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滁河干渠李郢滑坡分析与研究

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  摘要:本文在收集现有资料的基础上,对滁河干渠李郢滑坡成因进行了详细分析、研究。根据成果对滑坡治理提出方案建议。分析结果和治理方案为滁河干渠同类滑坡治理提供有益的借鉴。
  关键词:滑坡;膨胀;水的作用
  Abstract: in this paper, based on available data, the Chuhe canal Li Ying landslide causes are analyzed in detail, research. According to the results to put forward proposals on the landslide. The results of the analysis and treatment scheme to provide some useful lessons for similar Chuhe canal landslide.
  Keywords: landslide; expansion; the role of water
  中图分类号: TV 文献标识码:A 文章编号:2095-2104(2012
  
  
  1工程概况
  滁河干渠李郢滑坡位于长丰县双墩镇凤梅社区管理委员会上楼村民组附近(滁河干渠40km公里碑处),顺坡长约60m,斜坡长约35m。堤顶路面已有约1/3坍塌,给交通带来严重不便,斜坡上出现多处张性裂隙,为典型的浅层牵引式滑坡。
  2 区域地质概况
  2.1 地形地貌
  本区地貌单元为波状平原,江淮分水岭北侧,倾斜的岗地和冲洼相间的地形呈条带状分布,地形起伏多变,岗冲相间,落差较大。李郢滑坡段为切岭岗地,地面高程42.34~56.00m,坡比1:2~1:4。
  2.2 地层岩性
  本区地层属皖北(华北)地层区两淮分区长丰小区,河湖相沉积较为发育,新生代以来,新构造运动以间歇性交替升降运动为主,形成了各阶地以及复杂的第四纪地层。工程区揭露的地层主要有白垩系(K)泥质砂岩和第四系的粉质粘性土、重粉质壤土以及人工填土层等,现分述如下:
  1)白垩系(K)
  主要为泥质砂岩,棕红色。泥质砂岩呈薄层~中厚层状,交错层理及水平层理发育,局部地段含粉砂钙质泥岩白色条带。
  2)第四系上更新统(Qal 3)
  主要为褐黄、灰黄、黄、棕黄、褐黄色的粉质粘土、重粉质壤土为主,含铁锰结核和砂礓,为冲积地层。
  3)人工填土(Qml 4):
  分布在滁河干渠左、右岸堤防段及切岭两侧较小的范围内,大部分为重粉质壤土或粉质粘土,堤顶段为夹块石的堤顶道路,以黄色、灰黄色为主,土质不均一。
  2.3 地质构造与地震
  本区总体位于中朝准地台江淮台隆,区内断裂构造不甚发育。近东西向之肥中深断裂和北北东向的郯庐深断裂,分别从场区境北、东外侧通过,对本区有一定影响,引起一些同方向的小断裂。区内最重要的断裂有两条,分别为洞山逆掩断层和颍上断裂,都呈近东西向延伸,隐伏于第四系之下。
  根据《中国地震动参数度区划图》(GB18306-2001)工程区地震动峰值加速度为0.10g(50年超越概率10%),相应地震基本烈度为Ⅶ度。
  3 工程地条件
  3.1 地层岩性及物理力学性质
  在本区范围内地层从上到下叙述如下:
  表层:人工填土(Qml 4),灰黄、黄色,稍湿~湿,可塑,以中、重粉质壤土为主,堤顶道路段夹块石,已揭露层厚0.5~1.5m,已揭露层底高程50.21~54.50m;
  ①层:重粉质壤土(Qal 3),褐黄、棕黄、黄色,稍湿~湿,可塑~硬塑,为中~低压缩性土层,已揭露层厚8.0~12.1m,已揭露层底高程30.36~35.56m;
  ②层:全风化砂岩(K),棕红色,湿,可塑~硬塑,为中~低压缩性土层,该层未钻穿,已揭露最大层厚4.0m,最深层底高程30.95m。
  据勘探资料,李郢滑坡与陆祠支渠放水涵处土层分布情况相似,土性较为接近,本报告将两处的土层物理力学性指标归并统计。
  各主要土层物理力学性指标见土工试验成果汇总表(附图表03)和各土层物理力学性指标统计表3.1。
  在统计结果的基础上结合现场勘探和已有工程经验,综合分析得出李郢滑坡段各土层物理力学性指标参数建议值见表3.2。
  表3.2李郢滑坡段各土层指标建议值表
  
