龙楼岭公墓滑坡形成机制及治理措施
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日期:2017-08-11 11:34:47 点击数:
0引言
上海公墓上海墓地太仓公墓浏河浏家港陵塔皇家陵园

随着国民经济和交通建设的迅速发展,由于各种原因导致滑坡灾害频繁,给社会生产和人民生命财产造成了极大损害!’。从地域上讲,我国西南地区,滑坡、边坡滑塌规模和数量都较大,治理工程大幅度增长,相关的治理经验和技术积累较多。而海南省因滑坡案例较少,尤其在琼南常见的花岗岩区域,滑坡很少,相关的_「程治理经验十分赓乏〕
边坡与滑坡治理主要从两方而着手:一是进行边坡和滑坡丁_程治理,切断滑坡灾害的发生;二是进行边坡与滑坡的监测,形成边坡与滑坡一F程的预报系统,减少边坡滑塌与滑坡造成的灾害损失‘”。本文以三亚市海棠湾龙楼岭公墓滑坡治理一l一程为例,分析滑坡的形成机制和治理措施,供类似工程参考。
1工程概况
龙楼岭公墓滑坡位于三亚市海棠湾藤桥镇北东、南田农场龙楼队,藤桥西河和藤桥东河之问海棠湾龙楼岭坟墓搬迁工程用地而积为0. 2 km` ( 300亩),整个地块近似为长方形〔安置区为山坡地,地势较陡,墓地安置依势而建,墓位平台呈梯状布置,平台宽5. 0 rn,以砌筑挡土墙支护。挡土墙结构形式为俯斜式路肩墙,墙高1.6一5. 0 m。
1. 1地形地貌
海棠湾藤桥镇地势总体上由西向东倾斜,西部多为山地,东部主要为宽阔平坦的河流冲积和深海平原飞滑坡区域f.下部较平缓,坡度为20。一25,件,部局部坡度较大,为350, fl其两侧为坡脊或冲沟,具备沿动的地形条件除公墓区外,滑坡坡体范!1>l内植被茂密,北部为茂密的橡胶林、南部种植芒果,杂草丛生;r''r坡IX=南高北低、;离程19. 53-106. 36 m,相对高差达86. 83 m;坡脚的[路宽约2 m,位于最北侧,是龙楼岭至龙楼队的主要交通要道、龙楼岭公墓沿坡平而示意,
1. 2地质构造
滑坡区内的断裂构造主要为丁亚t皱构造带、九所一陵水构造带,发育、强烈活动于燕山期,该区域地震时有发生、热泉遍布、海蚀地貌发育但区内第四系以来的断裂构造不发育,末见有影响场地稳定的断裂构造形迹、根据历史地震资料,场地所在的琼南地区发生的地震多为微震和弱震,最大震级4. 5级,最大烈度为6度
根据物探结果,出现4条反演解释的中风化破碎带,其两侧深部均为完整岩体,而异常点连线解释推断为构造破碎带在场区内的分布。分别为:F1北东东走向,方位800,视宽度为20一40 m,向北陡倾;F2东西走向,方位900,视宽度为30 -60 m,向北陡倾;F3北东走向,方位390,视宽度约40 m ,向南西陡倾;F4北东走向,方位440,视宽度为20一50 m,向南西陡倾。典型地质剖面。
1. 3地层岩性
测区内出露地层主要第四系残坡积土(Qaeia)和华力西期一印支期花岗岩(呱-s。主要土层分叙如下:
第四系松散堆积物(Qa}:主要为坡残积物组成,为灰黄色赫土质砾砂或褐黄色砾质豁性土,局部夹碎块石、滚块石组成,滚块石含量10%一20%,分布不均,局部含量达30%一40%。滚块石直径一般10一50 cm,滚块石最大者达1一2m,这种巨大的滚块石分布于整个滑坡区,甚至滑坡区坡体上也见这种巨大的滚石,滚块石成分以花岗岩为主。堆积物结构松散,透水性较强,前缘厚度较小,为10 m左右,中后部厚度较大,以20一50 m为主,厚度最大处达58.7 m。
华力西期一印支期基岩(呱-5:花岗岩为主,灰色,麻灰色,粗粒结构,块状构造,主要矿物成分为石英、长石、黑云母,岩石破碎,裂隙发育,岩芯呈碎块夹短柱状,岩质坚硬,RQD = 35%。局部顶部揭露厚度不大的闪长岩脉,灰色,褐色,岩石破碎,裂隙发育,岩芯呈碎块状。
滑带土主要为灰色茹性土或褐黄色砾质勃性土夹碎块石组成,位于松散层与基岩接触面附近或松散层内。滑带土湿一稍湿,可塑一软塑。钻探中钻进速度较快,易缩孔造成卡钻。滑带深度于中后部较深,于前部一带较浅,滑带前部平均深度为22. 77 m。滑带产状整体较平缓,倾角为90一21横向上,滑带埋深于中部较深,两侧稍浅。
