1、1第一章 概述受浙江省交通规划设计研究院委托,我院承担了诸永高速公路台州段第一合同( 左 K120+085-K120+169)段滑坡工程地质勘察任务。第一节 序 言该边坡位于仙居市埠头镇红岩村, 诸永高速公路台州段第一合同段境内,由浙江省交通规划设计研究院设计,中铁一局集团第四工程有限公司承建,里程左 K120+085-K120+169 路堑边坡,右侧为半溪 1 号桥。设计路面标高393.11391.152 米,线路最大纵坡 2%。2005 年 8 月右线桥梁开始施工。2005 年 11 月 9 日至 14 日连续降雨后,2005 年 11 月 16 日下午 2 时许,突然发生山体滑坡,滑体长
2、约 75m,宽约 80.0m,形成错落台高约 12.0m,滑动方量约 45600m3,右线已施工的桥梁人工挖孔桩柱被毁,并在已滑动边坡后侧形成一个更大的潜在滑坡危险区。第二节 目的、任务及依据的技术标准本次勘察的目的是查明滑坡的位置及分布范围,分析斜坡失稳的发生和发展过程,并提出治理建议。按照浙江省交通规划设计研究院编制的诸永高速公路台州段第一合同(左 K120+085-K120+169)段滑坡勘察技术要求 ,本次勘察的主要任务为:1、查明滑坡区地形地貌、水文、气象、地层岩性、地质构造特征;2、查清滑坡规模及破裂壁、滑床、滑带、滑坡台地、滑坡裂缝等滑坡要素特征;3、查明滑坡区岩土体物理力学性质
3、、滑动面的抗剪强度指标,对无法取得强度指标的碎石土类反演求得其 C、 值;4、分析滑坡变形破坏特征及形成机制,进行滑坡体稳定分析;5、根据滑坡体现状等提供滑坡治理措施与建议。执行规范有:1、 工程测量规范(GB50026-93);2、 岩土工程勘察规范(GB50021-2001);3、 土工试验方法标准(GB/T50123-1999);4、 建筑边坡工程技术规范(GB50330-2002);5、 公路工程地质勘察规范(JTJ064-98)6、 公路路基设计规范(JTJ013-95);第三节 工作方法、过程及质量评述本次勘察采用工程地质测绘和调查、工程钻探和室内试验相结合的方法。首先依据 1:1
4、000 地形图进行实地工程地质测绘和调查工作。在综合分析已收集到的测区区域资料基础上,主要进行了工程地质填图、微地貌单元的划分和岩体结构及构造面产状、性质的调查,圈定滑坡周界。工程地质测绘和调查成果见工程地质平面图 。本工程进行了两次野外工作,第一次野外作业于 2005 年 11 月 22 日开始,至 2005 年 12 月 9 日结束外业工作。该次野外作业在滑坡体及其影响区沿大致平行主滑方向共布置 3 条勘探线,开动 XY-1 型钻机 1 台,完成 3 只钻孔和 2 只探槽孔。为了进一步查清滑坡区工程地质条件,我院组织了第二次野外作业,于22006 年 3 月 14 日开始,至 2006 年
5、 4 月 6 日结束外业工作。该次野外作业在滑坡体及其影响区沿大致平行主滑方向共布置 3 条勘探线,开动 XY-1 型钻机 2 台,完成 7 只钻孔和 4 只探槽孔。 。为减少对土层原始状态的改变,特别是滑坡带土层的扰动,采用无水钻进工艺,基岩采用双套岩芯金刚石钻具钻进。由于滑坡堆积区上部岩性以碎石土为主,致使原状土样采取异常困难。鉴于现场实际情况,取原状土样采取现场环刀法施工。同时因滑坡堆积区上部岩性以碎石土为主,探槽施工开挖困难,未能揭穿滑体上部堆积物。每孔的钻探及地质编录均由工程项目负责验收确认。实 物 工 作 量 一 览 表 表 1 项 目 单 位 工 作 量 备 注工程地质测绘 km
6、2 0.09 精度 1:500实测剖面 米/条 1280/6钻探 米/孔 164.3/10探槽 米/孔 12.95/6原状土样 件 4 常规土试、快剪、反复剪岩样 块 6 天然抗压原位测试 段次 19测钻孔座标 孔 5 施工单位全站仪实测引用资料 孔 3 高速公路施工资料室内试样试验除进行常规测试项目外,结合工程实际和滑坡稳定性评价等需要,增加原状土直剪快剪、饱和重塑土反复剪、岩样天然抗压等测试项目。全部室内测试工作由浙江省交通规划设计研究院试验中心承担。整个勘察过程的工程地质测绘和调查、工程钻探和室内试验工作均严格执行有关规范、规程,成果质量优良。勘察过程中因山势陡峻,测量工作难度大,测量精
