资源描述
深汕高速公路西段部分高边坡稳定性及处治分析报告
一 、前 言
深汕高速公路通过粤东南沿海剥蚀丘陵区,地质构造上处于北东(东)向惠阳华夏式断裂带,历经多次构造运动。由于构造断裂影响,造成沿线岩石破碎,构造结构面发育。因此,当该线路切坡通过上述地段时,路堑高边坡开挖引发较多地质灾害。
深圳—汕头高速公路(西段)自1996年12月28日通车以来,曾先后发生不同程度边坡病害几十处,其中在1997年6~8月份暴雨季节,边坡病害最为频繁和严重,象K101(K275)大型滑坡、K74(K303)滑坡和K44(K333)边坡坍滑均发生在此期间。
边坡病害通过有效整治工作,大多数工程经受了两个以上雨季考验,目前处于稳定状态或基本稳定状态。但是,该高速公路边坡中仍存在以锚喷和素喷混凝土为防护主体十多处高边坡,因防护结构使用年限和排水条件不利局限,使这些边坡部分已发生变形,潜伏着病害隐患。例如2000年发生K60(K317+650~+800)段及K65(K312+580~+700)右侧边坡坍滑。鉴于,近几年来该区域受台风影响和降水较正常年份要偏少,若遇丰水年份,这些边坡很可能进行病害频发期。
边坡病害整治经验教训表明,边坡病害治早治小,预防为主,尤其对运营中交通主干线,交通安全是至关重要。为了尽量避免和减少边坡病害灾害程度,达到减灾和防灾目,受广东省高速公路有限公司深汕西分公司委托,中铁西北科学研究院深圳南方分院,2003年对深汕高速公路(西段)沿线高边坡进行了系统普查,筛选出10余处边坡,根据高边坡现场普查信息和收集高边坡有关资料,结合已建边坡病害整治工程,通过高边坡稳定性数值计算和类比分析,对边坡稳定状态进行综合评价,拟定各具体边坡变形监测方案或预防边坡病害治理方案建议,建立深汕高速公路(西段)边坡病害简易数据库系统。
根据深汕西2007年度养护工程计划,为作好路基边坡预防性养护工作,分公司养护工程部和联营体深汕西养护项目部,在3月下旬对全线边坡进行雨季前全面检查,为下一步维修计划任务提供依据。深汕高速公路西段K212+364~K358+980路基边坡调查报告,成果资料表明,部分边坡出现坡面沉陷坑洞、坡面防护鼓胀开裂、砌体勾缝脱落及泄水孔流泥等现象。为此,深汕西公司养护工程部计划安排一次边坡定期检查,2007年6月中上旬组织深汕西公司养护工程部、广东能达高等级公路维护有限公司深汕西养护项目部、中铁西北科学研究院有限公司深圳南方分院等单位对深汕高速公路西段全线高边坡进行检查。着重检查曾发生病害重点复杂路段边坡和目前有变形迹象高陡边坡,查明变形现象和边坡病害类型,分析判断变形病害形成原因,进行边坡稳定性评价,评估边坡病害对高速公路运营安全危害程度,为边坡变形病害处治对策提出建议。
二、高边坡稳定性评价
高边坡稳定性评价是在收集有关边坡勘察设计资料基础上,通过现场查勘边坡地形地貌特征、工程地质及水文地质条件、边坡支护结构形式及边坡变形特征,结合边坡可能发生变形破坏类型及破坏模式,按一定计算模式,采用极限平衡法、图解法、工程地质比拟法等进行评价和分类。
(一)高边坡稳定性影响因素
影响高边坡稳定因素有边坡高度、岩土性质、岩层风化程度、岩土体强度、岩层构造及坡体结构类型、水文地质条件影响、(边)斜坡地貌特征、坡体应力场改变、施工方法工艺和施工程序、自然斜坡和既有人工边坡稳定状况、气候作用及地震作用影响,以及人类活动开挖、坡顶堆载和重要(建)构筑物等因素
(二)边坡坡体结构类型及边坡破坏类型
坡体结构类型根据路堑边(斜)坡物质组成、风化程度、岩土体结构以及岩土体强度特性可分为土质或类土质边坡、二元结构边坡破碎岩石边坡、岩石边坡。不同边坡坡体结构类型宜采用合适坡形坡率及相应支护工程措施。
1.土质边坡或类土质边坡
根据边坡体组成岩性分类:坡残积粘性土均质土边坡;风化呈土状或碎屑状全风化花岗岩、变质砂岩、炭质页岩或板岩组成土质边坡;边坡由强风化花岗岩、变质砂岩、炭质页岩或板岩,风化呈碎石角砾状或碎块状,但原岩结构清晰可辨,呈“半岩半土状”,岩块碎石含量小于50%,此类具土性状边坡划为类土质边坡。
2.“二元结构”边坡
根据组成边坡体岩土体强度特性划分:上覆为坡残积层或全风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩、砂页岩和板岩,下伏碎块状强风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩、板岩边坡;上覆为全或强风化石英砂岩、砂砾岩、变质砂岩、板岩,下伏为弱~微风化岩体边坡,上覆岩土大于边坡高度1/3~1/2之间边坡为“二元结构”边坡。
