阮崇飛+何劍宇
摘要:高山峽谷區(qū)地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜,來自斜坡的危害一般以滑坡和落石方式為主,分析研究斜坡的特征,采用抗滑樁、擋土墻、錨索、錨桿及主動防護(hù)網(wǎng)、被動防護(hù)網(wǎng)、攔石墻等工程手段治理比選,對于工程治理設(shè)計中遇到此類斜坡時可以起到借鑒的作用,以求針對不同的斜坡形態(tài)能選擇正確的治理方法、手段。
關(guān)鍵詞:高山峽谷;不穩(wěn)定斜坡;滑坡;落石
在我國西南地區(qū)的哀牢山、高黎貢山等山脈延伸的地區(qū)以高山峽谷類型居多,高山寒冷,人類居住主要在山腳地帶,而經(jīng)過地質(zhì)構(gòu)造作用及構(gòu)造剝蝕、風(fēng)化等作用后高山峽谷地區(qū)經(jīng)常在山體中下段堆積大量的崩坡積松散層,加之人類工程活動后易引發(fā)滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害,為此選取高山峽谷地區(qū)某個具有代表的斜坡進(jìn)行工程地質(zhì)分析,以作為今后類似工程參考。
1、斜坡特征
不穩(wěn)定斜坡總體處于崩坡積地層中,斜坡面上見大塊石堆積分布,具架空現(xiàn)象,坡面植被發(fā)育較好,以油桐樹、竹林為主,坡面上樹林內(nèi)有松脫塊石、孤石零散分布,物源主要來源于斜坡上方巖石崩落,塊石直徑一般0.5~2.0m,塊石大小不一、數(shù)量較多,穩(wěn)定性差,曾有落石曾砸中居民房屋,嚴(yán)重影響居民正常生活。
2、斜坡的危害方式
此類斜坡因地形坡度大,通常以滑坡及落石的復(fù)合方式產(chǎn)生危害,分析不穩(wěn)定斜坡的危害方式分為兩種:①不穩(wěn)定斜坡發(fā)育于崩坡堆積層內(nèi),坡體物質(zhì)結(jié)構(gòu)松散且坡度大,坡腳受人工開挖切影響,在水的作用下斜坡體有條件以滑坡方式失穩(wěn)破壞;②為落石的危害,由于斜坡體上崩坡積層結(jié)構(gòu)松散,有塊石、孤石分布于表層且未嵌入土層內(nèi),在外力作用下易順坡滾落形成落石,從而對坡腳一帶的居民區(qū)造成危害。
3、影響斜坡穩(wěn)定性因素分析
3.1不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性
3.1.1地形有利。不穩(wěn)定斜坡面形成約30- 40°的坡度,地形高差較大,地形地貌條件組合有利,致使斜坡組成物質(zhì)具有較大的重力勢能差,為坡體物質(zhì)的滑移提供了動力。
3.1.2人為因素。高山峽谷區(qū)地勢陡峻,斜坡前緣受工程建設(shè)開挖切坡,為坡體物質(zhì)的滑動剪出提供了臨空面與滑移空間。
3.1.3水的作用。雨季時降雨有增加坡體物質(zhì)的重量、降低坡體物質(zhì)力學(xué)強度之作用,影響了坡體自穩(wěn)能力,另外地下水向斜坡下運移所產(chǎn)生的動水壓力及張力,也增加了坡體向下方產(chǎn)生滑移的動力。
3.1.4地震影響。地震對斜坡穩(wěn)定性存在較大的影響作用,坡體表面物質(zhì)易受震動滾落或松散土體形成垮塌現(xiàn)象。
3.2落石危害的有利因素
3.2.1地形地勢。斜坡面地形坡度一般30- 40°,后方山坡上局部形成陡坎狀巖壁,塊石一旦啟動則在有利的地形條件下易產(chǎn)生加速,形成滾落或跳躍方式向下方造成危害;
3.2.2風(fēng)化作用。巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,受風(fēng)化作用強烈,斜坡面巖體易形成掉塊順坡滾落,質(zhì)量較大的塊石在掉落過程有可能撞擊坡面上現(xiàn)有散亂堆積的塊石,為塊石的啟動掉落給予了一定的初始動力,從而帶動散亂堆積的塊石下落形成危害;
