李强
重庆市设计院有限公司 重庆400015
摘要 ;重庆市快速路一纵线中柱段刚完成竣工验收,在尚未正式通车时即发生了新建边坡的滑塌地质灾害,本文总结分析了地勘、设计和施工中的经验与存在的问题,分析滑坡发生的原因,对滑坡进行治理,同时对存在隐患的其它路段进行了排查并提出对策,以避免和减少新的地质灾害的发生。项目正式通车2年多来,未发生地质灾害和其它边坡安全事故,总体安全可靠。
关键词:边坡滑塌 滑坡处治 滑坡原因分析 滑坡隐患排查
中图分类号:U416.1 文献标志码:A
1、项目概况
1.1项目总体情况
“快速路一纵线”是重庆市南北方向的一条重要的快速通道,它起于北碚,经回龙坝、土主、含谷、白市驿、石板、西彭接江津,全长约62.9公里,一纵线串联着北碚、西永、西彭三大组团,是各个组团之间重要的南北向快速联系通道。本项目是 “一纵线”的一部分,起点位于沙坪坝区与九龙坡区交界处,终点接沙坪坝区西永微电园现状一纵线道路,道路全长2.2公里,道路标准路幅宽度35m,设计速度80km/h。
本项目于2015.12月开始施工,2017年4月通过质监站的竣工验收,但边坡绿化防护部分交由其他部门实施,一纵线尚未通车而其相邻辅道赖白路通车的情况下,2017年9月10日发生了 (一纵线K0+860-K1+010即赖白路K0+380~K0+520)右侧新建挖方边坡(最大高约12m)出现顺层大面积滑塌地质灾害,滑坡体体量达到了约1.5万m3,塌体阻断了赖白路交通,一辆运砖货车被砸困住,坡顶一栋民房严重开裂受损,所幸无人员伤亡。本次对该灾害险情的发生与治理进行一个总结分析。
2、道路边坡原设计情况
2012.08月施工图阶段的详勘资料,滑塌段位于主线K0+860-K1+020(即还建赖白路K0+380~K0+520)右侧新建挖方岩质边坡(最大高约12m),线路总体走向9°,道路设计标高286.46~294.48m,地面高程286.56~302.89m。本段上覆土层厚度为0.00~3.00m,下伏基岩主要为侏罗系中统沙溪庙组砂质泥岩,局部夹薄层砂岩;线路所经地段地形总体坡角5~8°,总体平缓,场地内岩土体现状整体稳定。
本边坡为顺向坡,层面和J2裂隙形成的组合结构面交线BO外倾、层面外倾,由于层面、交线BO的倾角较小(分别为10 o、9 o),故边坡不易沿外倾的层面和J2裂隙组合交线BO、层面滑塌。边坡岩体类型为III类,岩体等效内摩擦角50o,边坡岩体破裂角10 o。建议对边坡上部薄层土体进行清除,岩质边坡部分按照1:0.75的坡率进行放坡开挖。由于边坡高度较大,宜对其按8m设置边坡分阶平台,平台宽1~3m,分阶进行放坡,并应采取相应的坡面防护措施。
设计挖方路基:岩质高边坡部分按照1:1.00的坡率进行放坡开挖,且对其按8m设置边坡分阶平台,平台宽2m,分阶进行放坡,并应采取相应的坡面防护措施。2m宽平台设2%~4%的外倾斜坡。在路堑开挖前作好坡顶排水防渗工作,当挖方路基外侧地表水往路基汇集时,在坡顶外2m设临时截水沟及防护网,并顺地势接入道路排水系统排出路基范围。
路基边坡防护:由于本次设计道路的两侧地块大都面临着开发建设,因此道路边坡均按自然放坡考虑,为节省工程造价,待开发建设完成后,结合片区建筑景观设计进行景观处理。边坡设计要点如下:
(1)主线边坡坡率按照地勘报告提出的坡率设计且经过计算,边坡是安全和稳定的。
(2)对一般填挖方边坡采用简单的植草防护,不考虑复杂的景观设计和昂贵的硬质坡面。
垮塌的边坡不属于重庆166号文件的高边坡,未做专项论证。