3.岩质边坡
根据边坡岩体结构构造特征可分为岩石边坡及破碎岩石边坡两类。岩石边坡是指组成坡体物质主体为弱~微风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、石英砂岩、砂砾岩、变质砂岩、板岩,呈块状结构及层状结构坡体。岩体结构为镶嵌结构、碎裂结构强~弱风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩边坡和层状碎裂结构强~弱风化石英砂岩、砂砾岩、变质砂岩、板岩边坡为破碎岩石边坡。边坡开挖后表面坡残积土或强风化岩石厚度小于5m岩质边坡,一般采用锚喷和素喷混凝土为防护主体。
上述三种结构类型边坡,指一独立一种边坡类型,但在实际中对每一段路堑边坡来说是比较复杂,是不同结构类型组合。在此段线路中,很大一部分边坡沿线路长100~400m高边坡。
(三)高边坡破坏类型
通过对15处边坡现场踏勘,结合边坡变形和病害信息特征及各边坡地质条件、后期工程活动影响等因素,边坡体变形破坏形式有以下几种:
1.坡面变形
坡面变形主要指上述土质、二元结构边坡,坡面在大气气候影响下,表层因风化、剥蚀、潜蚀作用而产生浅表变形,如落石、溜坍、冲沟、坡面沉陷等,破坏深度一般为1~3 m。本地区因降雨集中,雨量大,坡面冲刷是坡面变形主要形式。此类变形采用合适坡形坡率,只需做一些防护工程(如喷播植草、骨架植草、三维网植草、浆砌片石护面、喷混植生等)即可防止坡面变形。
2.边坡变形
边坡变形是指边坡范围内组成边坡岩土体强度特性、岩(层)体结构条件较差,或含水量高,或有倾向线路不利构造结构面,边坡开挖产生沿坡体内不同成因结构面变形,但变形破坏深度一般不超过6~7m(<10m),如坍塌、崩塌、楔体变形、浅层滑坡等边坡变形。此类变形采用合适坡形坡率,结合加固工程和排水措施,即可防止边坡病害产生。
(1)坍塌(崩塌)
在沿线调查中发现坍塌较多,主要发生50°~60°以上陡坡前缘处,由强风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩、炭质页岩、砂泥岩组成斜坡上,坍塌体积一般在5~10m3,最大者可达20~50m3,主要为沿倾向线路不利结构面组合坍塌。
(2)浅层滑坡
经调查发现,边坡变形主要有以下两类:
1) 风化坡体中存在两组主要节理,节理走向基本和线路一致(夹角一般10°
~20°),倾向线路贯通性、延伸性好,倾角20°~35°及70°~80°。
2) 强风化及弱风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩、炭质页岩、砂泥岩交界接触面倾向线路时,随边坡开挖可能出现浅层滑坡等边坡变形,发展成边坡浅滑坡,一般厚度5~10m。
3) 强风化及弱风化流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩、炭质页岩、砂泥岩为单斜地层,倾角20°~80°,随边坡开挖可能出现沿岩层层面形成顺层滑动,发展成边坡浅滑坡,一般厚度5~10m。
(3)楔形体变形
在沿线出露弱风化花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩、石英片岩、变质砂岩调查中发现两种现象:
1)花岗岩、流纹斑岩、英安玢岩岩体中“似层面”结构面比较发育,似层面厚40~60cm,其中夹有1~3cm厚强风化花岗岩(软弱夹层),此结构面倾向线路,易形成沿构造结构面块体滑动。
2)同线路走向夹角在10°~20°构造结构面发育,有陡缓倾角构造结构面。由于以上两种结构面切割岩体,向临空面方向易形成楔体变形产生下滑,规模一般随边坡高度增大。
3.坡体变形
斜坡工程地质条件差,有不良地质现象和特殊岩体(坡体)结构,有贯通且延伸度长倾向线路构造结构面,影响范围深、边坡高度高,会产生规模较大坍塌、滑坡、错落和崩塌等坡体整体失稳。这类变形必须要采取较强加固工程措施,如抗滑挡土墙、抗滑桩、锚索抗滑桩、预应力锚索(杆)框架等,同时辅以排水或减重等措施,确保坡体稳定。
(四)高边坡稳定性分析