7、度受到影响。本工程所使用的滑坡区 1:500 地形图原测量范围较小,因时间紧迫, 滑坡区未能进行 1:500 地形图实测,由测量单位采用原 1:2000 地形图进行放大而成。同时为了保证野外勘探资料的准确性,现场地质钻孔孔口高程及座标由中铁一局集团第四工程有限公司现场施工队伍的测量人员实测。因此本工程的平面高程与实际剖面高程之间存在一定的误差。本工程实际剖面与计算过程中使用的高程为中铁一局集团第四工程有限公司现场施工队伍的测量人员实测的高程。第二章 地质环境条件第一节 地形地貌沿线为浙东南中低山丘陵地貌区,由中低山、丘陵、断陷盆地及堆积平原组成。勘察区地貌形态受华夏系和新华夏系构造所控制。区内
8、盆地、山脉均呈北东、北北东走向分布。山脉主要有会稽山、大盘山和括苍山,海拔高度多在 400800m,最高峰为括苍山,海拔 1382m。由北西往南东分布有诸暨、东阳、仙居等小盆地,盆地与中低山间为丘陵区。区内地势总体趋势为西北和东南低,中部高。滑坡区以低山丘陵地貌为主,山体基岩埋藏浅,植被发育,沟谷切割强烈。3第二节 气象、水文(一) 气象测区位于浙东南中低山丘陵区,属典型的亚热带季风气候,湿润多雨,四季分明,光照充足,雨量充沛。流域年平均气温在 1518左右,1 月最低,平均 4左右,78 月最高,平均 2829。多年平均降水量一般在12002000mm 之间,降水量不仅空间分布不均,年内分配
9、也有显著差异。其降雨过程多集中在 4 月中旬7 月中旬(梅汛期)和 7 月中旬10 月中旬(台汛期) 。年蒸发量在 8001100mm 之间,相对湿度 80%左右。全年无霜期200 天。(二) 水文勘察区范围内河流分属永安溪水系,主要河流为胡八坑、大陈坑等。水系多呈树枝状,水流常年不息。区内小冲沟发育,水位坡降大,受季节降雨量影响,旱季流量小,雨季水位暴涨暴落,洪水期流速急,水位变幅受季节降水影响较大。第三节 区域地质(一) 地层勘察区主要出露地层有上侏罗统西山头组晶屑凝灰岩;第四系上更新统覆盖层。一、上侏罗统西山头组火山岩(J3x)主要岩性为浅灰色、灰紫色晶屑凝灰岩、熔结凝灰岩。岩质较硬,为
10、本段线路主要岩性。二、第四纪覆盖层根据土层成份、成因时代,可分为冲洪积层、残坡积层。现按土层成因时代自下而上分述如下:残坡积层(el-d1Q)主要分布于低山区的坡顶和缓坡处,厚度较薄,一般厚度 0.504.50m,局部厚度较大达 10.80m,分布不稳定,为含碎石亚粘土、含粘性土碎石、块石,土质结构松散中密状。冲洪积层(a1-plQ3)主要分布在河床、溪沟一带,厚度 0.302.00m,成分主要为卵石、漂石等,结构松散。(二) 地质构造1、区域构造勘察区内以断裂构造为主,褶皱构造仅在北段有所发育。断裂带以北东向、北北东向和北西向为主,局部有近东西向断裂。其构造体系属新华夏系,为勘察区内主要的构
11、造骨架。新华夏系构造由一系列的压性或扭性断裂及部分纵张断裂、挤压带、劈理带等结构要素构成。4150 60 120km1718161813 1 9路15 公 125 7 32 拟1建 46 10814 1716 1413121 8910761 5423图 1 区域构造纲要图从图 1浙江省主要断裂构造分布图来看,对勘察区影响较大的构造从北往南依次为:本区的区域构造主要以断裂构造为主,有 NNE 向、NE 向、NW 向三组不同方向断裂,其中 NNE 向、NE 向的断裂最为发育,其次为 NW 向断裂,它们控制了测区内次一级断裂的发育和地貌形态的形成。1、丽水-余姚深断裂( 断裂) 4它是浙东南最醒目的
12、断裂构造,南延福建,北经嵊州过余姚,潜入杭州湾水域,总体走向约 30。该断裂从磐安县安文镇北西侧通过。岩石遭受动力变质作用,出现强烈的片理化及千枚岩化,宽达 3km 左右,在尖山镇有大片的晚第三纪玄武岩喷出,缙云附近还见有喜马拉雅期的超基性岩呈挤压破碎现象,表明该断裂在喜山期尚在继续活动。2、鹤溪-奉化大断裂( 断裂)12该断裂南段与丽水余姚深断裂合并,往北经仙居盆地北缘,并继续向北东方向延伸,直抵宁波盆地南缘与温州镇海大断裂交会,主体走向呈北东向,破碎带南窄北宽,宽约 20m 至 300m,断面呈舒缓波状。该断裂对晚侏罗世岩浆喷出与侵入活动有直接影响,燕山晚期活动相当强烈。第四节 地震及区域
