宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性分析及防治效果評價

李 業(yè), 梁曉艷, 陳 敏, 陶海川

(湖北省地質(zhì)局 水文地質(zhì)工程地質(zhì)大隊,湖北 荊州 434020)

宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡位于鄂西南宣恩縣主城區(qū)內(nèi),行政隸屬珠山鎮(zhèn)白鶴井社區(qū)。斜坡總分布面積3 900 m2,變形以坡體局部滑移為主,斜坡范圍內(nèi)居民聚集地,建筑密集,一旦變形加劇將產(chǎn)生大規(guī)模破壞,對8戶33人生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生直接威脅,其經(jīng)濟影響和社會影響均較大。本文以該不穩(wěn)定斜坡為研究對象,在勘查的基礎上,對不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性進行定性和定量相結(jié)合分析評價,并提出有效的工程治理措施。對類似的地質(zhì)災害隱患點防治起到一定的借鑒作用。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡為巖土混合型斜坡,斜坡自北西向南東展布,坡向150°～160°。宣恩賓館分布于斜坡前緣坡腳地段,分布高程506 m。坡體受人工改造呈階狀,整體坡度約30°～35°,斜坡體上因切坡形成的陡坎高1.5～4.9 m,坡腳處切坡高達5.0～6.8 m。陡坎間人工改造形成的平臺多修建住宅,且集中在斜坡中下部,住宅以磚混結(jié)構兩層為主,最高一棟達7層。

不穩(wěn)定斜坡及周邊出露地層主要為第四系殘坡積層和三疊系中統(tǒng)巴東組第四段。其中第四系殘坡積層(Qel+dl),巖性為紫紅色碎石土,多分布于坡間緩坡地帶,厚度1.0～3.0 m;三疊系中統(tǒng)巴東組第四段(T2b4)巖性為強—中風化紫紅色薄—中厚層狀粉砂質(zhì)泥巖,坡體多處可見基巖,巖層產(chǎn)狀傾向310°～330°,傾角8°～15°,節(jié)理裂隙發(fā)育,該地層巖性軟弱,具易風化破碎,遇水易泥化的特點,是典型的易滑地層。

該斜坡處于宣恩向斜核部南東段偏末梢部位[1],受構造影響,NE、NW向節(jié)理裂隙較為發(fā)育,破壞巖體完整性,一定程度影響坡體穩(wěn)定性。

根據(jù)地層巖性組合特征,地下水在巖石中的賦存狀況,可將區(qū)內(nèi)地下水劃分為松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。地下水動態(tài)變化較顯著,一般受大氣降雨和河流水位變化的影響,徑流途徑短。由于分布面積小,多受地形切割出露,地下水富水性較差、水量較小。

2 基本特征

不穩(wěn)定斜坡前緣分布高程508 m,后緣高程526 m,縱長48 m,橫寬60～110 m,總分布面積3 900 m2。斜坡類型為巖土混合型,與下伏基巖構成逆向緩傾結(jié)構。平面上呈橫長型(圖1),剖面上經(jīng)人工改造呈階梯狀(圖2)。該斜坡近期的變形破壞特征主要表現(xiàn)為地面裂縫和建筑物變形,集中分布于斜坡中下部高程510～522 m范圍內(nèi),其中地面裂縫有4處、建筑物變形2處。地面裂縫均為拉張裂縫,走向60°～70°,延伸長度9～20 m不等,裂縫寬度0.5～1 cm。這4條裂縫均分布在屋前平臺的臨坎處,距離陡坎0.5～3 m,裂縫延伸方向與陡坎走向一致,裂縫靠近陡坎一側(cè)的地面下座1～2 cm不等。建筑物變形共見2處。一處位于斜坡中部的吳連紅家房屋頂部(該房為七層磚混結(jié)構),裂縫主要順坡向產(chǎn)生羽狀裂縫,裂縫長0.7～1.0 m,縫寬0.5～2 mm,傾角50°～70°。一處變形位于斜坡東側(cè)前緣陡坎處的擋土墻,裂縫以45°傾角切穿高約7 m的漿砌石擋土墻,裂縫微張[2]。

圖1 宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡工程地質(zhì)平面圖Fig.1 Engineering geological plan of unstable slope near the Xuan’en hotel1.不穩(wěn)定斜坡范圍;2.地面裂縫及編號;3.建筑物變形及編號;4.第四系松散人工堆積填土巖組;5.第四系松散殘坡積粉質(zhì)粘土夾碎石巖組;6.三疊系中統(tǒng)巴東組薄—中厚層粉砂質(zhì)泥巖巖組;7.剖面線及編號。

