长沙市湘龙路崩塌与滑坡治理工程项目可行性研究报告Word文档下载推荐.docx
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3个(5)断层调查:
1处(6)典型现象拍照:
14张(7)工作区地质环境条件图(附治理工程平面布置)(1:
5000):
2张(8)滑坡地质剖面图(附治理工程平面布置)(1:
200):
2张(9)治理方案大样图:
2份(10)设计治理工程的工程量计算书:
2份(11)工程预算表(包括勘察工程、治理工程和监测预警工程):
2份
预期成果:
湖南省长沙市湘龙路不稳定斜坡治理工程可行性研究报告
质量评述:
工作区内不稳定斜坡数目较多,进行设计时,由于缺乏部分参数,故采取反演法计算岩土体参数,由于使用计算机精确计算滑块面积,所以精度较高,反演结果贴近实际情况,同时,该滑坡为楔形滑坡,采用赤平投影图分析其滑带,结果可靠,另外,治理工程的设计严格遵守规范依据,因此,本此工作可以满足实际要求。
2 自然环境概况
2.1 工作区地理位置、交通及区域社会经济状况
2.1.1工作区位置
工作区位于湖南省长沙市长沙县,距北东的湖南安全职业技术学院约1300m,距南东向的山水湾约1200m。
东面临近万家丽北路,南面靠近湘龙路,万家丽北路与湘龙路交汇于山水湾处,故交通较便利(见插图1-1)。
插图1-1:
治理区交通位置图
2.1.2区域社会经济状况
该治理区位于长沙县北西部,区内居民为农民和城镇居民,附近有山水湾住宅区,交通便捷,城市化程度较大,附近农民主要种植水稻,同时还种植玉米、黄瓜等经济作物。
2.2 气象水文
2.2.1气象
该治理区属亚热带季风湿润气候区,夏天酷暑,冬少严寒,四季分明。
春末夏初多雨,夏末秋季多旱;
春湿多变,夏秋多睛,严冬期短,暑热期长,年平均气温16.8~17.2℃,极端最高气温为40.6℃,极端最低气温为-12℃。
年平均总降水量1422.4毫米,最大日降雨量265mm(1997.7.6~7),年降雨日142~164天,雨量多集中于3~7月。
年均日照时数1610~1700小时,无霜期280~300天。
夏季多东南风、冬季为西北风。
2.2.2水文
该治理区属于捞刀河流域,捞刀河东距该滑坡约1200m,据螺岭桥水文站和罗汉庄水文站的观测资料,捞刀河多年平均水位23.45m,年最高水位28.11m(1959.6.3),最低水位22.96m(1959.6.3),捞刀河河床宽100-150m,平均坡降0.78%。
捞刀河离工作区较远,因此对工作区影响不大。
2.3 地形地貌
工作区为基座阶地,微向河流倾斜,后期侵蚀作用强烈,冲沟发育,深度一般为12-16m,多呈U形,残丘标高一般为40-85m,坡度一般为15-30°
,后经过人工开挖,坡度达76°
,坡体植被较为发育,上覆更新统的砾卵石土或粉质粘土,厚度一般为4-5米,下伏冷家溪群的板岩。
2.4 地质概况
2.4.1 地层岩性
区内出露的地层由新到老,自上而下依次为不崩滑体堆积层(Qgl)、上更新统层(Q3)、元古界冷家溪群板岩(Ptl)。
各地层特征分述如下:
(1)崩滑体堆积层(Qgl):
主要分布于不稳定斜坡体内,厚度为5—22m,主要为强-中风化板岩,多呈松散块状,平均块径25-27cm。
(2)上更新统(Q3):
广泛分布于斜坡坡顶,具有明显的二元结构,上部为砖红色粉砂质粘土,厚度为1-3.5m,下部为砾卵石土,厚度为0.8-4.1m,砾石含量约75%,磨圆度较好,多为土红色,局部风化,无定向排列,分选性一般,砾径大小均一,平均0.7厘米,成分主要为石英质。
(3)元古界冷家溪群(Ptl):
区内基底多为中风化板岩,多呈黄绿色,板状构造,变余砂泥质结构,部分板岩中含有铁锰质,断层以西产状为240°
<
54°
,断层以东产状为195°
48°
。
2.4.2 地质构造
工作区主要为单斜构造,总体走向为285°
,断层以西产状为240°
,在一号滑坡以东19.2m处发育有一条断层,走向为183°
,由于该露头出露情况较差,所以未进一步了解其性质。
2.4.3水文地质
区内最上部为第四系上更新统粉质粘土,多分布在残丘的顶部,厚度为1-3.5m,构成隔水层.