13、稳定性勘察区地震活动的基本特征为震级小(小于 5 级) ,强度弱(不大于 6 度),频率低。根据浙江省地震局资料,我省在北纬 2830之间为一相对安全区。根据国家质量技术监督局 2001 年 2 月发布的中国地震动参数区划图(GB18306-2001) ,勘察区永嘉县峙口乡以南地震动参数峰值加速度为0.05g,相当于地震基本烈度度区。根据交通部公路工程抗震设计规范(JTJ004-89)等有关规定,公路工程可采用简易设防。勘察区内其它路段地震动参数峰值加速度为0.05g,相当于地震基本烈度小于度区。根据交通部公路工程抗震设计规范 (JTJ004-89)等有关规定,拟建公路工程一般可不考虑地震设防
14、。根据中国地震动参数区划图(GB18306-2001)和建筑抗震设计规范(GB50011-2001),仙居县地震动峰值加速度小于 0.05g,抗震设防烈度小于度区,属对建筑抗震有利地段。5第三章 场地工程地质条件第一节 构造(一) 断层滑坡区未发现断裂构造。(二) 节理边坡区节理较发育,主要节理产状:33076,张开状,35 条/米;18073,微张状,部分方解石脉充填,24 条/米;30080,闭合状,12 条/米;258,微张状,方解石脉充填,24 条/米。根据边坡赤平投影图分析,基岩节理裂隙发育,但相对于左边坡而言主要为逆坡节理,对边坡稳定性影响不大,边坡节理走向分布见图(边坡区岩体节理
15、走向玫瑰花图) 。 90870654032103504302130298270 01234/m图 2 边坡区岩体节理走向玫瑰花图(四)构造稳定性分析根据现场实测岩石节理资料,由以下赤平投影图分析得出:边坡基岩节理裂隙、对边坡稳定性存在一定影响,应采取合理措施加强支护。NS30 761825图 3 边坡区岩体节理赤平投影图第二节 各工程地质(亚) 层划分及评述根据工程地质测绘和调查、工程钻探揭露及室内土工试验结果,将场地勘探深度以浅岩土体按其成因时代、埋藏分布规律、岩性特征及基物理力学性质,划分为 3 个工程地质层,6 个工程地质亚层,现自上而下分述如下:(一) 第四系1、层:滑坡堆积碎石混粘性
16、土(delQ)灰黄色为主,含碎石亚粘土与块(碎)石混杂,块(碎) 石棱角形,强 弱风化状为主,部分强全风化状,原岩以晶屑凝灰岩为主,块石径 20200cm,含量约 10%,碎石径一般 520cm 不等,含量约 2030%,余为粘性土及少量砂,土质不均。该层在滑坡范围内分布,厚度变化较大,一般在滑坡后缘破裂壁到附近较薄,在滑体中下部和前缘部位厚度较大。2、2 层:含碎石亚粘土(el-dlQ)灰黄色,硬塑,饱和,碎石含量 1020%,粒径 2.012.0cm,呈棱角状6次棱角状,成分为晶屑凝灰岩。分布于山麓,层厚 1.8010.80m,容许承载力0=150KPa。桩周土极限摩阻力 i =3540K
17、pa。该层在滑坡区大部地段广泛分布。3、3 层:含粘性土碎石(el-dlQ)灰黄色,稍密中密,碎石含量 50%,粒径 2.05.0cm 见多,部分515cm,呈棱角状,成分为晶屑凝灰岩,夹块石,块石径 20200cm,含量约 515%,其余为粘性土。层厚 3.304.80m,容许承载力0=250KPa 。桩周土极限摩阻力 i =5060Kpa。该层在滑坡区内原坡脚位置局部分布,滑坡区外侧区域大部地段广泛分布。(二) 上侏罗统西山头组1、 层:全风化晶屑凝灰岩(J3x)J3x 9a灰色,紫红色,岩石风化强烈,呈砂土状,残余结构可见。层厚01.50m,容许承载力0=200KPa。桩周土极限摩阻力
18、i =45KPa。 (经验值 C=35kPa,=20)该层在测区局部分布。2、 层:强风化晶屑凝灰岩(J3x)J3x 9b灰色,紫红色,晶屑凝灰结构,块状构造,节理裂隙发育,岩芯呈碎块状,裂隙面有铁锰质渲染。层厚 08.70m,容许承载力0=400KPa。桩周土极限摩阻力 i =80KPa。 (经验值 C=0.10MPa,=25 )该层在测区广泛分布。3、 层:弱风化晶屑凝灰岩(J3x)J3x 9c灰色,紫红色,晶屑凝灰结构,块状构造,节理裂隙较发育,岩芯呈短柱状 长柱状,局部裂隙充填方解石脉,大多呈闭合状。层厚约10.0013.00m,容许承载力0=2000KPa。桩周土极限摩阻力 i =1
