摘要:S48 标滑坡位于南水北调总干渠渠道左侧边坡,一级马道以上边坡出现多条裂缝。塌滑体后缘距渠道开口线最大距离6m,一级马道以上边坡多处产生滑动和错动,在主裂缝附近,岩石发育多条羽状裂隙或裂缝,并影响岩体稳定。为保证边坡的稳定性,对滑动体内明显活动岩体进行清除,并采取锚杆混凝土喷层固坡措施,起到加固边坡的效果。
1 工程概况
第S48 标段位于河北省易县县城以北,石渠段总长458.85m,南水北调总干渠道左侧边坡渠道为深挖方段,最大挖方深度18.0m,渠底宽度11.0m,过水断面边坡坡比1∶1,一级马道以上边坡1∶1.5。设计流量60.0m3/s,加大流量70.0m3/s。设计渠底高程58.195~58.174m。
工程于2006年10月开挖,2007年3月基本成型。2007年3月4日渠道左侧边坡发现13条较大裂缝,局部边坡产生明显塌滑,为确保边坡稳定,需采取必要的工程处理措施。
2 地质条件
2.1 地形地貌
石渠段地貌为低山丘陵傍山区,地形起伏不平,左侧为山体,右侧缓倾,总体地势西高东低,沿渠线地面最高高程76m,最低高程66m。
2.2 地层岩性
石渠段地表出露及渠道开挖揭露的地层较为单一,主要为古生界寒武系徐庄组地层,上部局部分布厚度不大的第四系松散地层。
2.2.1寒武系徐庄组(∈2x)
渠道揭露岩性大部分为薄~中层泥灰岩,局部夹青灰色、灰紫色页岩。泥灰岩单层厚度5~30cm,页岩可视厚度1~10cm。本层厚度大于20m。
2.2.2第四系上更新统中段冲洪积(al+plQ32)
岩性为黄土状壤土,褐黄色,具大孔隙,含钙核。主要分布石渠段左坡下游渠段表层及右渠坡地表。
2.3 地质构造
段内地质构造以构造裂隙为主,未发现大规模断裂构造。渠道岩石为中等坚硬~弱软岩,受构造运动影响,岩层褶皱及产状变化较大。由于岩层产状不同,与渠道相交关系不同,对渠坡稳定影响不同。受岩层产状影响,渠道右边坡基本稳定,左边坡稳定性较差。
2.4 水文地质条件
地下水主要为基岩裂隙水,开挖揭露地下水位61.5~62.0m,随渠道挖深加大,水位也在下降,稳定的地下水位约60.5~61.0m。分析认为,地下水由左侧山体裂隙水补给,大气降水是主要补给来源,缓慢向渠道右侧排泄。揭露岩体为强风化,根据附近钻孔及经验值,强风化泥灰岩及页岩透水率可按10Lu考虑。
3 塌滑原因及其构造分布特征
3.1 塌滑原因
2007年3月初,渠道基本开挖成型。3月4日,发现194+520~194+570一级马道以上边坡出现多条裂缝。3月7日,发现渠道左侧开口线外侧出现一条长40m、宽20~30cm的裂缝;渠道左侧边坡产生塌滑,塌滑体后缘距渠道开口线最大距离6m。渠道左边坡塌滑后,本段一级马道以上边坡多处也产生滑动和错动,造成边坡产生多条裂缝。在主裂缝附近,岩石发育多条羽状裂隙或裂缝,边坡岩石松散、破碎,并影响一级马道及下部岩体稳定。
3.2 影响塌滑的构造分布特征
3.2.1经平面地质测绘分析
可明显勾画出塌滑体的分布范围,其形态、滑坡要素反映比较清楚,塌滑体后缘边界为L1裂缝,L1裂缝比较连续,形态呈圈椅状。上游边界(左侧)为一二级马道之间展布的L5裂缝,下游边界(右侧)为一二级马道之间展布的L13裂缝。控制边界范围50m,由L1、L5、L13,3条裂缝包容了现塌滑体的边界及范围,统称为大塌滑体。
3.2.2塌滑体的影响范围分析