通过对深汕高速公路(西段)高边坡工程地质环境查勘,边坡依其地层岩性、风化程度、岩土体结构以及岩土体强度特性将其划分为土质或类土质边坡、二元结构边坡破碎岩石边坡、岩石边坡等坡体结构类型,结合边坡可能发生变形破坏类型及破坏模式,边坡稳定性分析可按简化四种计算模式(均匀层状型、基底控制型、结构面组合型、固定滑面型),采用极限平衡法、临界滑动场法、图解法、工程地质比拟法等进行。
计算模式
(1) 均匀层状型
当坡体组成地质不连续面相对平缓成层,层内岩土性质比较简单或均匀,这种情况可以抽象为均匀层状型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型为圆弧或似圆弧破坏,这样即可通过搜索最危险圆弧滑裂面计算其边坡稳定系数。
(2) 基底控制型
当坡体内部存在某种倾向线路控制性地质不连续面时,这个不连续面可以是基岩顶面、不同成因或不同时期堆积界面、差异风化界面、地层层面、断层节理面、以及软弱破碎带控制界面,由于这种控制性地质不连续面存在,在坡体稳定性分析计算中起决定性或控制性作用,这类边坡可以归纳为基底控制型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型主要体现为平面型破坏,或者平面型及圆弧型复合破坏形式。在具体分析计算过程中,是以基底控制界面为剪出依附面,结合圆弧搜索,搜寻最危险滑裂面,从而计算确定边坡稳定系数。
(3) 结构面组合型
当坡体内部存在两组或两组以上倾向线路不利结构面时,其坡体变形和破坏往往受其结构面组合形态及规律控制,常见有陡倾结构面及缓倾结构面组合,这类边坡即归纳为结构面组合型计算模式。其相应边坡变形破坏机理类型主要体现为折线型破坏或折线型及圆弧型复合破坏,据此搜索优势滑裂面,计算确定坡体稳定系数。
(4) 固定滑面型
对于滑坡堆积体,由于各种历史病害原因存在不良地质界面,或岩土强度薄弱面,在路堑边坡开挖过程中,极易沿其不良地质界面产生坡体变形和破坏,而这个面又是固定,是可以借助一些勘察手段求知,因此,这种情况为固定滑面型计算模式。对于固定滑面型计算模式,其危险滑裂面确定较为准确,计算过程相对简单,计算结果更为可靠。
2.计算指标
本次高边坡稳定性(分析)检算采用指标:相关经验指标和反算指标。
(五)路堑高边坡稳定性评价
根据本次对该段线路15处高边坡坡体变形病害特征信息及自然山坡情况地质踏勘,结合边坡岩土体强度特性、坡体结构特征、地形地貌条件和地下水运移环境改变,进行边坡稳定性评估,预测边坡可能产生病害形式和规模,提出切实可行边坡变形监测方案或边坡病害防治工程措施建议,以保证边坡不致发生危害性地质灾害。高边坡依其稳定性划分为稳定边坡、稳定性差边坡、不稳定边坡三种类型(见表-1)。
1.稳定边坡
主要指岩质边坡,次为二元结构边坡,工程地质条件好,无明显贯通外倾结构面。虽然存在不良地质特征和构造结构面,但坡体是稳定,有条件放陡边坡坡度、降低边坡高度,设计坡度和基本合适。此类边坡计有 12 处。
2.稳定性差边坡
工程地质条件较差:自然边坡有小规模坡面变形,有不良地质特征和外貌,存在不利结构面,但是贯通性差,在外部不利因素作用下,边坡会产生崩塌或浅层滑动,或发展为整体滑动,需加强支挡(护)和排水措施。此类边坡计有 2 处。
3.不稳定边坡
自然边坡存在坡面变形及坍塌、滑坡,坡体内有不良构造结构面,有贯通且延伸较长外倾线路不利结构面,边坡开挖过程中产生变形,边坡可能出现整体变形。此类边坡计有1 处。
深汕高速公路(西段)高边坡类型及稳定程度汇总表 表1
序号
边坡位置
边坡类型
支护形式
稳定程度
备 注
1
K333+200~K333+600
岩质边坡
挡墙、锚索地梁、锚喷
稳定
锚喷段地面测量
2
K319+200~K319+540
破碎岩石边坡
锚喷
稳定性差
3
K317+650~K317+800
岩质边坡
脚墙、锚索地梁
稳定
4
K313+100~K313+200
二元结构
脚墙、浆片护坡
稳定性差
5
K312+900~K313+100
二元结构
脚墙、抗滑桩
稳定
地面测量
6
K312+580~K312+700
破碎岩石边坡
挡墙、锚喷、浆片护坡
稳定
地面测量
7
K312+050~K312+260
破碎岩石边坡
护面墙、浆片护坡
整体稳定
地面测量
8
K306+540~K306+725
破碎岩石边坡
挡墙、锚喷、抗滑桩
整体稳定
地面测量
9
K303+100~K303+450
类土质边坡
脚墙、护坡、抗滑桩
稳定
深孔、地面测量
10
K275+450~K275+900