3.2.3降雨作用。部分塊石鑲嵌于土層內(nèi),在降雨作用降低土體強度后塊石易產(chǎn)生滾落現(xiàn)象,而另一部分塊石直接置于坡面土體表面或基巖表面,降雨的浸潤作用將極大的降低塊石體與土層或基巖面的摩擦力,使塊石易產(chǎn)生滑移進(jìn)而發(fā)生掉落危害;
3.2.4地震作用。地震震動的震動力除了給予坡面的塊石以初始下滑動力作用外,在震動時易導(dǎo)致塊石與接觸面瞬間無摩擦力或極大的降低了摩阻力,有利于塊石掉落。
3.3斜坡影響因素綜述
從以上影響因素分析,影響斜坡穩(wěn)定性及斜坡上散亂塊石穩(wěn)定性的因素除了地形地貌有利成為斜坡面失穩(wěn)、落石的基礎(chǔ)條件以外,其余因素均為外力作用影響,因此不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性受外部條件因素影響大。
4、治理建議
4.1對不穩(wěn)定斜坡體的治理建議
根據(jù)不穩(wěn)定斜坡的現(xiàn)狀條件和特點,結(jié)合工程治理常用方法對不穩(wěn)定斜坡的治理工程綜合分析考慮如下:
4.1.1錨固工程。斜坡坡體物質(zhì)為松散結(jié)構(gòu)的崩坡積碎塊石土,由于碎塊石土內(nèi)孔隙大且局部具架空現(xiàn)象,采用錨固方式時施工難度較大、錨索工程容易失效,但考慮采取較小錨固力、多排錨索的方法設(shè)計是可以的。
4.1.2削方、回填反壓。削方、減載在滑坡治理中不失為一種經(jīng)濟(jì)、實用的工程治理措施,斜坡坡面坡度大,采取中后部削方并用于前緣段回填反壓對坡體的穩(wěn)定性是有利的。
4.1.3攔擋工程。從斜坡的地形特點及斜坡特征分析,如對斜坡采取適宜的攔擋工程措施,既可有效控制斜坡向滑坡變形的演變,同時可確保施工過程中不會對斜坡產(chǎn)生大的擾動影響,確保工程安全,具有工程技術(shù)成熟,施工可行的特點。主要的方式有重力式擋墻攔擋和抗滑樁攔擋等。
4.1.4排水工程。排水工程是滑坡治理工程的主要措施,但斜坡坡體物質(zhì)為松散狀崩坡積層為主,結(jié)構(gòu)松散、透水性強、富水性差,坡面無水浸跡象,因此設(shè)置截排水系統(tǒng)的作用不大。
4.2對斜坡面松脫塊石的治理建議
斜坡面上有塊石散亂平置堆積于緩坡平臺上,具架空現(xiàn)象,綜合考慮以下幾種方法:①清危措施:對于散亂塊石進(jìn)行清除,排除現(xiàn)有危石的威脅可長遠(yuǎn)解決該區(qū)域的危石問題,考慮其下方有居民建筑,清危不宜采用動力爆破方式,可考慮靜力爆破方式。②加固或錨固措施:對危石采取支撐加固或錨固措施使塊石永久停駐于該位置可有效防治,但塊石為散亂堆積,且存在互疊的架空現(xiàn)象,塊徑小于2m3的塊石數(shù)量多,因此采用支撐加固或錨固措施的適宜性差。③主動防護(hù):采用主動防護(hù)網(wǎng)將整個危石區(qū)罩住或在緩坡平臺上設(shè)置攔石墻可有效的將危石攔阻于初始啟動階段,將危險源扼殺于搖籃中,但一般面廣而工程量巨大。
4.3綜合治理建議
此類斜坡單靠簡單的工程治理手段無法達(dá)到治理效果,若淺部土體以粘性土為主且有地表水沖刷跡象時需考慮截排水工程,斜坡或形成的滑坡高差較低時可考慮采用重力式抗滑擋墻支擋,高差較大的采用抗滑樁或錨索、錨桿支護(hù),坡面有掉塊現(xiàn)象的根據(jù)計算的運動運能情況選擇相應(yīng)的被動防護(hù)網(wǎng)或攔石墻進(jìn)行防護(hù),對于能明確掉塊位置且范圍適合的也可考慮采用主動防護(hù)網(wǎng)或格構(gòu)錨桿等進(jìn)行穩(wěn)固防護(hù),工程治理需根據(jù)實際的斜坡情況進(jìn)行確定。