论文部分内容阅读
[摘 要]汉源县新县城污水厂位于新县城东南侧紧邻流沙河库岸傍，在前期场地勘察中揭露出所在的斜坡为一古滑动变形堆积体，且污水处理厂在水库蓄水后将三面环水，场地所在的斜坡工程地质条件将发生变化，工程场地又处于水库岸边再造区，为此，场地所在不利地质环境与不利地质体的双重组合叠加状态下，场地所在的斜坡稳定性将进一步降低。为了保障污水处理厂的顺利修建及安全运行，开展了对该潜在不稳定斜坡及库岸边坡治理的专项勘察工作。
[关键词]库区；潜在不稳定斜坡；勘察
中图分类号：S796 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0166-02
汉源新县城位于流沙河与大渡河交汇的条形山地上，横向上地形南陡北缓，呈向北（流沙河）倾斜的单斜山地形，地形坡度一般11°。拟建污水处理厂位于流沙河右岸斜坡地带，前缘是流沙河，两侧分别是任家沟与小水塘沟，场地所在上述两沟之间地形构成向三面倾斜，中部外凸的弧形斜坡，属低山剥蚀地貌。场地南高，而北、东、西三个方向均低，拟建污水处理厂最高高程876.75m，最低高程853.42m。水库蓄水后850m库水位将使场地三面环水，形成半岛。
1、地层岩性
场地地层主要有人工填土层、冲洪积层（卵石土）、残坡积层（粉质粘土、粉土、细砂、碎石土和块石土）、三叠系上统须家河组（泥岩、砂岩）和二叠系下统栖霞茅口组（灰岩）。基岩总体构成大致北东倾向的单斜岩层，倾角一般12～14°。
2、基本特征
斜坡总体外形呈“铲箕状”，近南北向展布，地势北低南高，呈现为下陡上缓的地形，坡脚至后部平台间地面坡度约25～28°，其间局部陡坎地面坡度达30°以上，后部平台相对平缓，地面坡度约11°。潜在主滑方向为26°，前缘最低高程826m，后缘最高高程874m，相对高差48m。潜在不稳定斜坡在平面上纵向上最长249m，平均长度210m；前部宽度238m，中部最宽292m，后部较窄208m，平均宽度295m，面积6.2×104m2，潜在不稳定斜坡体厚度8.75～18.7m，平均厚度12.4m，体积76.9×104m3，属中型潜在不稳定斜坡。
该潜在不稳定斜坡的潜在滑动带（面）主要为堆积体与下伏基岩的接触面，钻孔揭露滑面较平整，擦痕明显，滑面倾角12～14°。
3、变形破坏特征与机制
在勘察过程中，在部分钻孔的岩土接触带附近揭露到滑动变形界面，而其它多数钻孔所揭露到强风化的砂、泥岩岩体完整性差，大部分破碎，解体，呈散体状或碎裂状结构，转石、块碎石与含粉质粘土的角砾混杂，杂乱无序，部分泥岩已强风化成0.1～0.3m厚的土体，具粘性土特性。说明场地上部基岩曾经产生过变形滑动，即上覆岩土体沿强风化的砂泥岩底界发生过顺层滑动。
水库运行后，850m库水位将包围着大部分场地，犹如一个三面临水的半岛，地下水位上升，浸润线抬高，位于强风化带底部软弱带在地下水的作用下进一步泥化，抗剪强度将降低。水库运行后最高水位850m，最低水位790m，其水位变幅为60m，在库水位下降时位于斜坡体内的地下水将顺着斜坡向外排泄，由此产生动水压力亦会加剧该潜在不稳定斜坡破坏变形。
由上述分析可知，岩性、构造作用及地形地貌为潜在不稳定斜坡转化成滑坡提供了物质基础、临空面；斜坡体下部的土石接触面及软弱夹层（含碎石粉质粘土），控制了滑体主应力及主滑方向；水对滑带土的软化作用是潜在不稳定斜坡转变成滑坡的主要引发因素。滑坡可能破坏形式为牵引式。
4、稳定性评价
（1）场地分区
A区块位于斜坡中部，呈现为近北东、南西向展部，坡向与基底岩层倾向大致一致。该块段前部阻滑段地形坡度12°，为阶梯状斜坡地形，由于潜部地表以粉质粘土为主，局部阶梯陡坎高差较大，地表变形主要为局部陡坎的下挫，整体稳定；中部主滑段呈现为缓斜坡，斜坡坡度为11°，没有变形迹象；后部牵引段为平缓的台地，地形坡度为5°，无变形迹象。该区块除前部局部浅表溜滑变形外，整体稳定性良好。