土质边坡
(锚索)抗滑桩
稳定
深孔、地面测量
11
K261+900~K262+050
岩质边坡
护面墙、锚喷
整体稳定
地面测量
12
K245+100~K245+200
岩质边坡
锚喷
不稳定
13
K232+200~K232+500
类土质边坡
浆片护坡、骨架植草
整体稳定
14
K230+230~K230+390
类土质边坡
浆片护坡、骨架植草
稳定
地面测量
15
K228+970~K229+410
土质边坡
挡墙、抗滑桩
稳定
地面测量
尚需说明,由于连续降雨和高速公路路政管理等原因,部分边坡未能踏勘或简单巡查,如K352、K307+600上下行边坡、K271、K273等,其中K271、K273两处边坡较高陡,边坡防护偏弱,主要为植草防护,边坡出现局部坍塌或落石掉块现象,边坡稳定性较差,应予以重视。
三、高边坡稳定性评价分述及边坡病害处治建议
1、K333+200~K333+600右侧高边坡稳定性评价
(1)、工程地质概况
1)地形地貌
该路段位于剥蚀丘陵区,山坡自然坡度为20°~30°,坡表植被发育,以杂草灌木为主。斜坡左侧紧临小河沟,地形起伏变化大,工点范围内分布四个已废弃采石场。石场出口位于后部高速公路右侧堑坡,边坡为一单面坡,坡高40余米。
2)地层岩性
上覆第四系坡残积砂粘土夹碎石,棕黄色,硬塑~半干硬,厚1~3m;下伏基岩为侏罗系中上统流纹斑岩、英安玢岩,经动力变质作用衍生而成绢云母石英片岩,浅灰绿色、紫红色,中厚层状,节理裂隙发育,构造作用,岩层破碎,受动力变质作用影响,岩石风化程度不均,全~强风化层,厚2~30m,岩石风化层为山顶薄,向山脚逐渐变厚。组成边坡岩性为强~弱风化绢云母石英片岩及其风化残积物。
3)地质构造及地震
(Ⅰ).地质构造
本工点位于深圳大断裂及汤湖支断裂之间,处于复杂地质构造带内。深圳大断裂系规模宏大区域压性大断裂,断层产状为320°~350°∠30°~60°,该断裂自边坡附近通过,受其影响,岩石破碎,节理裂隙发育,岩石动力变质作用明显,流纹斑岩、英安玢岩,蚀变为绢云母石英片岩,层间错动带和泥化夹层发育。岩层产状:320°~340°∠25°~48°;节理裂隙主要有:120°~138°∠28°~78°、190°~218°∠42°~85°、245°∠25°~88°、300°~330°∠35°~80°、320°~350°∠50°~89°等几组。
(Ⅱ).地震
Ⅵ度地震区。
4)气象及水文地质条件
沿线范围属热带湿润季风气候,降水丰富,年降水1500mm以上,最大日降水229mm,受台风影响,暴雨多,且多集中于6~8月份。
测区地下水较发育,主要为残坡层中孔隙水或上层滞水,斜坡体位于断裂带部位,岩石破碎,节理裂隙和风化裂隙极发育,为储水和水运移提供了条件,基岩裂隙水较发育,水量较小,具承压性,主要受大气降水补给。
5)不良地质现象
该边坡位于淡水~沙田间一已废弃采石场部位,左侧紧邻小河沟,边坡高40余米,岩质边坡,坡率为1:0.5~1:1.0,采用锚喷、素喷混凝土防护和浆砌片石护坡。由于连续暴雨影响,边坡于1997年7月19日发生三处严重突发性大面积坍滑,坍滑体堆积于公路路面上,并伴有泥流现象,坍滑后缘陡壁高2~5m不等,边坡病害性质为岩体沿构造结构面、岩层层面及层间错动带(泥化夹层)等发生中浅层坍滑,有继续牵引和扩大趋势。
(2)、边坡支护形式及病害整治工程
1)K333+290~K333+600段边坡病害整治工程
该段右侧堑坡设2~6级边坡,每级边坡高度6~12m,边坡平台宽度2~5m。设一~二级抗滑挡墙,墙高3~5m,墙背坡率1:0.3,M7.5水泥砂浆砌筑;二级和三级坡坡率1:1.0,采用预应力锚索地梁加固,锚索设计单孔有效荷载为470KN、780KN两种,锚索长度为15.5~28.5m,坡面采用浆砌片石护坡或拱型骨架内植草防护;其余坡面采用M7.5浆砌片石拱型骨架内植草防护。
鉴于坡体内基岩裂隙水较发育特点,相当部分锚孔在施钻过程中,出现涌水现象,地下水具承压性。因此,在边坡节理裂隙发育位置和坡面明显出水点,增设仰斜排水孔,降低坡体地下水水位,提高坡体稳定性,及路基路面、坡面截排水系统形成统一排水系统,达到根治边坡病害目。
2)K333+200~K333+290段边坡防护
该段右侧堑坡为一级边坡,边坡高度6~12m,坡率1:0.5,采用挂网喷射混凝土防护。
(3)、边坡稳定性评价
1)K333+290~K333+600段边坡病害整治工程效果评价
