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邓家坡小学滑坡治理
秭归县邓家坡一号滑坡治理工程设计实例
龚福洪1,苏爱军2
(1长江0 引言
秭归县邓家坡一号滑坡位于三峡库区长江支流童庄河的左岸,滑坡上建有小学、移民新村,还有茂盛的果园。1998年暴雨期间,该滑坡的第一级一度复活,预测这一级在三峡水库蓄水后或遇持续强降雨时将再次复活,复活区向上发展或持续强降雨有导致滑坡第二至第四级失稳的危险,对滑坡上的小学生及居民的人身财产安全构成了威胁,该滑坡必须立即予以治理。
1 滑坡地质条件
1.1 滑坡地质环境
滑坡位于秭归向斜的东南冀,为单斜构造。滑坡周缘的基岩为侏罗系中-下统聂家山组(J1-2n)泥岩、粉砂岩与长石砂岩不等厚互层。滑坡区地震基本烈度为Ⅵ度。
1.2 滑坡基本特征
1.2.1形态
本滑坡呈长条形,长730m,宽55~110m,体积60×104m3。滑坡两侧均发育有深切冲沟。该滑坡从 下往上分为四级次滑坡(图1),滑坡厚度一般为5.0~15.0m,第二、四级较厚,为15.0~25.0m,而且基岩面坡度陡,第一、三级前缘的基岩面坡度较缓。
1.2.2 物质组成
滑坡物质大部分为碎块石土或扰动碎裂岩体。主滑带土厚20~60cm,多为粘性土、砾质粘性土,具有连续的滑动面。
1.2.3岩土物理力学性质
经试验,滑带土的碎石含量15%~24%,天然含水量13.3%~22.6%,原状样快剪试验得滑带土的c=30~50kPa、φ=15.5°~21.5°;饱和固结快剪试验得滑带土的c=29~58kPa、φ=16.5°~27.5°;残余剪试验得滑带土的c=20~36kPa、φ=10°~18.5°。由于制样时往往从含砾石较少处切样,故φ值偏小。反演分析得滑带土的有效应力抗剪强度指标:c′=16kPa,φ′=23°,采用该值作为设计参数。
1.2.4 水文地质条件
滑坡的后缘接近地形分水岭,滑坡两侧冲沟切割较深,滑坡地表排水条件较好。滑坡堆积体中赋存孔隙潜水,基岩裂隙水较贫乏。1998年5月29日~10月29日及2000年10月~11月地下水位观测成果表明:雨季滑坡中地下水位高于滑带,且在久(暴)雨时,地下水位大幅上升;旱季地下水贫乏,据试坑渗水及钻孔注水试验,滑坡区碎块石土的渗透系数为10-3~10-4 cm/s量级,属较强透水性,砾质土的渗透系数为10-6 cm/s量级,属极弱~弱透水性。
1.3 滑坡稳定性
1.3.1 滑坡稳定性地质宏观判断
本滑坡的第一级现状不稳定;第二、三、四级现代没有变形迹象,其后缘无堆积物加载,前缘和侧缘基本上不受侵蚀,地表、地下水排水条件较好,据此初步判断该滑坡的第二、三、四级在未来较长时间内仍能保持基本稳定或稳定状态。但是第二、四级的地形和基岩面坡度陡,安全储备低,第二级前缘将来受库岸再造的影响,而且该滑坡处于暴雨集中区,诱发滑坡失稳的条件仍然存在。
1.3.2 滑坡稳定性计算与评价
第一级滑坡将来几乎被水库全淹,因此只对滑坡的第二、三、四级进行稳定性计算。计算结果表明:
图1 邓家坡一号滑坡纵剖面图
1.第四系崩坡积物;2.第四系地滑堆积物;3.侏罗系中-下统聂家山组;4.碎块石夹土或扰动碎裂岩体;
5.长石砂岩;6.粉砂岩;7.泥岩;8.岩层产状;9.钻孔及编号;10.探井及编号
滑坡的第二级和第四级在旱季处于稳定或基本稳定状态,稳定系数为1.039~1.162,在雨季接近极限平衡状态,稳定系数为1.001~1.035,急需加固;滑坡的第三级在雨季也能保持稳定状态。
滑坡治理工程方案比选
2.1治理工程安全等级
由于邓家坡一号滑坡的第二级上有小学和8户民房,而第四级上只有2户民房,第二级、1.10,非常工况K=1.05。
2.2 滑坡剩余下滑力计算
主滑方向滑坡剩余下滑力计算成果示于图2。
由滑坡剩余下滑力计算成果可知,滑坡第二级中部的设计荷载为1792.7kN/延m,两侧缘下降到481.2 kN/延m; 滑坡第四级中部的设计荷载为1602.5kN/延m,两侧缘下降到197.5 kN/延m。
2.3 治理工程方案比选
邓家坡一号滑坡的治理拟从治水、库岸防护和抗滑支挡三方面着手。治理方案的确定从各方案的技术性能、施工条件、造价等方面全面比较后择优选择。
由于邓家坡一号滑坡天然地表排水条件较好,故该滑坡不需设地表截、排水工程。
由于地下水位长期观测时间不长,所得1998年暴雨期地下水位也许并不是滑坡体内最高地下水位。
图2 滑坡剩余下滑力曲线
(a) 第二级滑坡 (b) 第四级滑坡
为了在特大暴雨时尽量使地下水位不高于1998年暴雨期地下水位,考虑适当布置地下排水工程。在地下水较丰富、施工条件较好的第二级布置一个排水洞,其投资为38.3万元。在地下水不甚丰富,施工条件较差的第四级前缘布置6个水平排水孔, 6个孔的投资4.0
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