和松弛带以上的岩土沿浸湿后的界面为主的滑动。
此系自然斜坡上最常见产生边坡滑坡的一类坡体结构的模式。
对此类型的防治对策,曾在滑坡前部用刚性抗滑支挡建筑物增加抗力为主,并以边坡支撑渗沟群疏干前部岩土为辅,结合地表排水工作而获得成功。
大型而巨厚的边坡滑坡,往往与山体滑坡不易区分,特别当松弛带厚而斜坡高大时更困难。
山体滑坡常有主体滑坡部分与牵动滑坡部分,两者明显的区别为:
①主体滑坡的个数少、滑床较平缓、主滑带多依附于地质上有固定补给地下水的软弱带发育生成,主滑体大部分位于未松弛的岩土体内、体积大;
②牵动部分的滑床较陡、体积则逐级减少,每一牵动滑坡的主滑带系沿另一层地下水补给的软弱带发育生成。
至于边坡滑坡的各级则由前至后多受同一层地下水作用沿之发育生成,其特点为
①各级边坡滑坡自下而上逐级发生,亦可由上而下随侵蚀基准面的下切形成;
②各级边坡滑坡的主滑带均位于坡体密实的核心岩土以外,依附于坡体内表层中受浸湿的同一松弛带、风化带、破碎带或蚀变带等与体内由相对密实的隔水分界面发育生成;
③各个边坡滑坡的规模一般接近,只是在松弛带转厚处滑体稍大。
山体滑坡与边坡滑坡总的区别,山体滑坡主滑带深入坡体未松弛的核心部分,其厚度为斜坡高的一半左右;
而边坡滑坡的主滑带始终在坡体已松弛的外层中,其斜坡高常是滑体厚的数至十数倍。
2.3滑坡体的分类
经研究讨论认为对滑坡从组成滑体的物质、主滑面成因类型、滑体厚度三方面分类可满足要求(见表2–1)。
表2-1滑坡分类表
第一级分类按组成滑体的物质分类
第二级分类按主滑面成因类型分类
第三级分类按滑体厚度分类
1.黏性土滑坡
2.黄土滑坡
3.堆填土滑坡
4.堆积土滑坡
5.破碎岩石滑坡
6.岩石滑坡
1.堆积面滑坡
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