池州市某垃圾焚燒發(fā)電廠項目邊坡穩(wěn)定性評價及防治對策

盧榮坤 歐陽秋山

摘要：為保障池州市生活垃圾焚燒發(fā)電項目的安全，在勘察已發(fā)生變形破壞的A-B-D段挖方邊坡工程場地的地質(zhì)環(huán)境條件基礎(chǔ)上，闡述邊坡不穩(wěn)定因素、邊坡破壞模式和邊坡滑體形態(tài)，分析滑坡形成機理，采用折線法進行土質(zhì)邊坡穩(wěn)定性計算和評價，并提出具體的防治對策。

關(guān)鍵詞：深挖路塹邊坡;穩(wěn)定性評價;防治對策;垃圾焚燒發(fā)電廠

研究區(qū)位于安徽省池州市貴池區(qū)涓橋鎮(zhèn)聯(lián)合村建設(shè)池州市生活垃圾焚燒發(fā)電項目，場區(qū)面積約85.03畝（1畝≈666.667 m2），整平挖方后產(chǎn)生4個挖方邊坡，最大坡高為26.00～45.00 m。施工后，A-B段邊坡出現(xiàn)變形破壞，坡體表面最大水平位移為157 mm，最大沉降為147 mm ; B-D段擋墻發(fā)生位移、局部破壞，底部截水溝發(fā)生變形，坡面局部框架梁出現(xiàn)斷裂，并在頂部山脊發(fā)育11條地裂縫，邊坡失穩(wěn)嚴(yán)重，安全隱患較大[1-2]。

1 區(qū)域地質(zhì)概況

項目主要出露古生代志留紀(jì)—二疊紀(jì)、中生代三疊紀(jì)和晚白堊世以及零星第四紀(jì)地層，并受大面積的間歇性緩慢上升運動影響，區(qū)內(nèi)及鄰區(qū)地震震級均小于5級，屬中等地震活動區(qū)，地震基本烈度為Ⅶ度。邊坡主要位于志留紀(jì)墳頭組和茅山組，前者主要為灰黃、黃綠色厚層粉砂巖質(zhì)頁巖、細粒巖屑石英砂巖夾礫屑磷塊巖，后者主要為灰綠、黃褐、紫紅色厚層細粒巖屑石英砂巖與泥質(zhì)粉砂巖互層。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

場地原地貌類型為低丘及谷地，開挖支護后形成了坡度為20°～30°的邊坡，邊坡走向為東南—西北向，總體傾向約320°。地層由新到老依次為第四系全新統(tǒng)人工堆積層和志留系沉積巖，巖性主要由含碎石粉質(zhì)黏土、泥質(zhì)粉砂巖、斷層泥夾角礫及泥巖等組成。

2.1 邊坡巖土構(gòu)成

場地巖土可劃分為4層。（1）含碎石粉質(zhì)黏土：黃褐色，稍濕，可塑狀態(tài)，成分為粉質(zhì)黏土夾少量碎石。（2）強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖：碎裂結(jié)構(gòu)，黃綠色，粉砂～泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要成分為粉砂和泥質(zhì)，質(zhì)地較軟，遇水易軟化，巖石堅硬程度為較軟巖，較破碎，巖石質(zhì)量等級為Ⅴ級，發(fā)育兩組節(jié)理，擬建場地普遍分布該層，表現(xiàn)為西北（坡頂）厚、東南（坡腳）薄。（3）強風(fēng)化斷層泥夾角礫：碎裂結(jié)構(gòu)，灰色，完整性差，未固結(jié)，無定向構(gòu)造，主要成分為斷層泥和泥化巖石碎屑夾少量角礫及巖石碎塊，成分以泥巖為主，巖石堅硬程度為極軟巖，遇水易膨脹軟化，手捏易碎，極破碎，巖石質(zhì)量等級為Ⅴ級，擬建場地普遍分布該層，呈現(xiàn)為西北薄、東南厚。（4）中風(fēng)化泥巖：灰～深灰色，塊狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造，主要成分為泥巖，巖石堅硬程度為較軟巖，遇水易軟化，較破碎，巖石質(zhì)量等級為Ⅳ級，發(fā)育2組節(jié)理，擬建場地普遍分布該層未穿透。

