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中低山峡谷地区场平工程稳定性分析与治理措施研究

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摘要:我国三峡库区沿江两岸中低山斜坡地带,由于地质灾害发育,使得城市发展和建设用地短缺之间的矛盾成为制约该地区城市发展的重要问题。本文就结合某迁建新区场平工程为例,分析讨论中低山地区场平工程稳定分析和治理技术措施,为同类地形区域的城市建设提供参考借鉴。

关键词:中低山峡谷地区 场平工程 稳定性分析

中图分类号:K826.16文献标识码:A 文章编号:

1引言

我国幅员辽阔,地貌类型复杂多样,以山地和高原面积最大,占全国国土面积的33%和26%[1],其中近70%的县分布于不同的山区。在这些山区,往往存在这样的特点:①地质灾害发育,如滑坡,泥石流,崩塌等,这些灾害严重威胁着城市的安全[2];②经济发展迅速,伴随着旅游交通的发展,山区地区的城市建设发展迅速,但建设用地紧张是制约该地区城市发展的重要因素。在近些年的城镇建设中,工程建设单位结合现场实际情况,将城市建设与地质灾害治理结合,既解决了地质灾害问题,又增加了建设用地。本文就以中低山峡谷地区某场平工程为例,对该类治理技术作进一步阐述。

2研究对象概述

本场平工程位于三峡库区长江北岸,属构造侵蚀中低山峡谷地貌单元,坡面原始坡度约20°。场区内共规划有城市道路两条,平台七级。

工程区属亚热带季风气候区,四季分明、雨量充沛。区内覆盖层主要有人工堆积、残坡积、崩坡积和滑坡堆积物,下伏基岩为三叠系中统巴东组第二段泥质粉砂岩。

工程区内发育1#、2#两个滑坡, 2#滑坡已发生表层蠕动和后缘拉裂的变形迹象,具有蠕滑~拉裂变形的破坏特征。

本次场平工程的主要任务是结合新区规划,在对灾害体治理的同时,形成场区建设平台。

3场平稳定分析

工程区内构造作用强烈,岩土体物理力学性质差,是变形体变形的内在因素。另一方面,人类工程活动强烈,区内降雨丰富,且降雨具连续、集中、强度大的特点,是变形体变形的诱发因素。目前,变形体内2#滑坡已经发生表层蠕动和后缘拉裂的变形迹象,加上变形体所在区域地质构造发育,在强烈的人类工程活动和降雨的诱发下,2#滑坡存在向下滑移失稳的可能性,进而影响场区道路的安全,若进一步发展,整个变形体将存在大规模变形失稳的可能,进而造成严重的人员伤亡及国家财产损失。

由于该区域位于新区建设用地范围内,且已通过相关部门的适宜性评价,具备通过工程治理后成为城市建设用地的条件,因此,需要考虑场平后变形体整体稳定性及局部边坡稳定。以下则结合场区规划进行了稳定性计算。

稳定性计算中,变形体的工程防治等级为Ⅱ级。计算方法采用剩余推力法,计算剖面采用规划后的剖面形态。建筑荷载:单栋建筑按照7层框架结构考虑建筑荷载120 kN/m。公路设计荷载:公路Ⅱ级,15 kN/m。计算工况、计算剖面及计算参数如下:

表1 计算工况

计算剖面如下:

图15-5(场平后)计算剖面

图26-6(场平后)计算剖面

表2岩(土)物理力学参数取值表

表3整体稳定性计算结果

表4局部稳定性计算结果

计算结果显示:

(1)整体稳定性。5-5剖面在场平工程后整体是稳定的,6-6剖面在场平后整体处于不稳定状态。

(2)局部稳定性。从局部稳定性的角度出发,对于5-5剖面,A、B两个剪出口在场平后分别形成11m、9m的高切坡。在暴雨工况下,5-5-A和5-5-B处均未达到建筑边坡安全稳定系数。6-6剖面的局部剪出口A、B(6-6-A、6-6-B)在场平后分别形成8m和9m的高边坡,在暴雨工况下,稳定性均未达到建筑边坡安全稳定系数。

4治理措施

由于工程区内没有足够的放坡空间和回填场地,削方减载、回填反压措施对于本工程不适用。因此,本工程考虑布设抗滑支挡措施。支挡工程是改善边坡力学平衡条件,提高边坡抗滑力最有效的措施,主要有抗滑桩、桩板式挡土墙、抗滑挡土墙、锚索(杆)和支撑工程等。抗滑桩被喻为治理滑坡和变形体的重型武器,其抗滑能力大,支挡效果好,且对变形体稳定性扰动小,施工安全,设桩位置灵活,桩坑还可作为勘探井使用。桩板式挡土墙是由锚固桩发展而来的,当路基边坡采用悬臂式锚固桩支挡时,存在桩间支挡类型选择问题,桩间加挡板就形成了桩板墙[3]。

综合以上考虑,本工程在变形体后缘布置一排抗滑桩,保护后缘道路路基;在场平高程420m平台南侧(变形体中部)布置一排桩板墙,提高变形体场平后局部及变形体中后部整体稳定性;在变形体前缘规划道路处布置一排桩板墙,提高变形体场平后局部及整体稳定性。通过稳定性分析计算,治理后的各剖面稳定系数均满足规范要求。

5结语

(1)在中低山峡谷地区,尤其是地质灾害频发的区域进行城镇建设,必须进行场地适宜性评价,评价通过后才可进行相应的工程建设。

(2)中低山峡谷地区的场平工程需结合场区规划进行地质灾害治理,以实现节省工程投资的目的。

(3)结合场区规划,本工程治理措施采用桩板墙。桩板墙在当地类似工程应用较多,工程治理效果良好。

参考文献

[1] 左建.地质地貌学[M].北京:中国水利水电出版社,2001

[2] 郑颖人,陈祖煜,王恭先,凌天清.边坡与滑坡工程治理[M]. 北京:人民交通出版社,2010

[3] 李海光等.新型支挡结构设计与工程实例[M].北京:人民交通出版社,2004

作者简介:周云,男,1969年生,高级工程师,主要从事地质灾害勘察防治及大型引调水工程的勘察工作。