1. 4气象、水文条件
滑坡区属热带海洋季风气候区,台风频繁,干湿交替明显。据1955一2002年三亚历年气象观测资料,多年平均降雨量1755 mm,多年平均蒸发量2 273 mm o 5月至11月为雨季,降水量约占全年的90 %,其中8 }9月降雨量最大。
滑坡区内无河流经过,仅在滑坡体两侧及北侧发育有天然冲沟,滑坡体两侧冲沟交汇人北侧冲沟。降雨时,坡体上地表水汇人两侧冲沟内,流人北侧冲沟。北侧冲沟常年有水,流量约0.03 m3/min,经冲沟内修筑的排水沟向东侧排泄。
1. 5滑坡发生情况简介
2010年国庆期间,海南全省发生了50年一遇的特大暴雨,10月10日以来,三亚市海棠湾龙楼岭公墓安置区西部上方一带挡土墙及台阶发生明显变形,该范围及西侧芒果园内出现连续、贯通的拉张裂缝,北侧橡胶林见剪切裂缝,北侧坡底小路旁陡坎局部有新的泉水出露。这些迹象表明,龙楼岭一带将要发生山体滑坡。
2滑坡变形特征
滑坡区边界受地形特征及变形裂缝控制,后缘以裂缝处为界,前缘以自然冲沟为界,两侧侧缘边界以冲沟、泉水出露点等微地貌变化处为界。滑坡主滑方向为220,横宽约160 m,轴长约230 m,平均厚度32 m,体积约115万m3m。
滑坡后缘的西侧为芒果林,坡度较陡,东侧为已建台阶状公墓安置区;滑坡前缘的西部地势稍缓,其边缘为天然冲沟,右部地势较陡。
滑坡的裂缝主要出现在后缘,公墓安置区西部上方一带挡土墙及台阶发生明显变形,该范围及西侧芒果园内出现连续、贯通的拉张裂缝,缝宽2 } 25cm,裂缝呈抛物线状,长约270 m,北侧橡胶林见剪切裂缝。
从物质组成和滑体厚度来看,滑体组成物质主要为深厚的花岗岩风化残积土,属土质深层滑坡;从运动形式来看,本滑坡属推移式滑坡;本滑坡体积超过100万厅,属大型滑坡,危害对象等级为三级。
3滑坡影响因素及形成机制
龙楼岭公墓滑坡发育的主要因素有:地形地貌、物质组成、地表水的大量下渗及工程建设,分述如下:
(1)地形地貌:从地貌上,滑坡区两侧及前缘均发育有冲沟,为双沟同源地貌,滑坡区上下部较平缓,坡度为20 0 } 25 0,中部局部坡度较大,为350,为滑坡发育提供了有利的边界条件。另外从滑坡纵断面形态上来看,滑体物质厚度较厚,主要分布于中后部,重心偏高,不利于滑坡体的稳定。另基岩面产状与坡向大致相同,为顺向坡,松散层覆盖于基岩之上有向下滑动的趋势。
(2)物质组成:据地表测绘与钻探揭露,滑体物质组成主要为含碎块石豁性土,结构较为松散,渗透系数较大,遇水软化后抗剪强度下降,土体容重增大,且滑坡体上坡度较陡处易坍塌,不利于滑坡体的稳定。
(3)降雨影响:根据三亚市气象特征,滑坡区降雨较为集中,雨量较大,滑坡区域上下部较平缓而中部局部坡度较大,导致集中降雨形成的大量地表水短时间难以沿斜坡面排泄而大量垂直渗人坡体内,渗水汇集于不透水的基岩面或透水较弱的强风化岩层后,水体沿相对不透水面向坡底渗流,不利
滑坡稳定。
(4)公墓墓区工程建设:滑坡后缘东部正在建设公墓安置区,坡体土方的开挖回填、挡土墙建设形成的增载、重型机械的运营,破环了坡体原有的平衡,再加之公墓安置区平台地表排水不畅,回填土未夯实,这就加大了大气降雨的下渗量,加速了龙楼岭公墓滑坡的发育。
根据《崩塌、滑坡、泥石流监测规范》,滑坡滑动前可分为蠕动变形阶段、等速变形阶段、加速变形阶段和临滑阶段。龙楼岭公墓滑坡的上覆残坡积层沿着潜在的滑动面,上覆土体逐渐产生顺剪切方向的定向排列和相应的密实,并在局部位置产生剪切滑移面。滑体后缘产生贯通的拉裂缝,后部滑动边界出现;两侧、中部和前缘无明显的变形形迹。2010年国庆期间,海南遭遇特大暴雨后,下渗雨水增加了后部滑体容重,增大了滑体下滑力,滑坡后缘出现大的裂缝、剪切变形明显,而随后剪切变形速率不稳定,且剪切速率随时间逐渐减小。综上分析,治理前的龙楼岭公墓滑坡处于蠕动变形阶段,即蠕滑状态。
4滑坡稳定性评价
4. 1计算工况的选取
该滑坡防治工程等级为三级,滑坡所在的区域抗震设防烈度为6度,可不考虑地震作用的影响,其荷载组合应包括基本荷载和特殊荷载,具体可按以下两种工况进行计算:自重天然状态和自重+持续暴雨+地下水状态。