19、80KPa。 Ra=70.0 Mpa, (经验值 C=0.50Mpa,=35 )该层在测区广泛分布。4、 层:微风化晶屑凝灰岩(J3x)J3x 9d灰色,紫红色,晶屑凝灰结构,块状构造,节理裂隙较不发育,岩芯呈短 长柱状,岩石较新鲜。层厚大于 10m,容许承载力0=3000KPa。桩周土极限摩阻力 i =250KPa。 (经验值 Ra=100.0 Mpa,C=0.85Mpa,=38 )该层在测区广泛分布。以上各土层的埋藏分布情况详见各工程地质剖面图。第三节 水文地质(一) 含 (隔)水层组依据含水层成分、孔隙、裂隙发育程度、赋水性、泉水分布、等因素划分含( 隔) 水层组。第四系为透水层组,该层
20、组土层大部分孔隙发育,一方面与下伏基岩裂隙含水层组接触,另一方面其含水量受地形影响较大。基岩上部风化、构造裂隙很发育,含浅层裂隙潜水。下部岩体趋于完整,呈隔水特7征。勘察期间未测得地下水位.(二 )地下水补、迳、排特征滑坡区为陡坡地形,地形陡峭。地下水类型主要为第四系松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙水。(一)地下水补给松散岩类孔隙水主要接受大气降水补给。勘察区上部土体及强风化岩层厚度大,结构较松散,孔隙度较大,渗透性好,大气降水能快速向下渗流,直接补给松散岩类孔隙水。根据平水期与丰水期的松散岩类孔隙潜水向两侧沟谷排泄的水量判断,大气降水对地下水补给变化较大。松散岩类孔隙潜水下渗补给基岩裂隙水。(二)
21、地下水径流1、松散岩类孔隙潜水:在孔隙水流动,其运动方向是高水位向低水位处呈平面式流动。2、基岩裂隙水:基岩裂隙水由于风化节理发育,透水性一般,水位差较大,沿张裂隙下渗至风化或岩层界面,由高处向低处流动。(三)地下水排泄地下水排泄方式主要为垂直方向排泄,水平方向排泄。1、垂直方向排泄:边坡上部松散岩类孔隙潜水,水量多具季节性,在雨季出现,雨后 1-4 天消失。以蒸发排泄或下渗补给基岩裂隙水。2、水平方向排泄:地下水在重力作用下,沿一定水力梯度由高水位向低水位处迳流,部分裂隙水沿裂隙或软弱层面及滑动面径流。(三) 地下水水质根据诸永高速公路台州段第 1 合同两阶段施工图设计工程地质勘察报告:测区
22、地下水类型为 HCO2-3SO2+4- Ca2+ Mg2+型淡水,对砼结构及砼结构中钢筋无侵腐蚀性,但水对钢结构具弱腐蚀性。综上所述,滑坡区含(隔)水层组较单一,但成分、厚度及孔隙、裂隙发育程度差异大。地下水被给源较单一,储量随季节和降水动态变化大,水质良好,水文地质条件较简单。第四节 社会经济及人类活动勘察区隶属仙居市埠头镇红岩村,当地居民生活条件一般。产业主要以农业,次为林业,第三产业不发达,抵御自然灾害能力一般。主 要 人 类 工 程 活 动 为 诸永高速公路台州段第一合同公路右线桥梁人工挖孔柱施工,在原山体坡脚处开挖出一个施工平台,由原坡脚向里侧开挖了3040m 之后,在坡脚形成了一个
23、高约 56m 的临空面,临空面岩土体不断滑塌,边坡山体开始出现拉张裂隙,裂隙不断加大。2005 年 11 月 9 日至 14 日连续降雨后,2005 年 11 月 16 日下午 2 时许,突然发生山体滑坡,形成滑坡 HP1-1 及潜在滑坡 HP1。第四章 滑坡 HP-1 形态特征第一节 变形破坏特征(一) 滑坡体平面形态及规模滑坡纵长约 75m,平均宽度约 80m,滑体面积约 5700m2,滑体平均厚度88.0m,体积约 45600m3,主滑方向 238,与线路轴线夹角约 79,属中型滑坡。滑动面形态上部陡,中下部趋缓,总体呈圆弧状(见照片) 。(二) 滑坡周界滑坡周界以岩土体是否产生变形破坏
24、界定,其沿滑坡体周边分布。滑坡后缘在山坡上一条简易小路前缘,高程 434m 左右。滑坡前缘剪出口在现半溪 1 号桥的 7#-2 墩柱前部的施工便道处,两侧基本以变形土体为界。(三) 滑坡壁滑坡壁呈“圈椅”状,壁面倾向 235左右,倾角 5060,坎高1215m,顶部 3050cm 为耕植土,其下为第四系残坡积含碎石亚粘土,厚度约 1014m。由滑坡壁可以看出,上部残坡积碎石土层显得比较杂乱,碎石含量不均,局部碎石含量高,夹滚石。(四 )滑床滑床后缘出露地层主要为残坡积含碎石粘性土,根据 ZK1 孔及滑坡前缘7#-1 桩资料分析,滑床中部及下部地层应为晶屑凝灰岩。滑床后缘产状较陡,倾角 5060