  
  3.2 水文地质条件
  3.3.1 地下水类型及运移特征
  本区第四系地层广泛分布,地层岩性主要由粘性土组成,无明显的含水层,浅部土层较松散,孔隙、裂隙较为发育,局部土体含水较丰富,地下水主要为上层滞水。地下水位随季节变化,雨季水位较高,旱季埋藏较深,并和地面高低有关。
  根据对工程区及周围环境调查表明,本工程段周围环境无明显有害环境对地表水或地下水产生污染。本区滁河干渠渠水为HCO3---Ca2+型,pH值7.24;滑坡处地下水为HCO3---Ca2+型,pH值7.83。地表水及地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋均无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。
  李郢滑坡段地下水类型为上层滞水,主要贮存于切岭顶部堆积土及①层重粉质壤土中,受大气降水及地表水补给,与滁河干渠水有一定联系,以蒸发和渗流方式排泄。其富水程度及水位高低受土性和地形的变化而有所区别。地下水位39.41~44.98m。
  3.3.2 土层渗透性
  该处切岭段上部土层为人工填土及①层重粉质壤土,其表层填土渗透系数一般为i×10-5cm/s,为弱透水性土体。室内试验测得①层重粉质壤土渗透系数一般为i×10-7~i×10-8cm/s,为极微透水性土体,因局部存在裂隙,少部分呈微~弱透水性。
  3.4主要工程地质问题分析及研究
  3.4.1 膨胀土胀缩变形问题
  本区属江淮波状平原,上覆大部为上更新统地层,以①层重粉质壤土主,呈灰黄、棕黄、褐黄色,可塑~硬塑状,含铁锰质结核,强度较高。通过室内试验测得①层重粉质壤土自由膨胀率为平均值78.8%左右,膨胀潜势为中等。
  区内膨胀土体内含有较多亲水性矿物,遇水膨胀和失水收缩,因而在含水量与地温剧烈变化时,强度变化尤为明显。在进行边坡稳定性计算时应充分考虑膨胀性土富含亲水性矿物在低压力下易吸水膨胀、密度降低、导致土体强度大幅衰减的这一特性;同时应演算边坡土体在未发生膨缩和经过反复胀缩情况下边坡的稳定情况。
  滑坡段土的膨胀、收缩性试验指标统计见表3.3~3.4。
  表3.3 李郢滑坡段土的膨胀、收缩指标
  
  表3.4 李郢滑坡段滑体土排水反复直剪试验成果
  
  膨胀性土在天然状态下,具较高的强度,边坡较为稳定,但在干湿交替较为频繁的情况下,表层土体逐渐饱和或形成地下水出逸点,较易降低其稳定性,且会进一步引起塌落或浅层滑坡等破坏。本次工程滑坡段为浅层牵引式滑坡,截水沟多处被推裂、部分推倒,坡面开裂、坍塌呈阶梯状。
  膨胀作用对土体强度的影响很大,区内的膨胀土为中等膨胀土,根据《水利水电工程地质勘察规范》中膨胀土的取值原则,现给出残余强度建议值:Cr=10.0kPa,φr=12.0度。
  3.4.2 水的作用及影响
  地表水和地下水是影响边坡稳定性的重要因素,水的作用包括浮托力、静水压力和动水压力。
  受膨胀土体的胀缩因素影响,工程段内干裂(隙或缝)较为发育,裂隙性潜水充填其间,由天然降水补给,地下水位随季节变化升降;坡顶及坡后为较厚层人工堆土,土层结构较松散,土层内含丰富的上层滞水,易形成大面积的地下水补给来源。降雨或地下水活动使得裂隙充水,裂隙面承受静水压力,进一步加大裂隙宽度,裂隙面不断发育,对边坡稳定造成不利影响。地下水沿土层的脉状裂隙渗流,在坡面中下部渗出形成渗水点,将降低土体强度,引发多处浅层牵引式滑坡。
  动水压力是地下水在流动过程中所施加于土体颗粒上的力,如果地下水下渗水流在倾河向陡裂隙中聚集(可能暂时没有出逸点),则有可能形成高水位的斜坡下滑推力,形成滑动裂隙,地下水消散再聚集,反复发展将形成大的滑坡。
  为了能使边坡坡体有足够的稳定性,应消除和减轻地表水和地下水的危害,必需做好排水工作,使膨胀土体保持天然的含水率,减少因降水和地温的变化引起含水率的剧变。
  4 结论和建议
  通过本次分析查明了李郢滑坡段的土性特征,滑坡处的工程地质、水文地质条件和存在的主要工程地质问题,为并针对存在的主要工程地质问题进行了评价研究,提出了处理建议。得出如下结论及建议:
  1) 工程区地下水主要为上层滞水。地下水位随季节变化,雨季水位较高,旱季埋藏较深,并和地面高低有关。工程区地表水及地下水对混凝土结构无腐蚀性,对钢筋混凝土结构中钢筋均无腐蚀性,对钢结构具有弱腐蚀性。
  2)李郢滑坡段主要存在膨胀土膨缩变形及边坡稳定问题。工程区膨胀土具弱膨胀性或中等膨胀性,其膨缩变形对边坡稳定影响很大,建议采用支挡、排水、护坡、削坡等多种工程措施。

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