浅析高速公路高边坡病害原因及治理对策
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摘要:本文以三凯高速公路K118+670~K118+870段高边坡为例,分析高边坡滑坡变形原因,并提出采用桩-锚组合综合措施对高边坡进行整治,初步总结了在高速公路建设中对高边坡病害治理的一些经验和教训。
Abstract: Taking three-Kai Expressway K118 +670 ~ K118 +870 section of high slope as example,the paper analyzes the reasons for high slope deformation,and puts forward a pile - anchor combination of comprehensive measures to rectify the high slopes,a preliminary summary of the highway construction on the high slope disease management's experience and learned lessons is given.
关键词:高速公路;地质灾害;滑坡体;锚索框架;锚索抗滑桩
Key words: highway;geological hazards;landslide;anchor frame;cable anchor
中图分类号:U41文献标识码:A文章编号:1006-4311(2010)15-0084-02
0引言
近年来,随着山区高等级公路建设的迅速发展,路线等级高、路面宽,开挖量大,出现了大量路堑高边坡,已发生了众多高边坡的破坏,严重危及到国家财产和人民的生命安全,对边坡的正确认识,合理设计,适当的治理,把边坡失稳造成的灾害降低到最低限度,保证国家对基础设施的投资以及安全运营变得至关重要。
1概况
K118+670～K118+870滑坡位于台江县排羊乡下新寨村东约3公里,属线路右侧边坡。高速公路在此以路垫形式通过,线路中心线处最大挖深约24m。原线路设计中边坡最大坡高约40m,分为四级,每级边坡高10m,坡率分别为1:0.5和1:0.75,每级边坡之间设置1m的平台,坡面采用拱型骨架护坡进行防护。边坡2003年8月份开挖至一级平台附近,2003年9月底,因连续降雨,已施工的二级边坡护面墙变形开裂,边坡坡口线外侧的截水沟处出现裂缝,12月3日,边坡第三级(K118+745~K118+815)出现裂缝,裂缝无相对位移,12月4日上午,该裂缝拉开约20cm,2003年12月19日晚该边坡发生坍塌,最远的裂缝距公路中心线约105m。2004年2月23日,因夜间连续大雨,导致裂缝扩大,主裂缝贯通,可探深度约3m,2004年3月对该滑坡进行地质勘察时,边坡变形更加明显,后壁、侧缘裂缝基本贯通,侧缘坍塌严重,随时都有下滑的趋势。
2自然地理条件
2.1 水文气候特征本区气候属于亚热带黔东温和湿润气候,具有季风气候特点,降雨充沛,气候宜人,平均温度25.4℃,极端最高温度37.1℃,极端最低温度-10.3℃,最冷在1月,年平均降水量1132.6mm,最大日降水量185.7mm,相对湿度85%。该区地表汇水面积较大,降雨较多。
2.2 地形、地貌滑坡区位于贵州黔东南苗岭山区,附近为峰丛谷地地貌,沟谷与山峰相连,山坡陡峻,地貌类型属侵蚀～构造齿状低中山,左、右两侧及后缘高程较大,滑坡中部为平缓洼地,滑坡区地形凹凸不平、坡度陡缓不一,最陡可达40°。
3工程地质条件
3.1 地质岩性上覆第四系(Qel+dl)由亚粘土,浅黄色残坡积层,稍～中密。主要分布于滑体中后部,厚度2～5m左右;基岩为前震旦系板溪群清水江组(Ptbnbq),分强风化变余砂岩和中风化变余砂岩,强风化变余砂岩,颜色较杂,以土黄色,褐黄色为主,局部为灰黑色,浅灰绿色,已风化成碎块状,中风化变余砂岩,变余结构,层状结构,青灰色为主,局部见铁质浸染及石英细脉,岩块坚硬。
3.2 地质构造该滑坡区位于白枝山背斜西翼。区内小型压扭性断层、节理裂隙较发育,岩石层面呈舒缓波状,在滑坡范围内为一垂直路线方向的平卧褶曲(见图1)。构造体系主要划分出北东向和北北东向构造体系,其中北东向构造体系以NE40～50°构造褶皱群及北东向张扭性断裂组成;北北东向构造体系以北北东向带状褶皱为主,次为伴生的压扭性断裂构造带,滑坡体范围内岩层产状和近区相比变化较大,滑坡体左侧(凯里)岩层产状主要以NE70°/N49°为主,滑坡体前部岩层产状变化大,由小里程到大里程依次为NE50°/N24°、NE70°/N49°、NE75°/N51°,滑坡右侧界外产状近直立。外倾结构面主要发育有以下几组:NE20°/S53°、NW73°/S56°、NW52°/S51°、NE10°/S35°,特别是NW74°/N33°、NE40°/S45°两节理面控制滑坡左、右边界,该两大结构面均有泥化夹层附着。滑坡区右侧为一“V”形冲沟,冲沟走向约NE65°,延伸较长,为一断层沟,分析为压逆性断层,断层面为NE65°～70°/N40°,滑坡位于断层上盘,滑体岩石破碎。
4滑坡特征
K118+670～K118+870滑坡属于一深层破碎岩石滑坡,根据滑坡地形地貌,后缘裂缝及擦痕、控制性结构面等综合确定主滑动方向为NE68°左右,滑坡区实际里程K118+680~K118+800,滑坡纵向长度105m,平行路线最大宽度达90m,滑体最厚达21m,平均厚度约15m,深层滑坡体积15×104m3左右,滑坡变形很明显,后缘张拉裂缝已贯通,走向NW20°左右,后缘下错0.5m左右,地表裂缝纵横且深度较大,滑坡侧界亦比较明显,主要受产状为NW74°/N33、NE40°/S45°两组结构面控制,两结构面上均附有浅黄色、灰绿色软塑状泥化层,且见擦痕,滑体的物质组成主要为强风化变余砂岩。该套地层为滑坡体及其附近路堑边坡的主要地层,为断层破碎带物质,见浅黄色泥化条带,遇水呈软塑状。
5滑坡变形原因分析
滑坡区岩石破碎,坡体内结构面、节理发育,层间错动明显,泥化夹层的泥化程度较高,由于在诸多因素长期共同作用,滑坡体产生了蠕动变形,当路基开挖时,切坡形成了滑坡前缘临空面,改变了坡体原有的平衡状态,滑坡前缘部分开始滑动并牵引后部变形,随之出现地表裂缝,地表裂缝的形成有利于地表水的下渗,加之连续降雨,泥化夹层进一步软化,最后导致边坡失稳下滑。
5.1 不良地质环境给边坡变形提供了物质基础区域内地质岩性第四系坡积层2～5m,强风化变余砂岩6～21m,区内小型压扭性断层、节理裂隙较发育,岩石破碎,滑坡大里程边界受产状为NW74°/N33°的结构面控制(见图2),小里程边界依附于产状为NE40°/S45°的结构面,两结构面上均附有浅黄色、灰绿色软塑状泥膜,且见擦痕,滑坡主滑段依附于坡体内发育的结构面,滑坡区岩层结构面倾角变化较大,陡缓结构面为滑坡的形成提供了必要的条件,滑体主滑段倾角24～29°,后缘倾角65°(见图1),另外结构面错动带发育,泥化夹层较厚,泥化程度较高,遇水呈软塑状,用手搓成条,这为滑坡提供了有利条件。