鲁甸县龙头山镇农贸市场滑坡基本特征及治理工程研究

2016-10-12夏通云

西部探矿工程 2016年10期

关键词：框格第四系农贸市场

夏通云

（云南地质工程勘察设计研究院，云南昭通657000）

鲁甸县龙头山镇农贸市场滑坡基本特征及治理工程研究

夏通云*

（云南地质工程勘察设计研究院，云南昭通657000）

鲁甸县龙头山镇农贸市场滑坡位于云南省鲁甸县龙头山集镇农贸市场后侧山体斜坡区，通过对该滑坡勘查及成因分析，查明了该滑坡的基本特征、形成原因，并对滑坡进行了稳定性验算。结果表明，滑坡现状处于欠稳定—基本稳定状态，在地震、暴雨工况下可能产生急滑。结合滑坡区条件，提出锚索框格梁+抗滑桩+地表截排水为主的治理方案。通过工程治理，可消除农贸市场滑坡隐患，直接保护下方商户生命财产安全，间接保护龙泉河和集镇桥梁，本滑坡治理经验可供类似工程借鉴。

滑坡；基本特征；稳定性分析；工程治理；锚索框格梁

农贸市场滑坡位于云南省鲁甸县龙头山镇农贸市场后侧山体斜坡区，总体地形高陡，地质环境条件脆弱。农贸市场修建、房屋建设、坡面耕种等对项目区产生了一定影响，受鲁甸“8.03”地震影响，坡体发生剧变，产生了地裂缝、浅表坍滑、滚石等一系列地质灾害问题，直接威胁其下农贸市场区固定商户12户100人（如恢复集市，则受威胁人数可达500人），潜在威胁龙泉河、集镇桥梁，地质灾害险情等级为大型。通过野外钻探、工程地质测绘、试验等工作，查明了该滑坡的基本特征及形成原因，并对滑坡进行稳定性分析。滑坡现状处于欠稳定—基本稳定状态，在地震、暴雨等工况条件下处于不稳定—欠稳定状态，可能产生急滑。结合滑坡区地形地貌特征，提出了锚索框格梁+抗滑桩+地表排水为主的治理方案。

1　滑坡区自然地质环境条件

1.1地形地貌

该滑坡位于龙头山镇农贸市场后侧山体斜坡区，地貌上属于溶蚀侵蚀高山峡谷地貌，地势南高北低，总体地形坡度20°～50°，滑坡东侧受冲沟切割，西侧及后缘凹槽发育，坡脚由于农贸市场修建开挖形成高16～22m不等的高陡临空面。

1.2地层岩性

滑坡区浅表层为第四系人工堆积层、第四系冲洪积层及第四系崩坡积层；下伏基岩为奥陶系下统下巧家组泥质白云岩。分述如下：

（1）第四系人工活动层：

①1层耕土：褐、褐红色，松散，稍湿，粘性土为主，局部夹少量砾石、碎石，可见植物根系，层厚0.2～0.9m。

①2层填土：灰、褐灰色，松散，稍湿，顶部为薄层混凝土，其下主要为粘性土夹碎块石，局部含建筑、生活垃圾，层厚0.5～1.6m。

（2）第四系崩坡积层：

②层含碎、块石粉质粘土：褐红、褐黄色，稍湿，可塑—硬塑状，局部含块石，层厚2.3～9.4m。

（3）第四系冲洪积层：

③层圆砾：褐灰色；湿，中密，局部夹卵石，成分主要为灰岩、玄武岩，粘性土充填为主，层厚1.4～3.8m。

（4）奥陶系下统下巧家组：

④1层强风化泥质白云岩：灰黄、灰白色，经机械破坏，岩芯破碎，取芯率低，多呈0.2～3cm碎石状、粉末状、土状，揭露厚度2.60～14.90m。

④2层强风化泥质白云岩：蓝灰、灰绿色，经机械破坏，岩芯破碎，取芯率低，多呈碎石状、粉末状、土状，岩芯可见泥质白云岩，揭露厚度2.30～13.90m。

1.3水文地质条件

场地地下水类型主要为第四系松散堆积层孔隙水及岩溶水。孔隙水主要赋存于第四系冲洪积层、崩坡积层等地层中，富水性强，透水性强，岩溶水含水层主要为奥陶系下统下巧家组泥质白云岩，富水性、透水性均一般。项目区地下水主要接受大气降雨补给，受地形条件控制，大部分转化为地表径流，入渗补给地下水的补给量较小。

2　滑坡工程地质分析

2.1基本特征

现状滑坡地表变形迹象明显，周界清晰，平面上呈不规则半圆型，纵向长约208m，横向宽约106m，平均厚度7m，体积约14×104m3，主滑方向346°，属浅层中型牵引式土层滑坡。

2.2滑动面（带）与滑床

滑坡控滑结构面为第四系松散堆积层与下伏强风化基岩界面，滑体物质主要为第四系崩坡积含碎、块石粉质粘土，滑体厚4～10m，平均厚度约7m；滑床为奥陶系下统下巧家组强风化泥质白云岩，岩层产状244°∠16°，岩层倾向与斜坡坡向大角度斜交。

2.3滑坡成因分析

根据本滑坡破坏模式和机理，影响本滑坡稳定性的因素主要有：

（1）地形地貌：滑坡区总体地形高陡，地形地貌条件的不利组合，为斜坡上部堆积体提供了较大的重力势能差，为坡体物质的滑移提供了动力。

（2）岩土体结构：斜坡表层为第四系崩坡积层含碎块石粉质粘土，结构松散，与下伏基岩形成上软下硬的二元结构，地表水下渗降低了滑面强度，有利于滑动面（带）的形成与贯通。