第四系上更新统粉质粘土之下为第四系上更新统砾卵石土,透水而不含水,属于透水层。
第四系上更新统砾卵石土之下为中风化板岩,板岩节理裂隙发育,构成含水层,该含水层为承压水,埋深约4-5m,平均水头高度约15m。
中风化板岩之下为完整板岩,构成隔水层。
板岩风化裂隙水的主要补给来源是大气降水,次为灌溉水及鱼塘水的入渗补给,补给量随季节变化明显,,6-7月份常出现暴雨,水量易流失不易渗透,对地下水补给不利,而在低强度降雨的3-5月份,阴雨绵绵及梅雨季节雨量集中,易补给地下水,径流方向为由坡顶向坡脚流,其主要排泄方式为井泉,地下水动态明显,雨季时地下水位较高,旱季时地下水位较低,其水位差可达2m。
根据井泉观测资料,工作区平均单井水量为1-2吨/天,所以地下水富水程度极贫乏。
板岩风化裂隙水水化学类型简单,ph为6-7,以重碳酸-钠镁型水为主,矿化度0.01-0.2克/升(据《区域水文地质调查报告浏阳幅》1976年湖南省革命委员会地质局)。
2.4.4 工程地质
(1)岩土体特征
土体:
区内主要土体为上更新统砾卵石土,双层结构,上部为砖红色粉砂质粘土,厚度为1-3.5m,下部为砾卵石土,厚度为0.8-4.1m,砾石含量约75%,磨圆度较好,多为土红色,局部风化,无定向排列,分选性一般,砾径大小均一,平均0.7厘米,成分主要为石英质,由它们形成的边坡很稳定,地质灾害很少。
较软的砂质板岩岩性综合体:
中风化,岩体呈较完整—较破碎,部分板岩含有铁锰质,节理裂隙较发育,结构面破碎,构成边坡主体,工作区内多处形成中小型崩塌、滑坡,且多数不稳定。
(2)结构面特征
工作区内一、二级结构面不发育,主要发育三、四级结构面,现分述如下
三级结构面——层面:
该结构面在板岩中较为发育,层面光滑平直,平均厚度约0.7m,厚层,部分层面有铁锰质充填,断层以西产状为240°
四级结构面——节理面,该结构面在板岩中较为发育,主要为三组:
①283°
55°
,节理面光滑平直且通常闭合,延长较远,多成群出现,构成平行排列,部分节理面有铁锰质充填。
②175°
45°
,节理面光滑平直且通常闭合,延长较远,多成群出现,构成平行排列或雁行排列,局部与第三组节理形成共轭的“x”型节理,部分节理面有铁锰质充填。
③230°
78°
2.5 地震
根据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),本区地震动峰值加速度0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35S,地震基本烈度为6度区。
3 不稳定斜坡的发育特征、成因及稳定性分析
3.1不稳定斜坡的发育特征
区内边坡总长390m,其中,西壁长50m,平均高度14m,平均坡度85°
,北壁长440m,平均高度17m,平均坡度75-85°
发育有19个不稳定斜坡(可见照片1),主要为崩塌和滑坡(可见表2-1),滑坡主要发育在断层以西19.2m、16.2m和断层以东42m,其余的地段为崩塌高发地段,现分述如下:
3.1.1 崩塌
区内崩塌现象发育,主崩方向190°
-205°
,平均高13.5m,平均宽19.3m,平均厚10.9m,平均体积为2114.97m3,主要为三组节理所控制①283°
,节理面光滑平直且通常闭合,延长较远,多成群出现,构成平行排列或雁行排列,局部与第二组节理形成共轭的“x”型节理,部分节理面有铁锰质充填。
区内崩塌的危岩体多为中风化板岩,平均标高13.8m,堆积体呈倒锥形,坡度一般为45-50°
个别35-40°
堆积体主要为中风化-强风化板岩,结构松散而杂乱、整体无层理、多孔隙,个别形成架空现象,大小混杂,大的约20cm,个别可达35cm以上,小的不超过7cm.