该段线路处于复杂地质构造带内,深圳大断裂自边坡附近通过,受其影响,岩石破碎,节理裂隙发育,岩石动力变质作用明显,流纹斑岩、英安玢岩,蚀变为绢云母石英片岩,层间错动带和泥化夹层发育。该段边坡高40余米,边坡主体由中~微风化石英片岩组成,为单斜岩质边坡,岩层外倾(320°~340°∠25°~48°),坡率为1:0.5~1:1.0,采用锚喷、素喷混凝土防护和浆砌片石护坡,边坡基本稳定。
该段边坡因采石场开采,而分为数段,造成边坡三面临空。石料开采和线路切挖,边坡岩体易沿构造结构面、层面或层间错动带卸荷松弛,节理裂隙进一步松弛张开,连续暴雨期间,雨水下渗,浸润层面或构造结构面(带),其强度显著降低,在地下水动静水压力作用下,边坡发生大面积坍滑,病害性质为岩体沿构造结构面、岩层层面及层间错动带(泥化夹层)等发生中浅层坍滑。
边坡病害整治工程:采取“下部固脚”,结合宽平台,坡脚设置一~二级浆砌片石抗滑挡墙支挡;“中部强腰”,二阶边坡采用预应力锚索地梁加固,控制边坡岩体松弛变形;放缓上部边坡,采用浆砌片石拱型骨架内植草防护;完善路基、边坡和采石场截排水系统,结合坡体仰斜疏干排水工程措施等综合措施。效果良好,能达到根治边坡顺层坍滑病害目。边坡稳定。
根据现场踏勘检查仅二级坡面(西侧)有一处泄水孔出现流泥浆现象,至于6处平台裂缝和4处坡面裂缝,为边坡局部岩土松软或局部浅层坡面变形,封闭砌体重力作用而及岩土产生协调变形,砌体变形时间已久,未见新变形迹象。目前边坡稳定。
2)K333+200~K333+290段边坡稳定性评价
该段线路处于复杂地质构造带内,深圳大断裂自边坡附近通过,受其影响,岩石破碎,节理裂隙发育,岩石动力变质作用明显,流纹斑岩、英安玢岩,蚀变为绢云母石英片岩,层间错动带和泥化夹层发育。该段右侧堑坡为一级边坡,边坡高度6~12m,边坡主体由中~微风化石英片岩组成,上覆0~2m厚坡残积层,为单斜岩质边坡,岩层外倾(320°~340°∠48°),岩石较破碎,节理裂隙较发育,块状构造。边坡变形主要表现为局部表层岩体沿构造结构面和岩层层面卸荷松弛,松弛深度范围一般较浅,小于3m。边坡坡率1:0.5,采用挂网喷射混凝土防护,能边坡控制岩体松弛变形。边坡基本稳定。
根据2006年全年对所设两个观测点观测结果来看,该段边坡未见异常现象。目前,坡面锚喷防护体基本完好,未见明显变形裂缝,坡面泻水孔排水顺畅,边坡基本稳定。
2、K318+500~K318+800( K59+150~K59+450)右侧边坡稳定性评价
(1)、工程地质概况
1)地形地貌
该段地貌属剥蚀丘陵区,丘梁及谷槽相间,谷槽相对宽缓,地面相对高差为20~60m,自然坡度为15°~40°,丘坡坡面较平顺,南侧坡面中部发育一近SN向或NW向浅沟,地表植被较发育。
该段线路切挖北西向丘梁北侧山嘴,右侧形成高约38米。
2)地层岩性
表层为第四系残坡积砂粘土,棕黄色,硬塑~半干硬,夹少量碎石,层厚1~3m;下伏侏罗系凝灰质粉砂岩、泥质页岩、石英砂岩,紫红色、灰黄色,构造作用,岩层破碎,节理裂隙较发育,呈碎块状,层状碎裂结构,全风化~强风化,岩石呈碎块状或土夹碎块状,风化裂隙发育。
3)地质构造及地震
(Ⅰ).地质构造
该段线路周围未见大断裂构造,区域上受北东向深圳大断裂构造带控制。受多期构造运动影响,岩层破碎,节理裂隙较发育,揉皱现象明显,岩层具浅变质作用,坡体内存在北东东向压扭性构造结构面带和北北西向或近南北向张扭性构造结构面带,岩层产状:315°∠10°~40°;节理裂隙主要有:215°∠18°~40°、35°∠55°、85°∠60°、355°∠18°等几组。
(Ⅱ).地震
Ⅵ度地震区。
4)气象及水文地质条件
沿线范围属热带湿润季风气候,降水丰富,年降水1500mm以上,最大日降水229mm,受台风影响,暴雨多,且多集中于6~8月份。
丘梁宽缓,单斜地层,岩石破碎,风化裂隙极发育,丘坡地下水发育,主要为风化裂隙孔隙水和基岩裂隙水,受大气降水影响强烈。边坡坡面渗水严重,地表水侵害剧烈。
5)不良地质现象
丘坡岩质较弱,节理裂隙发育,岩层风化颇重,岩层顺倾,坡体内存在软弱不利构造结构面,坡体地下水发育。由于原设计边坡坡率较陡(1:0.5~1:1.0),边坡开挖后,形成局部坍塌,坡面极不平顺。工点周围自然斜坡和人工边坡存在坍塌、滑坡等不良地质现象。
(2)、边坡稳定性评价
本段线路区域上受北东向深圳大断裂构造带控制,受多期构造运动影响,岩层破碎,岩层具浅变质现象,节理裂隙较发育,揉皱现象明显,风化层深厚。