3、滑塌边坡的破坏特征及形成原因分析
破坏特征:根据现场查看的情况,还建赖白路K0+380~K0+520段右侧顺层边坡出现较大规模的滑移垮塌,形成一长约140m、宽度30~40m的小型顺层推移式滑塌,其平面形态呈“扁舌”状(见平面图),主滑方向276o,变形体岩性为砂质泥岩,滑面为岩体层面;滑塌体前缘的剪出口位于边坡坡脚,前缘岩体出现鼓张、伸出,边坡坡面发育有放射性裂缝;滑塌体后缘出现多条张裂缝,与滑塌体两侧裂缝联通,并在后缘形成了一个宽约8m的沉陷带。
滑塌机理:边坡后缘地形平缓,形成了一个相对平坦的雨水滞留带,大气降雨不易及时向坡下排泄,导致短期暴雨集中渗入岩体的陡倾裂隙之中,后缘陡倾裂隙充水后产生静水压力作用,推动边坡岩体沿岩层面和裂隙面追踪滑移。滑移段静水压力消失,边坡岩体趋于稳定,但是大气降雨的渗入将再次引发边坡的滑移变形。【1】
形成原因:根据边坡的破坏特征和变形发展的过程,边坡岩体产生滑移变形的原因是:
1. 2017年9月8日至9月9日两天的连续暴雨,导致边坡后缘陡倾裂隙充水、形成静水压力作用;同时大气降雨入渗,对岩石层间结合面浸泡、软化,降低了岩体层面的抗剪强度;上述两方面是边坡滑移垮塌的主要原因。
2. 边坡岩体为泥质岩类,岩质较软,极易风化,其自身结构中发育有层面及反向纵张陡倾裂隙。
3. 边坡施工扰动、开挖导致构造应力释放及重新分布、裸露时间较长、岩体风化强烈,上述因素在时间效应的作用下,加剧了岩体裂隙反向纵张陡倾的扩张。
4、垮塌段边坡处治
边坡垮塌治理平面图
一纵线中柱段道路工程还建赖白路(K0+350~K0+520)修建后,在道路右侧后形成最高约12m的岩质顺向边坡,该边坡岩层倾角约8至10度,原设计及施工边坡放坡坡率为1:1,边坡已形成1年;由于边坡顶部面积较大且存在部分凹地,近期酷暑及暴雨交替,坡顶凹地积水通过地面裂缝及岩层陡倾裂隙渗透至边坡滑面,导致该边坡于2017年9月10日出现边坡顺层滑塌地质灾害,该地质灾害对赖白路的正常使用构成重大安全隐患,对该段边坡进行治理是必要的。
根据典型砂泥岩顺层滑坡的治理【2】,本项目贯彻"治坡先治水","固脚强腰","环境友好"的防治思想,采取以耍方清坡方式为主,同时结合截排水工程、坡面绿化等措施对边坡病害进行综合治理,工程治理效果较为理想.
岩层面抗剪强度建议按经验值C取10.0kPa、Φ取6.0°采用,对边坡稳定性进行计算。经过清坡方案与支护方案对比,推荐边坡应急治理方案为按边坡岩层层面清除道路以外边坡土石方,边坡岩层层面约9°,坡率为1:6.31,对一纵线中柱段道路K0+860~K1+020(即还建赖白路K0+350~K0+520)右侧边坡按1:6.31坡率进行清除土石方。同时完善截排水设施,坡顶5米外设置截水沟,在坡脚设置护脚墙,并设置排水边沟,坡面植草护坡等进行绿化处理。
新增征地范围面积约6821m2,施工时先进行坡脚反压、确保边坡稳定后,从边坡后缘逐级清除土石方,该边坡治理共增加挖方约5万方。
5、项目小结
滑坡路段经过清坡处理后消除了安全隐患,同时对该边坡进行了植草绿化,景观生态效果良好。
同时对本项目其它路段的地质风险路段于2019.04月完成了排查处治,项目通车2年后道路边坡状况良好。本项目为其它类似工程项目提供了借鉴与参考。
参考文献(References):
【1】王明山,龙森,钟立力,典型砂泥岩路堑顺层滑坡机制及治理,《公路交通科技(应用技术版)》 2018-09-064
【2】李舟,孙书伟,典型顺层岩石滑坡发生机理与防治对策,《铁道建筑》2013