25、,中部和前缘部位产状趋缓,倾角 1025。(五) 滑带滑床与滑体接触关系:主要以下部风化基岩面为标志面。在滑体下部主要为含碎石亚粘土与强 弱风化晶屑凝灰岩直接接触,含碎石亚粘土松散,透水性强,碎石土中的粘性土遇水易软化。而下部风化基岩工程性质较好,透水性差。地下水主要该基岩面向下流动。在地下水作用下,滑坡体软化,沿风化基岩层面下滑。(六) 滑坡台地滑坡壁以下,地形线发生突然转折,地形变得相对平缓,在滑坡壁底部发现少量地下水渗出。滑坡台地呈台阶状,分为两级台阶,台阶宽约 57m,台阶高差约 10m,延伸长 5060m,走向基本垂直主滑方向。并见有圈椅状微地貌,展布方向与主滑方向基本一致。滑坡体坡
26、面上树木倾倒,醉汉林现象明显。(七) 滑坡裂缝经现场调查,在滑坡壁后侧山坡上拉张裂缝一条,上宽下窄,上部宽220mm 不等,深度 0.5m 以上,长度延伸约 15m,走向基本垂直主滑方向,随时间推移,拉张裂缝呈不断扩大的趋势。第二节 滑坡变形破坏模式按照滑坡受力分牵引式和推移式滑坡。牵引式滑坡其变形特征一般表现为土体向临空方向的剪切蠕动,坡体上产生自地表向深部的拉裂,进一步明显变形产生贯通良好的拉裂缝,然后剪切进一步贯通,地表裂缝增多,伴有局部崩滑、掉块产生,最终滑动面产生坍塌。重力推移式滑坡,其变形特征一般表现为土体向临空方向迅速剪切滑动,剪切面已有软弱结构面控制,其变形是由深部潜在剪切面逐
27、步向地表发展,滑坡体后缘与剪出口位于地形变化转折部位。综合上述变形特征,结合滑坡发展过程和现场调查资料,该滑坡体上发现两级台阶,说明该滑坡曾发生过两次滑动,主要原因是由于前部由于被高速公路施工开挖后形成临空面,后部失支撑而相继滑动。因此,按照滑坡受9力状态,滑坡应属于牵引式滑坡。第三节 滑坡体形成机制滑坡体形成机制包括滑坡的内因和外在两个方面,它们是相互联系,相互补充的。斜坡的破坏机理是由各种因素综合确定的,其中内因方面的地质因素包括:地形地貌因素、岩性因素、构造因素、水文地质因素等,外因方面持续强降雨及水流作用和人类活动(包括农业及工程活动) 。(一) 地形地貌因素滑坡区的地貌单元属侵蚀、剥
28、蚀中低山,从微地貌单元看处于陡坡地带,坡 角 约 3050左 右 。 经 现 场 调 查 发 现 , 山 体 坡 面 上 发 现 大 量 大 型 的 滚 石 ,滚 石 大 小 在 0.205.00m 之 间 , 说 明 该 边 坡 时 常 发 生 崩 塌 等 不 良 地 质 现 象 , 在长 期 的 重 力 作 用 下 , 斜 坡 的 整 体 平 衡 状 态 仅 保 持 着 脆 弱 的 平 衡 。(二) 岩层因素山体斜 坡 上部第四系残坡积含碎石亚粘土层厚 度 大 , 组 成 物 质 结 构 松 散 ,泥 质 含 量 高 , 力 学 性 能 差 , 抗 剪 强 度 低 , 遇 水 易 软 化
29、。 而下部基岩性质好,透水性差,形成一个相对阻水面。(三) 水文地质因素水对斜坡土石的作用,是形成滑坡的重要条件。地下水、地表水可以改变斜坡的外形,当水渗入上部碎石土层中后,不但可以增大了上部碎石土的下滑力,而且可以迅速改变碎石土的性质,降低其抗剪强度,从而起到“润滑剂”的作用。由于边坡坡脚的施工开挖,影响了坡体的稳定性,坡面形成的拉张裂隙又加剧了地下水的下渗。暴雨时整个坡体呈饱和状态。(四) 诱发因素高速公路施工开挖形成临空面,破坏坡体的自然平衡条件,在自重力作用下,使上部碎石土层沿软弱结构面产生应力松驰,引发坡体的下滑。台风活动期间降雨量的增大,使斜坡内动水压力激增,是滑坡发生的又一主要诱
30、发因素。第五章 潜在滑坡 HP特征形态第一节 推测变形破坏特征(一) 滑坡体平面形态及规模滑坡纵长约 270m,平均宽度约 110m,滑体面积约 28000m2,滑体平均厚度 6.0m,体积约 168000m3,主滑方向 238,属巨型滑坡。(二 )滑坡周界潜在滑坡周界以岩土体是否可能产生变形破坏界定。潜在滑坡后缘界定主要根据现场勘探资料并结合野外调查资料分析,由于探槽孔存在缺陷,无法探到基岩面,我们第二次进场进行了地质勘探。根据勘探结果,虽然潜在滑坡区所在山体坡度已达 3050,地形陡峭,但一直到离山顶 2030m 位置山坡坡面上残坡积碎石土厚度仍较大,平均厚度约 35m,且下部基岩分布全强