坡体主要由侏罗系凝灰质粉砂岩、泥质页岩、石英砂岩组成,岩质较软,碎块状,上覆薄层第四系坡残层。边坡属破碎岩石边坡。
岩层顺倾,坡体内存在北东东向压扭性构造结构面带和北北西向或近南北向张扭性构造结构面带。岩层破碎,揉皱现象明显,呈层状碎裂结构,岩石呈碎块状或半岩半土状。风化裂隙极发育,结构松散,表水易于下渗。
线路切挖斜坡脚部,堑坡坡高10~40m,由于原设计边坡坡率较陡,边坡开挖后,在雨水下渗和自营力作用下,边坡沿不利构造结构面或岩层层面,产生局部坍塌坡面变形,坡面极不平顺。坡面采用系统锚杆加挂网喷射混凝土防护,系统锚杆长3m,4×4m,梅花型布置;边坡平台未设排水沟,边坡中部浅沟未设吊沟,锚喷防护坡面泻水孔大部分被堵塞,坡体排水不畅。
目前,在原坍滑变形部位坡面出现变形形成坑洞各一处(2处);锚喷坡面变形严重,裂缝裂纹发育,有几条上下较贯通纵向裂缝,沿裂缝渗水长草;局部地段锚喷护坡有整块脱落掉皮现象,锚杆外露,锈蚀严重;上部两级边坡坡面喷射混凝土护面,强度很低,大部分变黑发酥,脚能踏碎,掉碴严重,锚喷护面已基本失效;下部锚喷坡面混凝土局部有腐蚀现象。坡体地下水较丰富,整个坡面渗水严重。边坡稳定性差。
建议建立该段边坡地面位移监测系统,加强坡面位移变形动态监测工作,根据边坡变形动态监测情况,确定是否加固边坡,确保高速公路运营安全。
4、K313+250~K313+360(K64+590~K64+700)右侧边坡稳定性评价
(1)、工程地质概况
1)地形地貌
该路段位于剥蚀低山丘陵区,地面相对高差60~100m,山体走向近EW向,山坡自然坡度为20°~30°,坡表植被发育,以杂草灌木为主。自然斜坡坡脚下临凌坑水库,地形起伏变化较大,山坡发育近SN向、NW向小冲沟。
边坡依近SN向小冲沟及原K64滑坡分为两段,边坡高度20余米,沟内有常年流水,泉水发育。
2)地层岩性
上覆第四系崩坡积碎块石土,厚6~17m,稍密~中密;坡残积亚砂粘土,硬塑~可塑,厚4~7m;下伏基岩为侏罗系中上统浅变质泥质砂岩,棕黄色为主,中厚层状,受构造断裂影响,岩层产状紊乱,岩体破碎,节理裂隙发育,岩石呈不均匀风化;边坡主体由全强风化泥质砂岩组成,上覆坡残积碎块石土和亚粘土。
3)地质构造及地震
(Ⅰ).地质构造
本段线路所经区域受NEE向莲花山断裂构造影响,岩体破碎,节理裂隙发育,构造结构面带和次生断裂构造较发育,岩层产状紊乱。该段边坡岩层产状以150°∠41°为主;节理裂隙主要有:275°∠58°、215°∠80°及近EW向缓倾构造结构面等。近EW向缓倾构造结构面为坡体坍塌和滑坡依附界面。
(Ⅱ).地震
Ⅵ度地震区。
4)气象及水文地质条件
沿线范围属热带湿润季风气候,降水丰富,年降水1500mmm以上,最大日降水229mm,受台风影响,暴雨多,且多集中于6~8月份。
测区地下水较发育,主要为残坡层中孔隙潜水和基岩裂隙水,受大气降水补给。因构造断裂影响,岩石破碎,节理裂隙和风化裂隙极发育,为储水和水运移提供了条件,基岩裂隙水较发育。东侧小冲沟及堑坡坡脚多处见地下水露头。
5)不良地质现象
自坡体上部坡残积土夹碎块石层较厚,松散,边坡坡率较陡,坡面冲刷严重,堑坡局部发生边坡坍滑。
(2)、边坡支护形式及病害整治工程措施
该段右侧堑坡坡面冲刷严重,冲沟发育,局部产生边坡坍滑。边坡病害整治采取刷方减载为主,放缓边坡坡率。坡脚采用3.5m高浆砌片石挡墙支挡加固;挡墙以上坡体坡面采用浆砌片石护坡进行防护。
坡体排水工程措施:边坡排水系统包括地面拦截排水和坡体仰斜疏干排水两部分。鉴于坡体内基岩裂隙水较发育特点,冲沟及坡脚多处见地下水露头,为提高坡体稳定性,改善抗滑结构受力条件,采用坡体斜孔排水工程措施,坡脚挡墙一线布置排水孔,疏排坡体内地下水。堑顶截水天沟采用砼浇注,引排K64滑坡地下水,沟内有流水;坡体斜孔排水及路基路面、坡面截排水系统形成统一排水系统,达到根治边坡病害目。
(3)、边坡稳定性评价
该段线路处于复杂地质构造带内,受构造断裂影响,岩层产状紊乱,岩体破碎,节理裂隙发育,岩石呈不均匀风化,断裂破碎带或软弱构造结构面带发育,风化层深厚。坡体地下水较丰富。
边坡主体由全强风化泥质砂岩组成 上覆坡残积碎块石土和亚粘土,边坡属类土质边坡或二元结构边坡。
边坡坡率较陡,坡面冲刷严重,坡面出现拉张裂缝,边坡发生局部变形,形成沿构造结构面坍塌和溜坍,边坡稳定性差。