B区块位于斜坡的东侧，任家沟的左侧，该区块整体呈现为圈椅状地形，圈椅内阶梯状地形呈弧形延伸，据地面调查，任家沟侧基覆界面可见滑动面，滑痕指向偏向沟内并略向下游，因此判断该区块主要是向沟内临空方向存在滑移，按照目前地面变形特征，区块稳定性较差，坡体处于临界稳定或蠕滑阶段。按照剖面图分析，该区块由于浅层粘性土较厚，下部为碎石、块石土，判断滑动土体为浅层粘性土。
C区块位于斜坡体的西侧，该块段在北侧、西侧前沿阻滑段为坡度25～30°的斜坡，斜坡呈阶梯状，局部陡坎坡度70°以上，其中北侧斜坡呈现为圈椅状地形，圈椅内阶梯状地形呈弧形延伸，据地面调查，该部分的梯田常出现下挫、裂缝等变形；主滑段为总体呈11°左右的斜坡，斜坡坡面为多级高差达2～5m的陡坎；牵引段为坡度5°左右的缓倾平台。按照地形及变形特征，该区块虽然天然条件处于稳定状态，但稳定性系数较低。
（2）计算工况选择
1）现状稳定性计算工况：一般工况、暴雨工况；
2）水库運行期（水库正常蓄水位850m）稳定性计算工况：一般工况、暴雨工况和地震工况。
3）C、φ值的选取
软弱面及潜在滑动面（带）C、φ值的选取主要采用室内试验指标分析方法和反算分析方法相结合的原则综合确定，见表1。
4）稳定性计算
计算结果见表2
5、塌岸预测
潜在不稳定斜坡区上覆松散层耕植土、粉质粘土、块石土等，下伏基岩主要为三叠系上统须家河组地层。松散土层在库水浪蚀、冲刷作用下极易崩滑，下伏强风化砂岩质软、裂隙发育，在库水动力作用下亦易于被冲蚀。尤其是库水位在高程850～790m范围内反复振荡，极易发生塌岸。通过对区内岩土体分析，结合纵剖面1及2对塌岸进行预测。 经计算，瀑布沟电站正常运行后，塌岸宽度见表3。
6、发展趋势预测
当瀑布沟水电站建成库区蓄水后，库水将淹没潜在不稳定斜坡体前部斜坡地带，特别是库水位的反复变动，产生动水压力，将削弱该斜坡前部的抗滑力，降低斜坡的稳定性，加之暴雨及荷载的作用，同样可使该潜在不稳定斜坡演变成滑坡。另外，根据塌岸预测，瀑布沟电站正常蓄水后，该潜在不稳定斜坡区塌岸宽度为24.10～51.15m，拟建场地局部位于塌岸影响范围内，塌岸的结果也将导致潜在不稳定斜坡进一步变形破坏。
7、治理措施建议
根据潜在不稳定斜坡特征、成因机制及瀑布沟水电站库区正常蓄水后潜在不稳定斜坡的稳定性，可采用抗滑支挡措施和辅助措施对潜在不稳定斜坡进行治理。根据潜在不稳定斜坡体厚度较大的特点，可采用抗滑桩进行支护。
方案一：
支挡措施：对整个潜在不稳定斜坡布置一条抗滑桩支挡线，稳固库岸和潜在不稳定斜坡前缘，防止因为潜在不稳定斜坡前缘减载而逐渐形成牵引式滑动，高程于860m。
辅助措施：主要为监测预警，除拟建污水处理厂建设外，禁止在斜坡体上有加载效应的其它工程建设活动，并位于850m水位线以下的潜在不稳定斜坡部分进行护坡。
方案二：
支挡措施：在B区和C区布置抗滑桩进行支挡，而A区采用挡土墙进行防护。
辅助措施：监测预警；结合污水处理厂建设，在滑体中后部进行削方减载，根据潜在不稳定斜坡稳定性分析一节可知，削方可增加该潜在不稳定斜坡的稳定性；根据该拟建场地的特点，修建排水沟，把坡体上的水引向左右两侧的小水塘沟和任家沟。
经对比分析，建议采用方案二对潜在不稳定斜坡进行治理。
8、分析与总结
1）根据现场不同的情况，对该潜在不稳定斜坡进行分区评价稳定性；
2）不同的稳定性评价区域所取的参数要结合试验值與反演值进行综合取值，所取的参数要与各分区的实际情况相吻合；
3）由于该斜坡位于库岸区，因此在计算稳定性时需考虑水库蓄水和泄水时产生的静水压力与动水压力对稳定性的影响。
4）斜坡位于水库岸边再造区，因此需计算塌岸对今后设计的影响。
最终设计选择了方案二进行治理，该治理工程竣工后经6年边坡安全巡查表明，未发现边坡变形破坏迹象，治理效果良好，说明勘察过程中对该潜在不稳定斜坡的认识全面、计算参数选择正确，治理方案合理。
参考文献
[1] 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）北京：中国建筑工业出版社，2009；