31、风化层,厚度约 23m。山顶基岩裸露,岩性为凝灰岩,呈强风化状。由于山体表层松散残坡积土层厚度较大,仍存在一定的危险性,我们潜在滑坡后缘定在山顶下约 20m 左右位置。滑坡两侧界线根据现场调查确定:东阳侧边界线基本以山体棱角转折线10为准。潜在滑坡主滑方向为 238左右,所在山体坡向面朝西南方向。滑坡区向北经山体棱角转折线,北侧山体发生坡向转折,山坡坡向朝向西北方向,坡向约 277左右。经现场地质调查发现,虽该侧山体坡面存在一定厚度残坡积碎石土,但对高速公路已基本不构成威胁,但应防止施工扰动。仙居侧边界线主要以山体基岩裸露界线为准。根据现场观测,滑坡 HP1-1边线向向仙居方向则基本沿着滑坡
32、HP1-1 边线向上延伸,在山体边坡标高约550m 以下边线外侧山体已基岩大部分裸露,边坡稳定性好。约山体边坡标高约 550m 以上坡度变缓,山体坡面残坡积厚度约 23m,边坡稳定性尚好,但应防止施工扰动。(四) 滑床与滑带潜在滑坡滑床与滑体接触关系主要以下部强弱风化基岩面为标志面。在潜在滑坡区内残坡积碎石土层较厚,下部局部分布全风化晶屑凝灰岩,与强弱风化晶屑凝灰岩直接接触,含碎石粘性土松散,透水性强,粘性土与全风化晶屑凝灰岩遇水易软化。而下部风化基岩工程性质较好,透水性差。地下水主要该基岩面向下流动。在地下水作用下,滑坡体软化,沿风化基岩层面下滑。第二节 潜在滑坡变形破坏模式综合上述分析,结
33、合现场实际情况,潜在滑坡可能失稳的主要原因是由于前部滑坡 HP1-1 滑塌,形成一个高陡坎,对后部土体失去支撑而导致上部碎石土向下滑动。因此,按照滑坡受力状态,潜在滑坡也应属于牵引式滑坡。第三节 潜在滑坡体形成机制(一) 地形地貌因素潜在滑坡区微地貌单元属于陡坡地形,坡 角 约 3050左 右 , 在 长 期的 重 力 作 用 下 , 斜 坡 的 整 体 平 衡 状 态 仅 保 持 着 脆 弱 的 平 衡 。(二) 岩层因素山体斜 坡 上部第四系残坡积碎石土层厚 度 大 , 组 成 物 质 结 构 松 散 , 泥 质含 量 高 , 力 学 性 能 差 , 抗 剪 强 度 低 , 遇 水 易 软
34、 化 。 而下部局部分布全风化晶屑凝灰岩,力 学 性 能 较 差 , 抗 剪 强 度 低 , 遇 水 易 软 化 。 底 部 基岩性质好,透水性差,形成一个相对阻水面。(三) 水文地质因素地下水是滑坡体形成的重要条件,地下水使土体饱和,软化,抗 剪 强 度降 低 , 使 碎 石 土 体 沿基岩面下滑。(四) 诱发因素高速公路施工开挖造成滑坡 HP1-1 形成,破坏了整个坡体的自然平衡条件,在自重力作用下,使上部碎石土层沿基岩面产生下滑。连续降雨是滑坡体形成的主要诱发条件。过量的水使土体饱和,沿剪切面孔隙水压力过大造成了滑动破坏的条件。滑坡需有以上各种因素的综合作用,先在一个点或一个局部范围发生
35、剪断破坏,然后逐渐发展形成贯通的剪切破坏面、滑动面,最后在滑动力大于抗滑力时产生下滑。第六章 滑坡稳定性计算与评价11第一节 土体力学指标的统计分析由于滑坡区浅部土层主要为第四系残坡积含碎石亚粘土,其自身性质不均匀,局部碎石含量较高,一方面给原状土样采取带来很大困难,另一方面也必然导致抗剪强度测试成果的离散性较大。以现场环刀法取得的原状土样测试成果为依据,剔除少量明显不合理指标,进行综合统计,求得算术平均值(详见附表 1)。部分统计成果见表 2。室内土工试验强度参数统计成果表 表 2直剪 反复直剪层号天然重度(KN/m3)饱和重度(KN/m3) C CR R2 19.8 20.3 35.5 2
36、0.7 24.3 18.5第二节 滑坡稳定性计算一、计算参数的选择滑动面抗剪强度参数的准确取值直接影响边坡计算、分析的可靠性。本报告以室内土工试验成果为依据;参考其它相似滑坡计算参数,根据滑坡体发生、发展的过程,以-剖面位置滑动前地质条件为例,假设原始边坡处于极限平衡状态,安全系数取 K=1.000,采用反算法计算得出C=35.0MKPa,=20.0;安全系数取 K=1.050,采用反算法计算得出C=36.5MKPa,=21.0;安全系数取 K=1.100,采用反算法计算得出C=37.0MKPa,=22.5。假设 C=34.0MKPa,=19.0时,算出原始边坡安全系数为 K=0.957。边坡