3.1.2 崩塌
区内主要发育三个滑坡,且相隔不远,分述如下:
(1)滑坡1
该滑坡呈圈椅状(见照片2),表面呈波状起伏,总体坡度约45°
,滑坡宽约37m,斜长约22.7m,滑体厚约26m,体积5910.66m3,为小型岩质滑坡,主滑方向200°
,后壁高约4.15m,近直立,为强风化板岩,不时有块石崩落,滑坡后缘发育有四组拉张裂隙,沿后壁呈环状分布,两盘有错落,错落高度平均为1m,分述如后:
①宽33cm,长3m,深1.35m,未填充②宽140cm,长3.6m,深50cm,未填充③宽29cm,长6m,深1.25m,未填充④宽6cm,长2.4m,深1.1m,未填充。
滑坡后缘还形成了滑坡洼地,洼地呈凹形,宽约3.7m,深约1m,无积水,洼地前发育有一级台阶(见照片3),阶地向内倾,倾角为16°
,平均长约12.6m,平均宽约4m,平均高3.15m,近直立,滑床为中风化板岩,滑带为板岩板理与节理构成的结构面带,其倾向为193°
,倾角为44°
滑体表面有一层从顶部滚落下来的上更新统砾卵石,厚度约5-6cm,磨圆度较好,局部风化,分选性一般,砾径大小均一,平均0.6厘米,成分主要为石英质,砾卵石下为板岩风化残坡积含块石土,产状紊乱,结构较松散,不稳定,偶有滑落,块石平均块径达25-27cm,多呈黄绿色,普遍为强风化,坡体上无植被,细沟发育,贯穿整个滑坡体,平均宽约0.7m,平均深约0.5m,滑坡前缘压没了土地,压没面积约142m2,在雨季时,滑坡前缘多处有清水渗出。
(2)滑坡2
该滑坡呈圈椅状(见照片3),主滑方向187°
,表面呈波状起伏,总体坡度约32°
,宽约14.7m,斜长约19m,滑体厚约3m,体积344.75m3,为小型岩质滑坡,后壁高约6m,近直立,滑体后缘长有灌木,滑床和滑体均为紫红色的强风化板岩和中风化的黄白色板岩,滑带为板岩板理与节理构成的结构面带,其倾向为193°
滑坡体上无植被,堆积物较松散,不稳定,偶有块石滑落,块石大小均一,平均约17-18cm,结构松散,不稳定。
(3)滑坡3
滑坡呈舌形(见照片4),主滑方向203°
,宽约6.1m,斜长约14.7m,滑体厚约3.6m,体积89.75m3,为小型岩质滑坡,总体坡度约39°
,为顺层滑坡,后壁光滑,基岩裸露且向内倾,倾角为78°
,滑体和滑床均为紫红色的强风化板岩,滑带为板理面,滑体上块石大小均一,平均约1.3cm,结构松散,不稳定。
3.2不稳定斜坡的成因分析
区内共发育有16个崩塌和3个滑坡,崩塌的成因机理基本一致,故放在一起分析,滑坡1和滑坡2均为楔形滑坡,而滑坡3为顺层滑坡,分述如下:
3.2.1 崩塌
地质因素(内因):
滑坡原始地貌类型为低矮残丘,坡度27—30°
坡面为上更新统砾卵石土,较疏松,透水性强,下伏基岩为板岩,板岩主要发育三组节理①283°
,节理面光滑平直且通常闭合,延长较远,多成群出现,构成平行排列或雁行排列,局部与第二组节理形成共轭的“x”型节理,其中,第一组节理与坡面平行,第二组节理和第三组节理常形成共轭的“x”型节理,这三组节理破坏了坡体的连续性,致使结构面更加破碎,大大增强了降水的入渗能力,加剧风化作用,使板岩强度降低,为崩落提供了有利条件
人类工程活动(外因):
人类工程活动改变了原始边坡形态,挖破坏了原始边坡的连续性,致使坡面坡度变大变陡,人工切坡高约17m,坡度达76°
,这显著增加了岩体的临空面,改变了坡体的原始平衡状态。
降水(诱发因素):
持续降雨或暴雨导致雨水入渗,既降低了岩土体强度,软化岩体,又增加岩土体自重,削弱了岩体间的联系,影响岩体的稳定性。
降水是滑坡发生的主要诱发因素。
3.2.2 滑坡
(1)滑坡1和滑坡2
滑坡原始地貌类型为基座阶地,原始坡角15-30°
坡体上部为砖红色上更新统砾卵石土,较疏松,透水性强,下伏基岩为板岩,易风化,遇水软化崩解,节理裂隙发育,节理产状为175°
,与板岩层理(240°
)倾向相反,利用赤平投影图(插图3-1)分析可知,其组合交线的倾向为193°
,与坡面倾向(200°
)基本一致,倾角为44°