边坡病害整治,采用坡脚设置3.5~6m高浆砌片石挡墙支挡加固,挡墙以上坡面采用浆砌片石护坡进行加固防护,几个雨季以来,该段边坡未发生明显变形现象,一级浆砌护坡坡面下部东西两侧各存在一条裂缝,裂缝长约2~4m缝宽约1~5m,裂缝不新鲜,缝内未减充填物,裂缝和裂纹呈八字型,自挡墙平台向上延伸,但上部一级平台尚未发现裂缝,外侧相应挡墙部位亦未发现裂缝。据之可判断为挡墙后原边坡局部坍滑变形体松软岩土逐步密实,引起上部砌体开裂变形,边坡整体稳定。
但二级边坡东侧上部浆片护坡坡面出现一道数米长水平裂缝,裂缝距坡顶平台约2~3m,浆砌勾缝鼓起或脱落,坡面有杂草;上部二级坡顶宽平台,砂浆铺面,裂缝发育,新旧皆有,铺面潮湿,有水下渗现象;后部为截水天沟,砼分段浇注,有小台砍,未发现破损,沟内有经常性水流;东侧为近SN向小冲沟,为沟脑部位,斜坡较陡,喜水植物茂密。根据上述现象可初步判定,上部二级边坡东侧坡体有局部浅层变形现象,边坡局部稳定性差。应尽快封闭坡顶平台裂缝,检查截水天沟是否存在变形裂缝,防止雨水下渗和沟内流水渗入,上部土体强度进一步降低,边坡稳定度变差,形成边坡局部坍塌病害。
5、K312+900~K313+200(K64+750~K65+050)右侧边坡稳定性评价
(1)、工程地质概况
1)地形地貌
该路段位于剥蚀低山丘陵区,地面相对高差60~100m,山体走向近EW向,山坡自然坡度为20°~30°,坡表植被发育,以杂草灌木为主。自然斜坡坡脚下临凌坑水库,地形起伏变化较大,山坡发育近SN向、NW向小冲沟。
边坡依小冲沟分为两段,边坡高度5~45m,其中K313+060~K312+900段为老滑坡范围,具老滑坡地貌特征,滑坡纵向长近200m,前缘宽250余米,滑坡后壁陡坎直立,滑坡体上部有三条明显拉张裂缝和剪缝,裂缝长20~30m,缝沟内都已生苔长草,滑坡周界明显,冲沟较发育。
2)地层岩性
上覆第四系崩坡积碎块石土,厚6~17m,稍密~中密;坡残积亚砂粘土,硬塑~可塑,厚4~7m;下伏基岩为侏罗系中上统浅变质泥质砂岩,棕黄色为主,中厚层状,受构造断裂影响,岩层产状紊乱,岩体破碎,节理裂隙发育,岩石呈不均匀风化,断裂破碎带或软弱构造结构面带发育,全~强风化层,厚度一般大于26 m。滑坡滑带为全风化泥质砂岩中构造结构面软弱带,浅层滑坡滑体由崩坡积碎块石土和坡残积亚粘土组成;边坡主体由全强风化泥质砂岩组成 上覆坡残积碎块石土和亚粘土。
3)地质构造及地震
(Ⅰ).地质构造
本段线路所经区域受NEE向莲花山断裂构造影响,岩体破碎,节理裂隙发育,构造结构面带和次生断裂构造较发育,岩层产状紊乱。该段边坡岩层产状以150°∠41°为主;节理裂隙主要有:275°∠58°、215°∠80°及近EW向缓倾构造结构面等。山坡体K313+050附近发育NNW向张扭性断层,为滑坡体内地下水补给主要来源;近EW向缓倾构造结构面为坡体坍塌和滑坡依附界面。
(Ⅱ).地震
Ⅵ度地震区。
4)气象及水文地质条件
沿线范围属热带湿润季风气候,降水丰富,年降水1500mmm以上,最大日降水229mm,受台风影响,暴雨多,且多集中于6~8月份。
测区地下水较发育,主要为残坡层中孔隙潜水和基岩裂隙水,受大气降水补给。因构造断裂影响,岩石破碎,节理裂隙和风化裂隙极发育,为储水和水运移提供了条件,基岩裂隙水较发育。滑坡周界冲沟及堑坡坡脚多处见地下水露头,其中K313+070处坡脚F2断层泉流量较大,达130吨/日。
5)不良地质现象
自然斜坡上具有较明显老滑坡地貌特征,边坡开挖,切挖老滑坡中前部,引起老滑坡局部复活,堑顶附近出现新拉张裂缝。坡体上部坡残积土夹碎块石层较厚,松散,边坡坡率较陡,坡面冲刷严重,堑坡发生大面积溜坍或坍塌。
(2)、边坡支护形式及病害整治工程措施
1)K313+200~K313+100段边坡病害整治工程措施
该段堑坡高陡,岩层风化破碎,坡面出现拉张裂缝,边坡局部产生沿构造结构面坍塌和溜坍。边坡病害整治工程措施:边坡下部采用高6m浆砌片石挡墙支挡加固,挡墙以上坡面采用浆砌片石护面墙及浆砌片石护坡进行加固防护。
2)K313+100~K312+900段边坡病害整治工程措施
抗滑桩工程:滑坡上设二排共35根普通钢筋混凝土抗滑桩,桩间距6m,两排抗滑桩间距40m左右。下排桩24根,桩长18~20 m,桩截面尺寸有2.25×2.5m和2.5×3.0m两种;上排桩11根,桩长25 m,桩截面尺寸有2.25×2.75m。抗滑桩采用C20钢筋混凝土浇筑,桩间设高2~4m浆砌片石挡墙加固防护。
