工程地质专业滑坡灾害设计=论文

工程地质专业滑坡灾害设计=论文内容摘要：

构造面及顺坡缓倾的结构面是产生滑坡的内在地质环境条件。 3．地形地貌相对高差较大，山体坡角陡，即坡角大于 10176。 、小于 45176。 、下陡中缓上陡、上部成环状的坡形是产生山体滑坡的内在地貌环境条件。 特别是在斜坡向与岩层结构面倾向一致时易于滑坡的形成。 4．地下水作用地下水使岩土软化、降低岩土的抗剪和黏结强度，产生动水和孔隙水压力，潜蚀岩土，增大岩土容重，对透水岩石产生浮托力等是产生滑坡的水文地质条件。 12 第二章 熊家梁 1隧道左线出口 段滑坡工程 概况 工程简介 西汉高速公路是国家高速公路网京昆高速 ，也 是国道主干线二连浩特至河口公路的重要组成部分。 陕西境内过境段，也是陕西省“米”字型公路主骨架的重要组成部分。 该公路北起户县涝峪口，接已建成通车的西安至户县高速公路，南止勉县元墩，接在建的勉县至宁强高速公路。 路线主线全长 ，全线采用双向四车道高速公路标准建设，根据地形条件分级设计计算行车速度 60100km/h，路基宽度 2026m，全封闭，全立交，西汉高速跨越关中翻秦岭入陕南，线路沿线地质环境复杂，滑坡地质灾害频繁发生。 2020 年 4 月 7 日，西汉高速 32 标段的熊家梁 1 号隧道左线出口 LK134+849～ LK134+905段洞口边、仰坡及部分暗洞初期支护垮塌，洞内初期支护变形严重，已无法进行二衬施工，距开挖坡口 25～ 60m 已出现数条裂缝，其中主裂缝可测深度 ，长约 20m，宽20～ 40cm不等。 该滑坡属中型块碎石滑坡，为牵引式工程滑坡，其后缘及后部左侧缘多处出现环状、羽状裂缝，其中第二条裂缝连通性尚好。 隧道和坡体的开挖，减弱了抗滑段，扰动了坡体前部土体，使其前部失去了支撑，稳定性降低。 场地条件 区域自然地 理、地质条件 国道主干线（ GZ40）陕西境内宁陕筒车湾至洋县槐树关段高速公路是国道主干线二连浩特至河口公路的重要组成部分，也是陕西省 “米 ”字型公路主要骨架西安至汉中高速公路的重要路段。 2020 年 12 月提交完成 “国道主干线（ GZ40）陕西境内宁陕筒车湾至洋县槐树关段高速公路详细工程地质勘察报告 ”， 2020 年 6 月提出引汉济渭调水工程，经过半年多论证得出西汉高速公路须在拟建的三河口水库段范围内进行局部改线，改线段起点位于油坊坳龙王潭隧道进口，终点大河坝，全长 ，熊家梁 1隧道即位于该段。 13 、公里桩号位置 本项目为国道主干线（ GZ40）宁陕筒车湾至洋县槐树关三河口水库改线段其中一段，公里桩号为 LK134+860～ LK134+905，行政区划隶属陕西省宁陕县梅子乡。 如图所示为熊家梁位置图。 气象、水文 图 熊家梁 1隧道出口滑坡地理位置图 勘 察区属亚热带暖湿季风气候区，气候湿润，年降水量 800～ 1000mm，雨量充沛。 该区属于秦岭南麓汉江流域，水系发育，较大的河流为汶水河及汶水河支流蒲河、椒溪河、马家沟河等，为长年性流水河，其汶水河年平均径流量 43302 万 ｍ179。 ，年平均流量 ｍ179。 /s，最大洪峰流量 300ｍ179。 /s。 滑坡所在沟谷有间歇性水流，水量受大气降水的影响，呈季节性变化。 14 地形地貌 该区域属低中山地貌，山势陡峭，地形复杂，山坡坡度 20～ 60176。 ，标高在 579～ 1240m之间。 支沟发育，多为“ V”字形，多数支沟中有常年性水流，属构造抬升河谷侵蚀基岩山区。 勘察区天然地面坡度 20～ 35176。 ，高程在 653～ 729m之间，相对高差 76m，地形略有起伏。 坡面植被发育，以乔木为主。 根据工程地质调绘及钻孔揭露情况，勘察区分布的地层主 要为元古界碗牛角坝组上段云母石英片岩夹硅质大理岩、伟晶岩脉，第四系全新统滑坡堆积层和第四系残坡积物。 其岩性特征如下： 1）第四系全新统残坡积物 ： 分布于滑坡以外和滑体表部，主要岩性为红褐色～棕黄色亚粘土含碎石，稍湿，硬塑～可塑；碎石母岩为云母石英片岩、呈强风化状。 2）第四系全新统崩坡积堆积层 ： 碎石土：褐黄色～灰黄色，主要为崩坡积物质，碎石粒径一般 20～ 40mm，含量约占 50～ 60%，偶见块石，其粒径一般为 200～ 350mm，最大约 4m，含量约 5～ 10%，松散～稍密；粘土或粉土充填，稍湿，硬塑～可塑。 