,小于原始坡面的坡角44°
,大于由反演法算出来的板岩摩擦角30°
(天然状态下),这组节理和板理构成了软弱结构面,楔形块体沿二者的交线方向滑出坡面,因此,这是一个楔形滑坡。
插图3-1滑坡节理赤平投影图
人类工程活动改变了原始边坡形态,挖破坏了原始边坡的连续性,致使坡面坡度变大变陡,改变了坡体的原始平衡状态,人工切坡高约17m,坡度达76°
,这显著增加了节理和板理构成的软弱结构面的临空情况。
持续降雨或暴雨导致雨水入渗,既降低了岩土体强度,又增加土体自重,还起到了润滑滑动面的作用,削弱了岩体间的联系,影响岩体的稳定性,该滑坡体雨季时在坡脚有多股清水渗出。
(2)滑坡3
坡体上部为砖红色上更新统砾卵石土,较疏松,透水性强,下伏基岩为中风化的板岩,节理裂隙发育且与板理构成滑动带。
持续降雨或暴雨导致雨水入渗,既降低了岩土体强度,又增加土体自重,还起到了润滑滑动面的作用,削弱了岩体间的联系,影响岩体的稳定性。
3.3 不稳定斜坡的稳定性评价
3.3.1定性评价
(1)崩塌
区内崩塌已发生一段时间,但后壁依然陡峭,危岩体及不稳定因素依旧存在,且后壁不时有块石崩落,在各种诱发因素的作用下,区内崩塌随时有可能复活,崩塌堆积体平均高度约12m,平均坡度约40-44°
,平均体积约269.0925m3,较稳定,不会发生滑坡或泥石流。
(2)滑坡
区内滑坡后壁直立、陡峭,岩石裸露,且不时有块石下落,不稳定因素依旧存在而且,根据前人资料,滑坡1在雨季时在坡脚有多股清水渗出,因此,初步判断区内滑坡不稳定,处于临界稳定状态,在各种不利因素的诱发下,如坡脚开挖,长时间降雨,可能会沿着滑动面再次失稳滑动,体积可达5910.66m3。
3.3.2定量计算
对于区内的崩塌体和滑坡2、滑坡3,由于规模较小,所以采取直接清理的方式,因此,后续的稳定性计算和两套治理方案主要是针对滑坡1来展开的。
1、计算剖面确定
计算滑坡主滑轴剖面稳定系数,计算简图见附图9。
2、计算方式及计算
采用传递系数法计算滑坡稳定性系数K和剩余下滑力,计算公式如下:
(1)滑坡稳定性系数计算式
ψj=cos(αi-αi+1)-sin(αi-αi+1)tanφi
=ψi·
ψi+1·
ψi+2……ψn-1
Tj=Wisinαii
Rj=Wicosαitanφi+CiLi
式中:
K——稳定性系数;
αi——第i条块滑动面与水平面的夹角(°
)
Ri——作用于第i条块的抗滑力(kN/m);
Ti——作用于第i条块的滑动分力(kN/m);
Wi——第i条块重力(kN);
Li——第i条块所在折线段滑面长度(m);
Ci-第i条块滑带单位粘聚力(kPa)。
ψj——第i条块向第i+1条块力的传递系数
——累进传递系数
(2)剩余下滑力计算式
Pn=Pn-1ψj+KtWnsinan-Wncosantanφn-CnLn
Pn——第n块剩余下滑力
Pn-1——第n-1块剩余下滑力
Kt——滑坡推力安全系数
其他符号同上。
3、计算参数选取
(1)计算参数选取
①最大日降雨量265mm(1997.7.6~7);
②地震作用:
根据《建筑抗震设计规范》(GB50021-2001)(2008版)和《中国地震动参数区划图(GB18306~2001)》,长沙县处于建筑抗震设防烈度6度区,地震动峰值加速度为0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35s,可不考虑地震作用。
③计算数据:
天然状态取19.0kN/m3,饱和状态取20.0kN/m3;
根据反演结果,滑带抗剪强度:
天然状态c取0kPa,φ取30°
;
饱和状态c取0KPa,φ取28.7°
④天然状态滑体内基本无地下水,呈稍湿—湿状态;
雨季,滑体含块碎石砂土透水性强,但构造形态不利于地下水储存,大气降水沿滑体土垂直入渗,在滑面处沿滑面由高处向低处径流,在滑坡剪出口呈泉水形式排泄。
因此,滑坡稳定性计算时可只考虑饱水体重和饱水的内聚力C、内摩擦角φ。
(2)荷载组合
工况一:
自重;
工况二:
自重+50年一遇暴雨;
4、计算结果及稳定性评价