（3）工程切坡开挖：滑坡坡脚农贸市场修建切坡开挖，形成高16～22m的陡临空面，为坡体物质的滑动、剪出提供了临空面与滑移空间，坡体物质在重力条件下易失稳向临空面滑移。

（4）地表水：滑坡表层为第四系崩坡积层含碎块石粉质粘土，结构松散、孔隙大，易于地表水下渗，在降雨条件下，地表水沿上部土层孔隙下渗，一方面增大了坡面荷载，另一方面使滑动面一带土体软化、抗剪强度降低。

（5）地震：2014年8月3日昭通市鲁甸县发生6.5级地震，为滑坡体发生剧变的主要诱发因素。

3　滑坡稳定性评价

3.1滑坡稳定状态的定性评价

该滑坡前缘临空，为典型的牵引式滑坡。勘查揭露的控滑结构面尚未完全贯穿，现处于蠕变阶段，滑坡整体基本稳定。而局部开裂变形严重、坍滑区域已完全贯穿，现处于欠稳定状态，随着震后坡体应力的调整，滑坡区整体稳定性将不断降低，局部块体极易发生剧滑。

3.2滑坡稳定性计算

（1）参数的选取。稳定性计算参数主要依据现场土体直剪试验、室内试验、反算及经验综合选定，见表1。

表1　滑坡稳定性计算参数取值表

（2）计算公式的选取。本滑坡滑动面纵向上呈折线形，依滑体物质及滑面形态，采用《滑坡治理工程勘察规范》（DZ/T0218-2006）附录E.1.2选取折线形滑面计算公式进行稳定性计算。计算公式如下：

其中：

式中：ψj——第i条块的剩余下滑力传递至第i+1条块时的传递系数（j=i），即：

ψj=cos（αi-αi+1）-sin（αi-αi+1）tanφi+1

Wi——第i条块所受的重力，kN/m，包括滑坡体自重、建筑附加荷载、动荷载，其中建筑附加荷载、动荷载综合考虑15kPa；

Ci——第i条块土的内聚力，kPa；

φi——第i条块土的内摩擦角，（°）；

Li——第i条块滑动面长度，m；

αi——第i条块滑面倾角，（°）；

A——地震加速度，N/kg；

ru——孔隙压力比；

Kf——稳定系数。

滑坡推力按传递系数法计算，公式如下：

Pi=Pi-1×ψ+Ks×Ti-Ri

式中：Pi——第i条块的推力，kN/m；

Ks——设计安全系数。

其中，下滑力：

Ti=Wi（sinαi+Acosαi）+γwhiwLicosαisinβicos（αi-βi）

抗滑力：

Ri=（Wi（cosαi-Asinαi）-Nwi

γwhiwLicosαisinβisin（αi-βi）tanφi+CiLi

孔隙水压力：

Nwi=γwhiwLicosαi

即近似等于浸润面以下土体的面积hiwLicosαi乘以水的容重γw。

渗透压力平行于滑面的分力：

TDi=Nwisinβicos（αi-βi）

渗透压力垂直滑面的分力：

RDi=Nwisinβisin（αi-βi）

（3）滑坡稳定性计算结果。对1、2、3、4、5五个剖面分3种工况进行稳定性计算，计算结果见表2，典型剖面见图1。

3.3滑坡稳定性综合评价及发展趋势分析

表2　稳定性计算结果表

滑坡在自重工况下处于基本稳定—欠稳定状态，在自重+暴雨工况、自重+地震工况下处于欠稳定—不稳定状态，这与滑坡在雨季发生变形、滑移的地表变形迹象吻合，而项目区为8度抗震设防，地震对滑坡稳定性影响最为明显，基于目前滑坡变形状态，在外动力作用下极可能发生剧滑、解体，对其下农贸市场造成严重危害，必须及时采取工程治理措施，以消除滑坡带来的危害。

4　滑坡工程治理

根据滑坡的特点、技术的可靠性、方案的经济性，确定采用“抗滑桩板墙+挡土墙+锚索框格梁+被动防护网+排水工程”的治理措施，治理工程总体设计如下：

（1）抗滑桩板墙工程：滑坡前缘存在临空面，两侧已发生垮塌，土体结构松散，故前缘两侧设置一排抗滑桩板墙对其进行支挡，桩板墙后回填反压。

（2）锚索框格梁工程：滑坡后缘已开裂变形、部分地段发生垮塌，设置2～3排锚索框格梁，防止滑坡进一步向后牵引并达到分级支挡的目的；滑坡中部坡度较陡，局部已垮塌，为防止滑坡沿中部陡坡地段剪出，在滑坡中部布置两排锚索框格梁束腰；滑坡前缘中部临空面高差大、坡度陡，部分地段基岩出露，设置5～7排锚索框格梁进行锚固。

（3）挡土墙工程：滑坡坡脚已有挡墙已开裂变形，部分已破坏，对其拆除重修。

（4）被动防护网工程：滑坡区内整体坡度较陡，表面分散有碎块石，为防止碎块石崩落至农贸市场，在滑坡中部及前缘挡墙、抗滑桩顶各设置一道被动防护网拦截碎块石。

（6）排水工程：为减少地表水对滑坡体的影响，滑坡体后缘约5m处设置一道坡体截水沟拦截地表水，并在前缘挡墙脚设置一道排水沟。