本渠段可细化分成3个小滑动体。因滑动体受不同构造裂面的影响,其中1#滑动体控制界面左侧为L5,走向NE45°,倾向SE,倾角28°;右侧为L4,产状NW290°,倾向SW,倾角30°;2#滑动体控制界面左侧裂面走向NE35°,倾向SE,倾角25°;右侧裂面走向NW295°,倾向SW,倾角30°;3#滑动体控制界面左侧裂面走向NE30°,倾向SE,倾角28°;右侧裂面走向NW310°,倾向SW,倾角36°。3个滑动体均已具有明显裂面及滑动,是构成总体滑坡的主要滑床。滑坡体裂面分布特征见表1。

3.2.3滑坡体下部边界分析
滑坡体下部边界主要表现在一级马道高程,大多裂面出现在一级马道上,但靠近3#滑动体最下部的一级马道出现2条裂缝(L10、L11),说明3#滑动体已影响到一级马道以下岩体,最下部滑舌接近渠底高程。
综上分析裂面均为岩层层面,小的构造裂隙不十分发育。但小规模的裂隙也会影响岩体的完整性,古老的地层与历史构造运动,使岩石中存在大量隐节理,开挖揭露后,岩体内部应力释放,岩体完整性受到影响。
4 塌滑机理
滑坡体从形态、滑裂面特征,按滑动面通过各岩层情况为顺层滑坡,岩层产状倾向渠内,倾角25°~36°,岩层倾角与坡向一致且小于坡角,岩层层面是各滑动体的滑动面,现象反映清楚;当渠道开挖至一定深度后产生凌空及下滑体的空间,其下滑力大于岩层抗滑力时,则沿层面产生滑动,按滑动力学性质分类,为牵引式滑坡。横向分布的裂缝说明下部先动、上部后动,横向裂缝呈阶梯状,裂缝张开明显且排列有序。从裂缝探测到深度及相关的裂面产状分析,滑坡体厚度为3~4m,至一级马道明显变薄,厚度不超过1m。按滑动体厚度分类,应为浅层滑坡,方量为1万m3,按滑坡体积分类,应为中等滑坡。
滑坡体主要控制面为层面构造面。当岩层层面走向与渠道走向近似,倾向渠道内侧,倾角略小于渠坡角度,上部岩体重力形成的下滑力大于抗滑力时,即产生塌滑。层面构造面大部分有薄层泥膜,局部可见早期滑痕,宏观岩体尚具有较好的完整性。岩石为强风化,岩体基本呈块状,层间构造明显,岩块具有一定强度,局部页岩软弱。按《水利水电工程地质勘察规范》岩体分类,本段岩体应划分Ⅲ~Ⅳ类之间,因此岩体强度不应是滑坡体的控制因素。根据经验值,岩体等效内摩擦角建议值50°~55°,层面抗剪强度为0.30~0.35。
5 处理措施
5.1 削坡减载
将左侧岩体削至高程73m,清除已滑动的岩体,应以滑动面作为控制并注意与两侧的平顺衔接。
5.2 平台防护
为防止坡顶地表水渗入岩体,对高程73m的平台和截流沟铺设复合土工膜防渗。平台上部用10cm厚混凝土衬砌;左侧截流沟由原浆砌石护砌改为10cm混凝土衬砌。
5.3 坡面防护
在稳定的岩面上布置锚杆,锚杆深入岩体4m,锚杆直径25mm,间距2m梅花布置,并喷5cm厚混凝土。岩石坡面布设排水孔,孔径50mm,孔深1.5m,间距3m。
5.4 过水断面
对清除后的坡面用锚杆锚固,坡面设4~5根锚筋,深入岩体4m,采用M7.5砂浆坐浆砌石至原设计基岩面后再进行混凝土衬砌。
6 结语
通过对塌滑体勘察及原因分析,滑坡机理清楚,采取有针对性的处理措施,并经过近4a的运行,表明上述处理方案安全、可靠,为今后类似工程的设计、施工提供借鉴和参考。
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[作者简介]李增平(1966-),男(汉族),河北定州人,高级工程师,主要从事水利水电工程勘察、施工工作。