表3-1湘龙路滑坡稳定系数计算成果表
工况
计算结果
工况一(自重)
工况二(自重+50年一遇暴雨)
稳定性系数(K值)
1
0.9
剩余下滑力(KN/m)
0
32
3.3.3稳定性评价
综上所述,湘龙路滑坡天然状态下处于稳定状态,稳定性安全系数为1,但是,如果发生长时间降雨或暴雨,滑坡体饱水,自重增加,强度降低,剩余下滑力达到33KN/m,稳定性安全系数降至0.95,易失稳下滑,体积可达5910.66m3。
4 治理的必要性和迫切性
4.1 治理的必要性
区内滑坡目前处于临界稳定状态,在遇到长时间降雨或暴雨滑坡体稳定系数降至0.95,滑坡整体将失稳下滑(滑体体积可达5910.66m3),崩塌目前也处于临界稳定状态,在不利因素的作用下可能会复活。
鉴于开发商可能会在该滑坡前建房,为避免在未来造成重大人员伤亡和巨大的经济损失,因此,对此滑坡进行治理非常有必要。
4.2 滑坡治理的迫切性
区内不稳定斜坡众多,后壁不时有块石落下,形成小型崩滑,若遇持续降雨或暴雨,岩土体饱水,致使不稳定斜坡失稳,,根据近几年来降雨特点,本地区降雨多以集中持续降雨或暴雨出现,当雨季到来时,区内不稳定斜坡随时可能失稳,出于安全的考虑,应当趁雨季未到之时,抓紧完成对不稳定斜坡的治理。
5 治理方案
5.1 目标与原则
(1)目标
查明滑坡发育特征及形成机理,利用反演法计算出该滑坡治理工程所需的各项岩土体物理力学指标,对该滑坡进行工程治理,确保滑坡在50年一遇特大暴雨条件下能保持整体稳定。
(2)原则
1整体治理;
2采取综合治理,标本兼治;
3治灾与兴利相结合;
4绿色设计与绿色施工,保护和美化环境。
5.2 设计工况、参数和标准的确定
5.2.1设计工况
5.2.2设计参数确定
同3.2.2滑坡稳定计算的参数。
5.2.3设计标准
(1)《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218—2006)
(2)《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T0219—2006)
(3)《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》(DZ/T0221—2006)
(4)《混凝土结构设计规范》(GB50010—2002)
(5)《砌体结构设计规范》(GB50003—2001)
(6)《建筑抗震结构设计规范》(GB5001—2001)(2008版)
(7)《公路排水设计规范》(JTJ018—97)
(8)《岩土工程勘察规范》(GB50021—2001)(2009修改版)
(9)《建筑边坡工程技术规范》(GB50330—2002)
5.3 治理方案设计
区内治理方案分为崩塌的治理方案和滑坡1的治理方案,由于滑坡2与滑坡3的治理与崩塌的治理采取同样的措施,所以,放入崩塌治理方案设计中,分述如下
5.3.1崩塌治理方案设计
崩塌工程地质勘查+清除堆积体+放坡+地表截排水工程+坡面生态工程。
(1)进行崩塌工程地质勘查,分析崩塌发育特征、形成机理,计算崩塌治理工程设计、施工所需各项物理、力学参数;
(2)清除所有崩塌堆积体
(3)从坡脚开始,放坡°
(4)地表截排水:
拦截崩塌体上部山坡汇水,排放崩塌体内汇水
(5)坡面生态工程:
坡面整平、覆填透水性弱的粘土,种植草皮
5.3.1滑坡1治理方案一
滑坡工程地质勘查+地表截排水工程+坡面生态工程+抗滑挡土墙工程。
(1)进行滑坡工程地质勘查,分析滑坡发育特征、形成机理,计算滑坡治理工程设计、施工所需各项物理、力学参数;
(2)地表截排水:
拦截滑坡上部山坡汇水,排放滑坡体内汇水
(3)坡面生态工程:
(4)抗滑挡土墙工程:
设置于滑坡前缘坡脚,浆砌块石抗滑挡土墙
5.3.2滑坡1治理方案二
滑坡工程地质勘查+地表截排水工程+坡面生态工程+抗滑桩工程。
坡面整平、覆填透水性弱的粘
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