2.2 地質(zhì)構(gòu)造特征

地質(zhì)構(gòu)造簡單，地層基本呈一單斜構(gòu)造，巖層產(chǎn)狀5°∠32°，巖層傾向與坡向相反，未發(fā)現(xiàn)強烈褶曲及巖漿活動。裂隙構(gòu)造較發(fā)育，是區(qū)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)面之一，主要發(fā)育兩組節(jié)理：與傾向相反，夾角為10°～20°，λ=40°;順層微節(jié)理，均屬壓性構(gòu)造裂隙，呈閉合狀，裂隙無膠結(jié)，結(jié)合一般，貫通性好。巖層基本為薄層構(gòu)造，在構(gòu)造節(jié)理和風(fēng)化裂隙的共同作用下，邊坡巖體結(jié)構(gòu)較破碎，邊坡巖體類型為Ⅱ類。

2.3 水文地質(zhì)特征

場地由西北向東南傾斜的兩個條狀丘包及其間的溝谷組成，西北高、東南低，地形坡度一般為11°～35°，局部地段坡度高達40°～50°。屬北亞熱帶濕潤性季風(fēng)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量適中，光照充足，四季分明，地表水系不發(fā)育，多為季節(jié)性溪流，現(xiàn)場調(diào)查坡腳處溪寬0.50～2.00 m ，水深0.20～ 0.40 m。地下水類型主要為覆蓋層中的上層滯水和基巖裂隙水，補給主要為大氣降水和地表徑流，排泄方式主要為自然蒸發(fā)和側(cè)向徑流。地下水穩(wěn)定水位埋深為2.80～15.60 m，穩(wěn)定水位標(biāo)高在58.10～120.50 m，勘察期間部分鉆孔出現(xiàn)漏水嚴(yán)重的現(xiàn)象。

3 邊坡不穩(wěn)定因素

3.1 巖石強度與結(jié)構(gòu)構(gòu)造

邊坡工程地質(zhì)巖組主要由較軟～極軟類巖石構(gòu)成，邊坡巖體強度較低，具有遇水易軟化、崩解、粒狀解體等不良工程地質(zhì)特征，導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定性差?？辈靾龅貎?nèi)的第②層強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖和第③層強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖體一級破碎，堅硬程度為極軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅴ級;第④層中風(fēng)化泥巖較完整，堅硬程度為較軟巖，巖體基本質(zhì)量等級為Ⅳ級。場地內(nèi)巖性呈軟硬相間狀態(tài)，第③層強風(fēng)化斷層泥夾角礫為易軟化、泥化的夾層，是造成邊坡失穩(wěn)的主要巖性。

場地巖體均由碎裂結(jié)構(gòu)巖體組成，裂隙節(jié)理發(fā)育，連續(xù)性差，均由軟弱類巖組構(gòu)成，邊坡巖體強度低，易出現(xiàn)滑坡、崩塌、垮塌、沖刷、粒狀解體等類型的破壞，邊坡穩(wěn)定性差。

3.2 大氣降水與地下水

強降雨或短時大暴雨因雨量大，對邊坡的沖刷破壞作用力較強，是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一。場地內(nèi)的地下水類型主要為基巖裂隙水，基巖裂隙充填性較差、透水性強，并受構(gòu)造及裂隙發(fā)育的影響，富水量一般，與上部地表上層滯水無明顯水力聯(lián)系。

地下水的補給主要為大氣降水和地表徑流，接受降水補給以后，一部分補給風(fēng)化裂隙帶，一部分補給下部巖溶水，其他以裂隙下降泉的形式流出地表，形成基流。總體上由地勢較高的西北部向地勢較低的東南部徑流和排泄。

3.3 地裂縫

本次調(diào)查共發(fā)現(xiàn)地裂縫11條，長幾米到百米不等，寬 0.05～0.50 m不等（見圖1），最長約140.00 m，寬0.50 m，以西北—東南和西南—東北向為主，南—北為輔。地裂縫往往是邊坡位移變形的前兆，是影響邊坡穩(wěn)定性的重要因素之一。

3.4 邊坡破壞模式

鉆孔顯示，坡體內(nèi)部存在較厚的強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖層，抗剪指標(biāo)很低，整體邊坡角僅為21°。

邊坡破壞模式：上部強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖滑體為張拉破壞，中部沿著強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖層以折線形搓動，同時經(jīng)勘察，下部坡腳處強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖層較厚，強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖較薄，底部在強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖中為圓弧形滑動面，并從坡腳薄弱的強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖處剪出。后期開挖，滑動面可能向下部延伸。

3.5 邊坡滑體形態(tài)