边坡支护工程:坡脚设高2~4.5m浆砌片石挡墙支挡,滑坡体中前部采用浆砌片石护坡封闭,后部坡面采用拱型骨架内植草防护。
坡体排水工程措施:滑坡排水系统包括地面拦截排水和坡体仰斜疏干排水两部分。鉴于坡体内基岩裂隙水较发育特点,滑坡周界冲沟及堑坡坡脚多处见地下水露头,大部分抗滑桩开挖中,出现涌水现象,地下水具承压性。因此,为提高坡体稳定性,改善抗滑结构受力条件,采用坡体斜孔排水工程措施,在滑坡坡脚挡墙一线共布置33个排水孔,疏排滑坡体内地下水,及路基路面、坡面截排水系统形成统一排水系统,达到根治边坡病害目。
(3)、边坡稳定性评价
该段线路处于复杂地质构造带内,受构造断裂影响,岩层产状紊乱,岩体破碎,节理裂隙发育,岩石呈不均匀风化,断裂破碎带或软弱构造结构面带发育,风化层深厚。坡体地下水较丰富。
边坡主体由全强风化泥质砂岩组成 上覆坡残积碎块石土和亚粘土,边坡属类土质边坡或二元结构边坡。
自然斜坡上具有较明显老滑坡不良地质现象,老滑坡范围为K313+060~K312+900段,滑坡纵向长近200m,前缘宽250余米。
边坡开挖,切挖老滑坡中前部,堑顶附近出现新拉张裂缝,主要表现为上部坡积碎块石土沿残积亚粘土层顶面浅层滑动,滑体厚6~17 m,滑坡处于蠕动阶段,且有向深部和后部山坡发展趋势,若不及时整治,有可能引起老滑坡整体复活。
以K313+060处F2断层为界,断层以西(大里程)坡体上部坡残积土夹碎块石层较厚,松散,岩层风化破碎,坡体富水,边坡坡率较陡,坡面冲刷严重,坡面出现拉张裂缝,边坡发生局部变形,形成沿构造结构面坍塌和溜坍,边坡稳定性差。
F2断层以西K313+200~K313+100段边坡病害整治,采用坡脚设置3.5~6m高浆砌片石挡墙支挡加固,挡墙以上坡面采用浆砌片石护面墙及浆砌片石护坡或植草进行加固防护,几个雨季以来,坡脚挡墙未发生任何变形现象,泄水孔和排水孔排水顺畅,出水量较大,边坡稳定。目前,此次检查发现一级坡面一处泄水孔有流泥浆现象,二级坡面出现6m2坡面沉陷,一级坡面东侧浆片护坡有一长约10m裂缝,表明坡体富水,上部坡体因地下水淘蚀作用,随细颗粒流失,坡体内孔隙扩大,局部形成空洞,上部坡体出现沉陷,甚至形成坡面坑洞,边坡局部稳定性变差,边坡出现坡面沉降和裂缝局部浅层变形病害,边坡整体稳定。
K313+890~K312+900段滑坡病害整治,根据新老滑坡性质、规模和老滑坡复活范围,路基坡形结构及(滑)坡体坡体结构类型,线路路基面及滑坡滑动带位置相对关系,滑坡产生主要因素,坡体内地下水情况等,综合考虑,采用滑坡上设置二排普通钢筋混凝土抗滑桩,结合坡体仰斜疏干排水工程措施等综合措施,提高坡体稳定性,改善抗滑结构受力条件,边坡支护工程:桩前和坡脚设高2~4.5m浆砌片石挡墙支挡,滑坡体中前部采用浆砌片石护坡封闭,后部坡面采用拱型骨架内植草防护,达到根治滑坡病害目。
目前,挡墙和抗滑桩尚未发现变形现象,二级坡面和平台有几道裂缝,裂缝较陈旧,坡脚斜孔排水效果良好,边坡稳定。
6、K312+730~K312+580右侧边坡稳定性评价
(1)、工程地质概况
1)地形地貌
该段地貌属剥蚀丘陵区,丘梁走向为北西向,地面相对高差为20~70m,自然坡度为15°~40°,地表植被较发育。丘坡坡面不平顺,存在不良地质现象,其东侧发育一近SN向或近NNW向深沟。
该段线路切挖北西向丘梁北侧坡脚,右侧形成高约10~50余米边坡。
2)地层岩性
表层为第四系残坡积砂粘土夹碎块石,棕黄色,灰褐色,硬塑~半干硬,夹少量碎石,层厚1~3m;下伏侏罗系石英砂岩、粉砂岩、炭质页岩,局部夹煤层,灰白色、浅灰色、灰黑色,中厚层状,构造作用,岩层破碎,节理裂隙较发育,层状碎裂结构,全风化~中风化,呈碎块状或土夹碎块状,风化裂隙发育。
其中K312+700~K312+580段岩层为炭质页岩夹石英砂岩及数层透镜体状煤层,灰黑色、灰白色,中厚层状,岩层揉皱现象明显,岩层破碎,节理裂隙发育,呈碎块状,全风化~强风化。
3)地质构造及地震
(Ⅰ).地质构造
区域上主要受北东向莲花山断裂构造带控制,周围未见大断裂构造,丘梁走向以近东西向和北西向为主。受多期构造运动影响,岩层破碎,节理裂隙较发育,揉皱现象明显,具浅变质作用现象。该段边坡岩层产状:55°~150°∠30°~60°;节理裂隙主要有: 215°∠18°
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