工程地质勘察在治理工程设计中的应用

2021-12-04杨宇祥

世界有色金属 2021年22期

关键词：坡脚风化序号

杨宇祥

（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源 517000）

矿产资源的开发与利用以及人类的各项工程活动均可诱发地质灾害，如滑坡、崩塌等。为了有效防止灾害发生，需要进行工程地质勘察[1]。本文以某滑坡区灾害为例，分析工程地质勘察在治理工程设计中的应用。

1 研究区工程地质条件

根据已有滑坡灾害地质特征可知，区内主要出露第四系填土层及第四系坡残积层粉质粘土，下伏侏罗系嵩灵组砾岩、流纹岩及辉绿岩脉，各岩土工程性质特征由上到下分述如下：

第1层：第四系填土层。素填土（层序号①）：灰黄色、黄褐色，稍湿，稍密-中密。其成分以含砾粉质黏土为主，该土质较为均匀，基本完成自重固结，属原便道压实填土。该层仅在地质灾害中部的简易土路附近一带揭露，揭露层厚为0.50m～0.80m，平均厚度为0.65m，层面标高为395.62m～397.82m。

第2层：第四系坡残积层。粉质黏土（层序号②）：黄褐色、红褐色，硬塑-坚硬，局部呈可塑状[2]。其成分以粉黏粒为主，局部含少量中粗砂及砾石。该土质较均匀，手捏粘手，切面稍粗糙，韧性及干强度中等。该层在工程场地内大面积揭露，揭露层厚为1.50m～15.30m，平均厚度为5.58m，层面标高为373.67m～418.06m，该层进行18次标贯试验，其实测标贯击数为8～23击，平均值为12.78击。

第3层：侏罗系嵩灵组基岩层。强风化砾岩（层序号③1）：褐红色、暗红色，该岩风化强烈，岩体极破碎，砾质成分以变质砂岩为主，岩芯呈碎块状、角砾状为主，岩块锤击易碎，个别手可折断，合金钻头干钻难钻进。该层在工程场地内局部揭露，揭露层厚为3.20m～26.80m，揭露平均厚为11.90m，层面标高为393.18m～414.76m，该层进行6次标贯试验，其实测标贯击数为67～94击，平均值为76.67击。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

中风化砾岩（层序号③2）：褐红色、暗红色，砾状结构，泥铁质胶结，胶结紧密，砾质成分以变质砂岩为主，一般粒径为20mm～50mm，含量约占70%，胶结物及砂约占30%。该岩体节理较发育，岩体较完整，岩芯呈柱状为主，局部岩芯呈块状，岩芯锤击易断、声哑断，合金钻头钻难钻进。该层在工程场地内仅1个钻孔揭露，揭露层厚为21.70m；层面标高为404.43m。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于较软岩，岩体完整，岩体基本质量等级为Ⅲ级。

第4层：侏罗系嵩灵组基岩层。全风化流纹岩（层序号④1）：灰白色、白色，原岩结构已完全破坏，岩芯粉土状、半岩半土状，岩芯浸水软化崩解，合金钻头干钻可钻进，属极软岩。该层在工程场地内局部揭露，揭露层厚为1.40m～6.20m，揭露平均厚为3.80m，层面标高为380.06m～387.72m，该层进行3次标贯试验，其实测标贯击数为35～42击，平均值37.67击，该层取3组土样。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

强风化流纹岩（层序号④2）：灰白色、褐色，该岩风化强烈，岩体极破碎，岩芯呈半岩半土状、角砾状为主，岩块锤击易碎，个别手可折断，合金钻头干钻难钻进。该层在工程场地内局部揭露，揭露层厚为11.30m～15.40m，揭露平均厚为13.35m，层面标高为382.58m～386.02m。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

第5层：侏罗系嵩灵组基岩层。全风化辉绿岩（层序号⑤1）：灰黄褐、褐色，原岩结构已完全破坏，岩芯粉土状、半岩半土状，岩芯浸水软化崩解，合金钻头干钻可钻进，属极软岩。该层在工程场地内局部揭露，揭露层厚为2.20m～7.30m，揭露平均厚为4.60m，层面标高为368.07m～383.21m，该层进行7次标贯试验，其实测标贯击数为32～39击，平均值为35.71击。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

强风化辉绿岩（层序号⑤2）：灰黄褐、褐色，该岩风化强烈，岩体极破碎，岩芯呈碎块状、角砾状为主，岩块锤击易碎，个别手可折断，合金钻头干钻难钻进。该层在工程场地内局部揭露，揭露层厚为4.80m～16.60m，平均厚度为8.80m，层面标高为364.37m～411.56m，该层进行10次标贯试验，其实测标贯击数为56～86击，平均值为68.20击。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于极软岩，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