滑體長度為230.00 m左右，滑坡體上寬下窄，滑動面上部厚度為30.00 m左右，下部為15.00～20.00 m，同時沿山脊處滑體較厚，兩側(cè)相對較薄?；麦w量約40萬m3，邊坡滑體占地約2萬m2（投影面積），后緣裂縫最大長度為146.00 m，前緣在坡腳處的最大長度為123.00 m，坡腳走向與主滑動方向夾角為36.5°。

4 邊坡穩(wěn)定性分析

4.1 滑坡的形成機理

經(jīng)野外實地地質(zhì)勘察，該滑坡第一次A-B段邊坡滑動機理分析如下： A-B段邊坡開挖，坡腳下部開挖基坑，形成約5.00 m深的臨空面，使上部坡體失去了支撐;邊坡體下伏③強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖，為極軟巖，遇水軟化，同時基坑開挖形成的臨空面將②強風(fēng)化泥質(zhì)砂巖挖薄，上部坡體失去抵抗力，沿坑底面剪出，形成滑坡。

該滑坡第二次A-B-D段滑動機理分析如下： A-B-D段邊坡開挖廠區(qū)工作面，挖除部分A-B-D段坡腳支撐段;由于第一次A-B段邊坡坡面位移較大， A-B段坡體位于現(xiàn)在的 A-B-D段邊坡滑坡體的坡腳處， A-B段的滑動位移導(dǎo)致現(xiàn)在的A-B-D段整體邊坡坡腳松動，坡腳缺少必要的支撐;暴雨使地表水排泄不暢而下滲，第一次滑動形成的裂縫未及時封堵，導(dǎo)致與基巖接觸帶附近的③強風(fēng)化斷層泥夾角礫含水量增高，同時A-B-D段邊坡坡體上部存在順坡向強風(fēng)化斷層泥夾角礫巖層，抗剪強度低，遇水軟化、膨脹，強度降低，含水量增大后自重增加，力學(xué)強度降低。

總之，廠區(qū)A-B-D段整體邊坡開挖減少整體邊坡的支撐段、 A-B段坡體位移導(dǎo)致A-B-D段邊坡坡腳松動、坡體內(nèi)部順坡向的軟弱泥巖和降雨是導(dǎo)致A-B-D段坡體整體滑動的主要因素。

4.2 邊坡穩(wěn)定性計算及評價

影響邊坡穩(wěn)定性的因素一般可分為內(nèi)在因素和外在因素。結(jié)合本次勘察場地邊坡的具體情況進行分析，此處影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素是人類工程活動（開挖坡腳）和降雨。采用圓弧滑動法和折線法對土質(zhì)邊坡進行穩(wěn)定性計算（見表1）發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)在的邊坡及坡腳回填后的邊坡穩(wěn)定系數(shù)均不滿足規(guī)范要求（穩(wěn)定安全系數(shù)Fst應(yīng)不小于1.35），邊坡屬于欠穩(wěn)定邊坡。

4.3 邊坡治理工程措施及建議

由于A-B-D段邊坡屬于欠穩(wěn)定邊坡，對開挖高度大于10.00 m的土質(zhì)邊坡和開挖高度大于25.00 m的巖質(zhì)邊坡，建議進行邊坡穩(wěn)定性計算。根據(jù)穩(wěn)定性分析結(jié)果進行判斷，不能滿足穩(wěn)定安全系數(shù)Fst要求的邊坡，應(yīng)進行邊坡支護。支護方式采用削坡減載+抗滑擋墻或抗滑樁+錨索錨桿+框架梁+降水措施等錨固體系，同時對坡面進行錨噴護面，做好防排水措施。

5 結(jié)論

（1）池州市生活垃圾焚燒發(fā)電項目挖方邊坡屬于欠穩(wěn)定邊坡，現(xiàn)在的邊坡及坡腳回填后的邊坡穩(wěn)定系數(shù)均不滿足規(guī)范要求，整體邊坡開挖與坡體位移導(dǎo)致坡腳松動、坡內(nèi)順坡向軟弱泥巖和降雨是導(dǎo)致A-B-D段坡體整體滑動的主要原因。

（2）采用+削坡減載抗滑擋墻或抗滑樁+錨索錨桿+框架梁+降水措施進行邊坡支護，并進行邊坡穩(wěn)定性計算，滿足邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，同時對坡面進行錨噴護面，做好防排水措施。

[參考文獻]

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