[2] 《滑坡防治工程勘查规范（GBT32864-2016）》.北京：中国标准出版社，2006；
[3] 《汉源县新县城污水厂滑坡勘察报告》（四川省地质工程勘察院）。
[关键词]库区；潜在不稳定斜坡；勘察
中图分类号：S796 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2018）10-0166-02
汉源新县城位于流沙河与大渡河交汇的条形山地上，横向上地形南陡北缓，呈向北（流沙河）倾斜的单斜山地形，地形坡度一般11°。拟建污水处理厂位于流沙河右岸斜坡地带，前缘是流沙河，两侧分别是任家沟与小水塘沟，场地所在上述两沟之间地形构成向三面倾斜，中部外凸的弧形斜坡，属低山剥蚀地貌。场地南高，而北、东、西三个方向均低，拟建污水处理厂最高高程876.75m，最低高程853.42m。水库蓄水后850m库水位将使场地三面环水，形成半岛。
1、地层岩性
场地地层主要有人工填土层、冲洪积层（卵石土）、残坡积层（粉质粘土、粉土、细砂、碎石土和块石土）、三叠系上统须家河组（泥岩、砂岩）和二叠系下统栖霞茅口组（灰岩）。基岩总体构成大致北东倾向的单斜岩层，倾角一般12～14°。
2、基本特征
斜坡总体外形呈“铲箕状”，近南北向展布，地势北低南高，呈现为下陡上缓的地形，坡脚至后部平台间地面坡度约25～28°，其间局部陡坎地面坡度达30°以上，后部平台相对平缓，地面坡度约11°。潜在主滑方向为26°，前缘最低高程826m，后缘最高高程874m，相对高差48m。潜在不稳定斜坡在平面上纵向上最长249m，平均长度210m；前部宽度238m，中部最宽292m，后部较窄208m，平均宽度295m，面积6.2×104m2，潜在不稳定斜坡体厚度8.75～18.7m，平均厚度12.4m，体积76.9×104m3，属中型潜在不稳定斜坡。
该潜在不稳定斜坡的潜在滑动带（面）主要为堆积体与下伏基岩的接触面，钻孔揭露滑面较平整，擦痕明显，滑面倾角12～14°。
3、变形破坏特征与机制
在勘察过程中，在部分钻孔的岩土接触带附近揭露到滑动变形界面，而其它多数钻孔所揭露到强风化的砂、泥岩岩体完整性差，大部分破碎，解体，呈散体状或碎裂状结构，转石、块碎石与含粉质粘土的角砾混杂，杂乱无序，部分泥岩已强风化成0.1～0.3m厚的土体，具粘性土特性。说明场地上部基岩曾经产生过变形滑动，即上覆岩土体沿强风化的砂泥岩底界发生过顺层滑动。
水库运行后，850m库水位将包围着大部分场地，犹如一个三面临水的半岛，地下水位上升，浸润线抬高，位于强风化带底部软弱带在地下水的作用下进一步泥化，抗剪强度将降低。水库运行后最高水位850m，最低水位790m，其水位变幅为60m，在库水位下降时位于斜坡体内的地下水将顺着斜坡向外排泄，由此产生动水压力亦会加剧该潜在不稳定斜坡破坏变形。
由上述分析可知，岩性、构造作用及地形地貌为潜在不稳定斜坡转化成滑坡提供了物质基础、临空面；斜坡体下部的土石接触面及软弱夹层（含碎石粉质粘土），控制了滑体主应力及主滑方向；水对滑带土的软化作用是潜在不稳定斜坡转变成滑坡的主要引发因素。滑坡可能破坏形式为牵引式。
4、稳定性评价
（1）场地分区
A区块位于斜坡中部，呈现为近北东、南西向展部，坡向与基底岩层倾向大致一致。该块段前部阻滑段地形坡度12°，为阶梯状斜坡地形，由于潜部地表以粉质粘土为主，局部阶梯陡坎高差较大，地表变形主要为局部陡坎的下挫，整体稳定；中部主滑段呈现为缓斜坡，斜坡坡度为11°，没有变形迹象；后部牵引段为平缓的台地，地形坡度为5°，无变形迹象。该区块除前部局部浅表溜滑变形外，整体稳定性良好。
B区块位于斜坡的东侧，任家沟的左侧，该区块整体呈现为圈椅状地形，圈椅内阶梯状地形呈弧形延伸，据地面调查，任家沟侧基覆界面可见滑动面，滑痕指向偏向沟内并略向下游，因此判断该区块主要是向沟内临空方向存在滑移，按照目前地面变形特征，区块稳定性较差，坡体处于临界稳定或蠕滑阶段。按照剖面图分析，该区块由于浅层粘性土较厚，下部为碎石、块石土，判断滑动土体为浅层粘性土。