3）第四系滑坡堆积层 ： 碎石土：褐黄色～灰黑色，主要由受构造影响的全～强风化云母片岩碎石、块石组成，碎石粒径一般 20～ 50mm，含量约占 60～ 80%，块石粒径一般为 200～ 350mm，最大约 4m，含量约 5～ 10%；砂土充填，为块碎石全风化产物，稍湿，稍密～中密。 4）第四系坡洪积堆积层 ： 砂土：灰黑色～灰黄色，分布于滑体下部，主要矿物为石英、长石，颗粒级配一般，呈次棱角～亚圆状，角砾含量 5～ 10％，偶见碎石，粘性土含量 20～ 30％，可塑，稍湿～湿。 5）云母石英片岩： 暗灰色～深灰色，鳞片变晶结构，片状构造， 主要矿物为云母、石英，受 FⅠ 3（秧 15 田坝直立走滑断裂带）构造影响，岩体节理裂隙发育，片理走向近东西向，倾向 NW，倾角 35176。 ～ 58176。 ，局部地段夹黑云母石英片岩、黑云硅质片岩及大理岩，有石英、伟晶花岗岩岩脉。 节理裂隙发育，多呈张开状，泥质或岩屑充填。 滑坡基本位于 FⅠ 3 构造带内，岩体非常破碎。 根据区域地质资料，勘察区位于南秦岭陆内造山带，构造复杂，主要发育 FⅠ 3 秧田坝直立走滑断裂带，为一高角度脆韧性走滑构造带，呈东西向展布，构造带宽约 1～ 2km，由多级断层、构造岩组成，延伸数十公里，主要 发育 3 组“ X”剪节理：走向约 10176。 ～35176。 ，倾向 NE，倾角 16176。 ～ 66176。 ；走向约 150176。 ～ 175176。 ，倾向 N 或 S，倾角 30176。 ～ 88176。 ；走向约 220176。 ～ 240176。 ，倾向 WN，倾角 28176。 ～ 84176。 在 LK134+846～ LK134+887 和 LK134+946～ LK134+975 两段发育断层，产状分别为20176。 ∠ 80176。 、 20176。 ∠ 68176。 ，与隧道大角度相交，勘察区恰好位于两断裂带之间，岩体十分破碎。 从工程地质平面图分析，该滑坡一部分位于 FⅠ 3（秧田坝直立走滑断裂带）内，其主滑方向与断裂带走向基本一致。 根 据《国道主干线（ GZ40）陕西境内筒车湾至槐树关段地震安全评价工作报告》及《中国地震动参数区划图》（ GB18306－ 2020），勘察区的地震基本烈度为Ⅵ度，地震动峰值加速度为 ，地震动反应谱特征周期为 ～ ，为非全新活动断裂，属区域地质基本稳定区。 中国地震动反应谱特征周期调整表 特征周期分区 场地类型划分 坚硬 中硬 中软 软弱 1 区 2 区 3 区 地震动峰值加速度分区与地震基本烈度对照表 16 地震动峰值加速度分 g ≥ 地震基本烈度值 VI VI VII VII VIII VIII ≥ IX 依据勘察区的岩性特征及地下水的赋存条件，可分为松散岩类孔隙水和断层裂隙水两类。 松散岩类孔隙水赋存于地表崩坡积碎石土中，主要接受大气降雨及地表水补给，受降雨影响较大，在沟谷底部以下降泉形式出露，各泉流量不等，流量 ～。 断层裂隙水主要赋存于破碎 的云母石英片岩中，受构造带影响，地下水呈带状分布于相对透水的碎块状岩体中，水位不连续，局部地带水量较大。 调查发现滑体表面未见地下水出露，在 ZK ZK ZK ZK6 中均见有不同深度的地下水，且在 ZK6 中作了简易提水试验，确定了该处岩层的渗透系数 K。 计算公式参考《工程地质手册》 ww rlls QK  计算 渗透系数 K＝。 提水试验是简易水文地质试验方法之一，由于提水试验不易控制稳定降深和流量。 其试验成果资料精度较差。 提水实验主要运用于坚硬岩体，裂隙不发育，岩体渗透 性、补给及径流条件较差，含水层富水性弱，出水量小的地区。 提水实验的特点：在野外进行的各种水文地质实验中，提水试验具有设备简单、操作便捷的特点，并且能够较为准确的反映含水层的实际状况。 提水实验是通过调整提桶数和时间间隔使得地下水流动达到稳定状态。 一、 提水试验的目的 （一）确定钻孔、民井、试坑涌水量和含水层渗透性的概略值，为设计抽水设备提供依据。 （二）在透水性弱、涌水量小的含水层进行提水试验，可提供一般的排水设计资料。 二、提水试验对钻孔的要求 （一）钻孔孔径不得小于 73mm，如果地下水量较大时应考虑加大孔 径，以便使用直径较大的提水筒。 