中风化辉绿岩（层序号⑤3）：灰绿色、黄褐色，隐晶质结构，块状构造，该岩风化裂隙极发育，岩体破碎，岩芯呈块状、短柱状为主，局部岩芯呈碎块状，岩芯锤击易断、声哑，合金钻头难钻进。该层在工程场地内仅钻孔ZK9号孔揭露，揭露层厚为19.50m；层面标高为406.76m。根据岩石风化程度、原位试验结合本地区勘察经验判定，岩石属于较软岩，岩体较破碎，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

2 治理工程设计

2.1 坡形坡率设计

灾害区地段较陡，需要削坡，滑坡区自然坡面大部分地段比较平缓，仅有部分地段需削坡：

（1）A1-A10地段施工削坡，分一级坡，设计坡率为1:0.8，坡高为4m～12.38m，长度为81.1m。

（2）B6-B17地段设计坡率为1:1，分一级坡，坡高为9.47m，长度为46.1m；

2.2 支挡结构设计

（1）压脚工程。坡脚滑坡出口地段施工临时压脚工程，首先采用大块石料抛石坡脚，采用蛇皮袋装土石料堆积抛石堆上，形成底宽为3m，顶宽为1m，高为5m的自然斜坡压脚墙。

（2）抗滑桩。在边坡腰部设置一排抗滑桩，桩顶标高设置为380.5m，采用37根旋挖灌注桩，截面为圆形，直径为1.2m，桩长为15m，间距为3m，嵌固深度大于3m，采用C30水下混凝土浇筑；每排各桩身直径设置冠梁连接，规格为0.8m×1.2m。

（3）坡脚设置挡土墙。坡脚挡土墙高度为4m，墙底宽为1.8m，墙顶宽为0.8m，出露为3m，基础埋深为1.0m，采用C30混凝土浇筑，墙身设置2排泄水孔。河堤设置高度为4.7m，底宽为1.8m，墙顶宽为0.8m，出露为3.5m，基础埋深为1.2m，采用C30水下混凝土浇筑，墙身设置1排泄水孔。

（4）坡面采用锚杆+格构梁加固。锚杆采用直径28mmHRB400级钢筋，间距为2.0m×2m，间距方格网布置，崩塌区格构梁锚杆长为12m，坡脚格构梁锚杆长为6m，9m，12m。9m锚杆抗拔力设计值60kN，6m锚杆抗拔力设计值40kN，12m长锚杆抗拔力设计值90kN。坡面施工格构梁，形成锚杆加固体系，格构梁截为面300mm×300mm，嵌固到坡面为15cm，外露为15cm。

（5）原垮塌路段采用桩板墙+硬底化恢复道路。①垮塌路段施工支撑桩，桩身采用旋挖灌注桩，共33根，截面为圆形，直径为0.8m，桩长为8m，间距为2m，采用C30混凝土浇筑。②垮塌路段桩间施工桩间板，板厚为0.3m，高度为2.0m，埋入土深为0.5m，配筋采用C25素混凝土浇筑。③桩板后回填土石方，压实后顶部施工平台硬底化，垮塌地段平台宽度1.6m，设置防护栏，厚0.3m，配筋采用C20砼浇筑。

2.3 排水系统设计

（1）坡顶设置截水沟，截面尺寸为0.5m×0.5m，壁厚为15cm，配筋采用C25素混凝土浇筑，各段均向山腰排水沟排水，汇水至东侧沟谷。

（2）桩后设置一排截水沟，采用矩形截面，截面尺寸为0.5m×0.5m，壁厚为15cm，配筋采用C25素混凝土浇筑，向东西两侧跌水沟排水，接入坡脚排水系统。

（3）坡脚设置排水沟，采用矩形截面，截面尺寸为0.5m×0.5m，壁厚为15cm，配筋采用C25素混凝土浇筑，向南侧排水，接排水涵管。

（4）S1～S2、S21～S22段设置排水涵管，采用直为径0.8m的C30水泥砼管，接河沟排水。

（5）S10～S15、S3～S14，S7～S16段设置跌水沟，构筑竖向排水，截面尺寸为0.8m×0.6m，壁厚为15cm，配筋采用C25混凝土浇筑。

（6）跌水沟坡脚设置消能池，消能池截面为1.5m×1.5m×1.5m，壁厚为20cm，采用C25钢筋混凝土浇筑。

（7）平台硬底化设置呈2°～3°往截、排水沟倾斜，山腰段靠近边坡边缘设置0.2m×0.2m的挡水栏。

2.4 坡面防护

（1）格构梁间三设置维网植草防护。

（2）原垮塌路段施工平台设置成硬底。

2.5 土石方工程

坡面需要进行挖方平整，挖土方为7069.2m3，回填土方为283.5m3，弃土方为180.3m3。削坡主要集中在边坡北侧及坡脚东侧，采用机械与人工相结合的方式，部分超挖凹陷处需回填压实，土方需无树根、杂草的杂质，尽量选用抗剪强度高和透水性强的砾石和砂土。若选用粘性土做填料时，宜掺入适量的砂土或碎石；填土时必须分层压实。人工挖沟槽主要为排水沟、跌水沟、挡土墙、格构梁沟槽人工挖方，采用人工和机械相结合的方式。