3 成因機理

宣恩賓館斜坡發(fā)育于三疊系中統(tǒng)巴東組第四段(T2b4)紫紅色粉砂質(zhì)泥巖構成的逆向緩傾斜坡段。該不穩(wěn)定斜坡近期的變形破壞特征主要表現(xiàn)為地面裂縫和建筑物變形,變形主要集中在兩個區(qū)段:一為斜坡中部南西側(cè)坡體淺表,即LF1、LF2地面裂縫,變形多在降雨入滲條件下,土體在自重條件下沿巖土接觸面向臨坎段產(chǎn)生滑移;二為斜坡南東側(cè)中下部,即LF7-JB2沿線,在長期地下水作用下,巖土體力學強度降低,沿不利結(jié)構面下座擠密產(chǎn)生變形。結(jié)合變形時間和變形特征分析,變形具有局部連續(xù)性和逐漸擴大的特點,在降雨入滲地下水徑流沖蝕作用下,有進一步發(fā)育的空間。目前變形均以局部淺表滑移、下座擠密拉裂為主,處于初期蠕滑階段,隨著變形的逐步加劇,將對局部斜坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響,長遠來看對整體穩(wěn)定產(chǎn)生一定影響。

4 穩(wěn)定性評價

穩(wěn)定性定量評價采用理正巖土計算軟件中的邊坡滑塌治理計算模塊,運用傳遞系數(shù)法對不穩(wěn)定斜坡坡體穩(wěn)定系數(shù)及剩余推力進行計算。綜合考慮縱向及水平方向上巖土接觸面、土體力學性質(zhì)的差異性及潛在

圖2 Ⅱ-Ⅱ′工程地質(zhì)剖面圖Fig.2 Engineering geological profile of sectionⅡ-Ⅱ′1.地面裂縫及編號;2.推測潛在滑移面;3.人工填土;4.粉質(zhì)粘土夾碎石;5.粉砂質(zhì)泥巖;6.風化界線;7.已有擋土墻。

滑面分析與變形發(fā)展趨勢,并結(jié)合地面調(diào)查及對斜坡剖面搜索最不利滑移面顯示,變形段集中于Ⅰ-Ⅰ′中部、Ⅱ-Ⅱ′中下部,故斜坡選?、?Ⅰ′中部、Ⅱ-Ⅱ′中下部作為計算剖面。計算考慮工況1(自重+地表荷載)及工況2(自重+地表荷載+暴雨)兩種條件下進行。

結(jié)合具體實際情況,在選定有關參數(shù)的情況下,各種工況條件下宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定系數(shù)及下滑推力計算結(jié)果見表1。

計算顯示,在工況1條件下,兩條剖面均處于基本穩(wěn)定狀態(tài),但安全系數(shù)不大,局部有變形產(chǎn)生;在工況2條件下,兩條剖面穩(wěn)定系數(shù)分別為1.039、1.023,1.0

表1 斜坡穩(wěn)定性計算成果表Table 1 Calculation results of slope stability

5 防治工程方案與效果

在查明地質(zhì)災害成因類型基本特征,進行穩(wěn)定性分析評價的基礎上,針對坡體結(jié)構與變形特征及其穩(wěn)定性影響因素,采用“地表排水+坡間重力式擋墻支擋+前緣坡腳擋墻加固支擋+監(jiān)測”的綜合治理方案進行防護。在完善治理區(qū)排水系統(tǒng)的前提下,采取有效措施重點提高前緣已有高陡擋墻抗力,以確保坡體穩(wěn)定,在此基礎上對局部土體厚度及地形變化較大且穩(wěn)定性較差,進行防護處理,以防對較為密集的建筑物造成危害。治理工程于2015年10月通過竣工驗收,并通過近三個水文年的防治效果監(jiān)測(其中2016年斜坡所在區(qū)域受極端天氣影響,暴雨等級到達50年一遇),結(jié)果顯示,坡體及防治工程均未產(chǎn)生變形跡象。通過該方案的實施,斜坡變形得到了根本防治,確保了斜坡范圍內(nèi)人民群眾安居樂業(yè),同時較好的改善了生活及出行環(huán)境。

6 結(jié)語

根據(jù)勘查成果,在查明地質(zhì)災害成因類型的基礎上,對斜坡穩(wěn)定性進行了定性、定量評價,分析出影響該邊坡穩(wěn)定的主要因素,得出斜坡局部存在變形可能的結(jié)論。從而有針對性的對邊坡提出工程量小、便于施工、投資少且安全可行的治理方案。通過工程竣工驗收后近三個水文年的防治效果監(jiān)測顯示,斜坡未出現(xiàn)進一步變形的跡象,防治工程及防治效果良好,取得良好的社會效益與經(jīng)濟效益,獲得當?shù)卣?管理部門)與人民群眾的好評?？蔀轭愃频刭|(zhì)災害隱患點防治提供參考借鑒。

[1] 李智民.清江流域宣恩縣地質(zhì)災害詳細調(diào)查報告[R].武漢:湖北省地質(zhì)環(huán)境總站,2011.

[2] 李業(yè).湖北省宣恩縣宣恩賓館不穩(wěn)定斜坡應急治理工程設計[R].武漢:湖北省水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院,2010.