17 （二）在含水层松散易塌地段应下虑管。 （三）尽量不在含水层中使用泥浆钻迸或投放泥球等堵水物质。 （四）提水之前应进行洗孔，冲洗钻孔内的沉积物及泥浆。 （五）当穿过整个含水层，需分别取得各层资料时，应进行分层止水，再进行提水试验。 三、提水试验的设备 （一）提水筒：筒的直径根据孔径而定，比孔径小 1~2 级即可。 筒长按涌水量大小而定，一般长 2~3m。 （二） 提绳：一般可使用钢丝绳，试坑、民井可使用麻绳。 （三）升降设备：可使用钻机的升降机，在试坑、民井中提水可用人力。 （ 四）测钟：测量水位使用。 （五）量水容器：有刻度的专用容器或提筒、普通铁桶都可做量水容器。 能称量或计算测定水量即可。 四、提水实验步骤： （一） 实验前准备好实验设备，包括提桶、钢丝绳、电测水位计、秒表等，并准确量出提桶的容积，保证钢丝绳有足够长度满足实验的降深要求。 （二） 利用大降深提水清洗实验孔至水清，观测静止水位，并初步确定提水落段与提水速度，各提水落段应位于钻孔套管以下。 （三） 将提桶放入钻孔中，开始计时，灌满水后提起，必须保证每次提桶中充满水。 （四） 每隔约十分钟记录一次提桶数，可根据现场实际情况调 节时间间隔，并测量钻孔中水位埋深，当连续约 3 小时内提桶数、时间间隔和水位埋深均无变化时，即井流达到稳定状态时，可结束本落段的提水实验。 （五） 第一落段实验完成后 ，增加提水速度，使钻孔中水位下降，进行第二落段提水实验。 重复第 (四 )步过程。 五 、提水试验的技术要求 （一）提水试验前必须要按要求洗井。 （二）提水试验前必须测定静止水位、水深、孔深。 （三）必须根据孔内水注高度，设计提水时稳定降深的次数和深度。 18 （四）做提水试验时，力求单位时间内提水次数均匀，提出水量大致相等，以使水位、水量相对稳定。 （五）提水时 稳定降深的控制原则 在要求较高的提水试验中应进行 2~3 次降深。 一般可作 1~2 次降深。 水位降深一般应大于。 控制降深可在提绳上作标志，以使提水筒下到一定深度。 提升提水筒的次数应根据孔内涌水量的大小而定。 水大多提，水小少提；原则是提水后孔内水位应保持在动水位深度附近。 动水位测量的允许误差值为177。 ，水量允许误差为士 10%。 （六）提水的观测时间，一般开始时每隔 l5min 观测 1~3 次。 以后每隔 30min 观测一次。 同时测量提出的水量。 （七）水位稳定的延续时间一般为 4~6h。 如果水位、水量不稳定，提水时间应适当延长。 （八）提水试验结束后，应立即观测恢复水位，并做好记录。 其观测时间间隔与提水试验相同直到接近静止水位。 六 、提水试验的资料整理 （一）试验结束后应及时整理提水试验记录表，试验孔岩心鉴定表，涌水量计算单等。 （二）进行涌水量计算时应在计算单上给出试验孔结构，过滤器位置及试段顺序示意图涌水量按下列各式计算： ww T / q=Q/S 式中 wQ —动水位稳定延续时间内的流量总和（ L） wT —动水位稳定延续时间（ s） Q—涌水量（ L/s） q—单位涌水量（ L/s178。 m） S—降深（ m）。 19 若试验经过三次水位降深的提水，求得各降深的单位涌水量为 q q q3，则可用算术平均法求出该试验孔的单位涌水量 根据详勘阶段水质简分析试验资料，该区地下水的矿化度为 ， PH值为 ，属弱碱性水，水中无侵蚀性二氧化碳。 依据相关规范判定，地下水对混凝土结构无腐蚀性。 滑坡 形成 条件 滑坡特征 滑坡形态、变形特征 从地形来看，滑坡左侧是“ V”型的天然冲沟，右侧为一相对宽缓的沟槽，滑坡就发育于两沟所夹的山脊处，其圈椅状地貌明显，呈上陡－中缓－下陡。 “ V”型的天然冲沟纵坡较大，约 100‰，设计中将沟道作为弃渣场，现沟道已被弃渣填至标高 653m处，填方最高近 20m。 目前坡体已开挖成两级，一级坡高约 25m，坡度 42176。 ，二级坡高 ，坡度 39176。 ，之间为约 4m宽的平台。 老滑坡在平面上呈“舌”状，前缘剪出口位于开挖坡脚，高程 660m 左右，后缘位于山体陡壁附近，高 程 715～ 725m，前后高差约 65m，左右边界均以沟槽为界，平均宽约 59m，主轴线长 99m，主滑方向为 260176。 ，面积 5840m2，体积约 16 万 m3。 受开挖影响产生的新滑坡左右边界和前缘。