37、在原始地貌状态下保持着脆弱的平衡状态,安全系数取 K=1.000 时的试算求得的 C、 值比较符合现场实际情况。因此恢复至原地貌时滑面位置滑面抗剪强度 C=35.0MKPa,=20.0,该指标同时适用于潜在滑坡滑坡位置的土层。对潜在滑坡综合治理时,宜对该指标进行适当折减后作为设计参数(参考以上述指标 8 折计算:C=28MKPa ,=16)。斜坡经下滑后,现在滑坡 HP-1 滑体处于缓慢发展蠕动阶段,为下一次的滑动积累能量。经施工单位的多日现场监测,滑坡 HP-1 滑坡体呈缓慢位移的活动形态。以-剖面为例进行分析,采用反复直剪的抗剪强度指标,滑坡 HP-1 在现今状态下边坡处于暂时的极限平衡状
38、态,安全系数 K 取0.975,采用反算法取 C=23.0MKPa,=17.0 时,试算求得比较符合现场实际情况。因此滑坡 HP-1 滑面位置滑面抗剪强度取 C=23.0MKPa,=17.0。对滑坡 HP -1 进行综合治理时,宜对该指标进行适当折减后作为设计参数(参考以上述指标 8 折计算:C=18.4MKPa , =13.6)。同时根据室内土工试验成果,结合滑坡区上部覆盖层的物质组成特征,滑坡体重力计算统一取饱和重度平均值 at=20.30KN/m 3。二、滑坡稳定性计算经地表调查及勘查表明,滑坡形态比较复杂,根据- 、- 、-三条剖面,采用传递系数法折线形滑面稳定系数( K)计算公式(公
39、式引自工程地质手册),计算滑动带剪出位置为开挖边坡坡脚,公式中所需参数均来自实测和试验结果,计算滑坡体的稳定系数(公式1 )及剩余推力(公式2 ) 。12(一) 稳定系数计算公式:(1)111 1Wisn)taiconi ijjni nijjiiTRLCK式中:Wi第 i 条块的重量(kN/m) ,滑坡体饱和重度平均值 at=20.30KN/m3;i第 i 条块滑面倾角() ; i第 i 条块内摩擦角() ;Ci第 i 条块内聚力( kPa) ;Li第 i 条块滑面长度( m) ;j第 i-1 块段的剩余下滑力传递至第 i 块段时的传递系数( j=i) ,即 j=cos(i-1-i)-sin(
40、i-1-i)tan i;Rn=Wncosntan i+CnLnTn=Wnsinn。(二) 剩余推力计算公式:Ei=KsWisin i +iEi-1-Wicos itan i-CiLi (2)式中:Ks安全系数,取 1.20 和 1.25 分别计算;其余符号意义同稳定系数计算公式。(三) 原始地貌稳定性验算 图 4 原始地貌稳定性验算条块划分简图表 3 原始地貌稳定性验算结果重量 滑面倾角 滑面长度 内聚 力 内摩擦角 总下滑力 总抗滑力 剩余推力(K=1.20)剩余推力(K=1.25)剖面编号滑块编号(KN/m) () (m) (kPa) () (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN
41、/m)稳定系数 最终稳定 系数 774.039 44 18 35 20 832.7 537.7 -187.4 -160.5 1.549 2679.6 38 32 35 20 2721.2 2187.4 -88.1 20.1 1.244 4419.31 32 48 35 20 5765.3 4529.3 -318.1 -97.5 1.273 6644.19 31 68 35 20 10218.2 7951.3 -662.5 -272.3 1.285 10454.5 37 86 35 20 16267.1 14243.0 817.0 1534.5 1.142 7308 37 44 35 20 19
42、931.4 18641.0 2430.4 3367.8 1.069 8251.95 32 36.5 35 20 23755.9 23013.9 3766.9 4889.7 1.032 5083.12 37 19.1 35 20 25902.0 26073.0 5396.9 6704.0 0.993 10162.18 35 31.1 35 20 30020.3 31901.8 8201.3 9782.4 0.941 7612.5 25 29 35 20 33546.4 35119.0 7892.8 8508.6 0.955- 2446.15 11 33 35 20 35575.4 35585.7