C区块位于斜坡体的西侧，该块段在北侧、西侧前沿阻滑段为坡度25～30°的斜坡，斜坡呈阶梯状，局部陡坎坡度70°以上，其中北侧斜坡呈现为圈椅状地形，圈椅内阶梯状地形呈弧形延伸，据地面调查，该部分的梯田常出现下挫、裂缝等变形；主滑段为总体呈11°左右的斜坡，斜坡坡面为多级高差达2～5m的陡坎；牵引段为坡度5°左右的缓倾平台。按照地形及变形特征，该区块虽然天然条件处于稳定状态，但稳定性系数较低。
（2）计算工况选择
1）现状稳定性计算工况：一般工况、暴雨工况；
2）水库運行期（水库正常蓄水位850m）稳定性计算工况：一般工况、暴雨工况和地震工况。
3）C、φ值的选取
软弱面及潜在滑动面（带）C、φ值的选取主要采用室内试验指标分析方法和反算分析方法相结合的原则综合确定，见表1。
4）稳定性计算
计算结果见表2
5、塌岸预测
潜在不稳定斜坡区上覆松散层耕植土、粉质粘土、块石土等，下伏基岩主要为三叠系上统须家河组地层。松散土层在库水浪蚀、冲刷作用下极易崩滑，下伏强风化砂岩质软、裂隙发育，在库水动力作用下亦易于被冲蚀。尤其是库水位在高程850～790m范围内反复振荡，极易发生塌岸。通过对区内岩土体分析，结合纵剖面1及2对塌岸进行预测。 经计算，瀑布沟电站正常运行后，塌岸宽度见表3。
6、发展趋势预测
当瀑布沟水电站建成库区蓄水后，库水将淹没潜在不稳定斜坡体前部斜坡地带，特别是库水位的反复变动，产生动水压力，将削弱该斜坡前部的抗滑力，降低斜坡的稳定性，加之暴雨及荷载的作用，同样可使该潜在不稳定斜坡演变成滑坡。另外，根据塌岸预测，瀑布沟电站正常蓄水后，该潜在不稳定斜坡区塌岸宽度为24.10～51.15m，拟建场地局部位于塌岸影响范围内，塌岸的结果也将导致潜在不稳定斜坡进一步变形破坏。
7、治理措施建议
根据潜在不稳定斜坡特征、成因机制及瀑布沟水电站库区正常蓄水后潜在不稳定斜坡的稳定性，可采用抗滑支挡措施和辅助措施对潜在不稳定斜坡进行治理。根据潜在不稳定斜坡体厚度较大的特点，可采用抗滑桩进行支护。
方案一：
支挡措施：对整个潜在不稳定斜坡布置一条抗滑桩支挡线，稳固库岸和潜在不稳定斜坡前缘，防止因为潜在不稳定斜坡前缘减载而逐渐形成牵引式滑动，高程于860m。
辅助措施：主要为监测预警，除拟建污水处理厂建设外，禁止在斜坡体上有加载效应的其它工程建设活动，并位于850m水位线以下的潜在不稳定斜坡部分进行护坡。
方案二：
支挡措施：在B区和C区布置抗滑桩进行支挡，而A区采用挡土墙进行防护。
辅助措施：监测预警；结合污水处理厂建设，在滑体中后部进行削方减载，根据潜在不稳定斜坡稳定性分析一节可知，削方可增加该潜在不稳定斜坡的稳定性；根据该拟建场地的特点，修建排水沟，把坡体上的水引向左右两侧的小水塘沟和任家沟。
经对比分析，建议采用方案二对潜在不稳定斜坡进行治理。
8、分析与总结
1）根据现场不同的情况，对该潜在不稳定斜坡进行分区评价稳定性；
2）不同的稳定性评价区域所取的参数要结合试验值與反演值进行综合取值，所取的参数要与各分区的实际情况相吻合；
3）由于该斜坡位于库岸区，因此在计算稳定性时需考虑水库蓄水和泄水时产生的静水压力与动水压力对稳定性的影响。
4）斜坡位于水库岸边再造区，因此需计算塌岸对今后设计的影响。
最终设计选择了方案二进行治理，该治理工程竣工后经6年边坡安全巡查表明，未发现边坡变形破坏迹象，治理效果良好，说明勘察过程中对该潜在不稳定斜坡的认识全面、计算参数选择正确，治理方案合理。
参考文献
[1] 《岩土工程勘察规范》（GB50021-2001）（2009年版）北京：中国建筑工业出版社，2009；
[2] 《滑坡防治工程勘查规范（GBT32864-2016）》.北京：中国标准出版社，2006；
[3] 《汉源县新县城污水厂滑坡勘察报告》（四川省地质工程勘察院）。