43、 5494.5 6061.2 1.0001.000注:1、当地下水位低于或略高于滑动面时,忽略水力梯度的影响,由于本次勘察施工钻孔均漏水因而无法测的地下水13位。(四) 滑坡 HP-1 稳定性验算滑 坡 HP -1滑 动 面HP 潜 在 滑 坡 推 测 滑 动 面 图 5 滑坡 HP-1 稳定性验算条块划分简图表 4 滑坡 HP-1 稳定性验算结果重量 滑面倾角 滑面长度 内聚 力 内摩擦角 总下滑力 总抗滑力 剩余推力(K=1.20)剩余推力(K=1.25)剖面编号滑块编号(KN/m) () (m) (kPa) () (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m)稳定系数 最终稳定
44、系数 2902.9 50 28 23 17 2223.75 1214.47 1454.02 1565.21 0.5461 1867.6 34 9 23 17 3268.09 1894.84 1848.01 1997.74 0.579 5054.7 22 20 23 17 5161.62 3787.69 2069.54 2301.15 0.733- 4060.0 10 31 23 17 5866.63 5723.10 803.37 1050.45 0.9750.975注:1、当地下水位低于或略高于滑动面时,忽略水力梯度的影响,由于本次勘察施工钻孔均漏水因而无法测的地下水位。2、本表稳定系数皆以现
45、状下的滑坡状态下计算表 5 综合治理滑坡 HP-1 稳定性参考验算结果重量 滑面倾角 滑面长度 内聚 力 内摩擦角 总下滑力 总抗滑力 剩余推力(K=1.20)剩余推力(K=1.25)剖面编号滑块编号(KN/m) () (m) (kPa) () (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m)稳定系数 最终稳定 系数 2902.9 50 28 18.4 13.6 2223.75 966.62 1701.88 1813.06 0.434 1867.6 34 9 18.4 13.6 3268.09 1506.79 2235.50 2387.19 0.461 5054.7 22 20 18.4
46、 13.6 5161.62 3008.61 2844.62 3080.03 0.582- 4060.0 10 31 18.4 13.6 5866.63 4546.30 1947.69 2201.37 0.7740.774注:1、当地下水位低于或略高于滑动面时,忽略水力梯度的影响,由于本次勘察施工钻孔均漏水因而无法测的地下水位。2、本表稳定系数皆以现状下的滑坡状态下计算(五 )潜在滑坡 HP稳定性验算14 图 5 潜在滑坡 HP稳定性验算条块划分简图表 6 潜在滑坡 HP稳定性验算结果重量 滑面倾角 滑面长度 内聚 力 内摩擦角 总下滑力 总抗滑力 剩余推力(K=1.20)剩余推力(K=1.25
47、)剖面编号滑块编号(KN/m) () (m) (kPa) () (KN/m) (KN/m) (KN/m) (KN/m)稳定系数 最终稳定 系数 774.039 44 18 35 20 832.7 537.7 -187.4 -160.5 1.549 2679.6 38 32 35 20 2721.2 2187.4 -88.1 20.1 1.244 4419.31 32 48 35 20 5765.3 4529.3 -318.1 -97.5 1.273 6644.19 31 68 35 20 10218.2 7951.3 -662.5 -272.3 1.285 10454.5 37 86 35 2
48、0 16267.1 14243.0 817.0 1534.5 1.142 7308 37 44 35 20 19931.4 18641.0 2430.4 3367.8 1.069 5075 33 23 35 20 22285.5 21405.1 3325.5 4375.0 1.041 6191.5 37 24 35 20 24925.2 25131.2 5233.4 6493.4 0.992- 3857 37 35 35 20 27271.4 27452.4 5672.7 7048.7 0.9930.993注:1、当地下水位低于或略高于滑动面时,忽略水力梯度的影响,由于本次勘察施工钻孔均漏水因而无法测的地下水位。2