4. 2计算参数的确定
(1)容重:试验室确定的天然容重取18. 5 kN/m3,饱和容重取19. 4 kN/m3;考虑到取样过程中剔除了块砾石,故滑坡计算采用的容重略大于试验值,天然容重取19. 2 kN/m3,饱和容重取20. 1 kN/m3 0
(2)抗剪强度参数:天然状态下,按室内试验,取残余剪强度平均值。=21. 1 kPa, cp=18. 30;选取物探剖面作为实体模型,按照滑体在连续暴雨工况下处于蠕滑状态考虑,采用饱和状态来拟合连续暴雨工况,综合取值。=10 kPa , cp二12. 8“作为饱和状态滑带土的抗剪强度参数反演值。滑带土抗剪强度参数。,沪值,对于滑体滑带土由于处于蠕滑阶段,应取饱和快剪残值,结合抗剪强度参数反演值等综合确定,饱和状态下抗剪强度参数采用值。二10. 5 kPa,护=13. 20。
4. 3计算方法及结果
稳定性计算采用Janbu法,通过指定滑面用理正岩土系列软件计算安全系数。对龙楼岭公墓滑面,中部(中轴线剖面)的滑面形态为折线形,上陡下缓;两侧滑面形态近似于直线形,较缓。经计算,龙楼岭公墓滑体在天然状态下,滑体中轴线剖面稳定系数兀= 0. 968 ,滑体中部处于不稳定状态;两侧(西侧)稳定系数F,=1. 112,滑体两侧处于基本稳定状态。在持续暴雨+地下水情况下,滑体中部稳定系数F:二0. 828,处于不稳定状态;滑体两侧稳定系数为凡=1. 002,两侧滑体处于欠稳定状态。计算结果表明:龙楼岭公墓滑体稳定系数为F,二0. 828-1. 112,滑体处于不稳定一基本稳定状态,从滑坡纵向上来看,其后缘稳定性较前缘及中部差;从横向上看,滑坡体中部稳定性比两侧差,以上计算与野外调查得出的结论基本一致。
5滑坡治理措施方案分析
滑坡防治常用的方案用以下6类:避让法、排水法、削方减载/回填压脚法、支挡法、锚固法、注浆法。
本滑坡上部土体太厚,使用锚固法造价太高;减少滑坡体的下滑力及增加滑坡体抗滑力通用的方法是刷方减载和回填压脚,而对于本滑坡而言,上部覆盖层太厚,要达到刷方减载的目的,刷方工程量极大,且上部坟墓是本项目主要的保护对象,不宜进行刷方减载;而滑坡前缘的坡脚土路是本区域主要的交通线,不宜进行回填压脚,且由于本滑坡为大型滑坡,减载及回填压脚土方量巨大,其改变地形地貌而形成的边坡支护也是一项浩大的工程。滑带注浆法的缺点在于软弱带孔隙少、含水量高、可灌性差,而滑体孔隙度大或裂隙发育,浆液大部分灌在了滑体中,对滑带或潜在滑带的加固效果难以保证。此外,本滑坡后缘在半坡上,滑坡上部滑带的注浆人为的阻止了原有地下水的径流,可能带来新的不稳定因素;且滑带注浆在本地区缺乏足够的施工经验,可行性较差。至于支挡法中常见的抗滑桩,因本滑坡上部坡体很厚,若采用冲(钻)孔灌注桩,成孔深度过大、滑坡土体松散且渗透性强时,施工过程中容易大量漏浆甚至塌孔;且抗滑桩造价高昂,在此处并不适宜。
根据上述工程条件、滑坡变形机理分析和稳定性计算结果,上下缓中间陡的地形(急排水较困难),上覆土层松散渗透性较强,所以采用堵疏排水的处理方案。堵疏排水法的原则是先暂停滑坡体上部坟墓区的使用,主要对滑坡进行堵水和排水,减缓滑坡体进一步发生变形的趋势,同时加强滑坡
监测,做好提前预警工作。
6滑坡治理方案
堵疏排水法(图1)的具体措施如下:
(1)裂缝封堵:根据测量人员提供的滑坡表面裂缝详细分布图及野外调查的结果统计,滑坡表面明显的裂缝(宽度为2一25 cm)总长度为326.5 m,深度约为1. 0一18.0 m。裂缝深部采用水泥浆,水灰1:0. 75;裂缝顶部约50 cm处采用弱透水性豁土封堵,底部灌浆。
(2)地表排水:该滑坡防治工程等级为三级,暴雨强度按10年一遇设计,20年一遇校核。共设计横向排水沟3条和纵向排水沟1条。P1为坟墓区顶部的截水天沟,P2为滑坡坟墓区的横向排水沟,P3为滑坡坟墓区高挡墙(最下一级)下方的横向排水沟,P4为滑坡东侧的纵向排水沟。截水天沟和其它两条横向排水沟汇集的雨水,通过滑坡东侧的纵向排水沟或滑坡西侧的天然冲沟排人坡底。
(3)地表防渗:本滑坡需进行防渗处理的坟墓区范围包括滑坡坟墓区及滑坡发生时可能影响的坟墓区,待防渗处理的坟墓区面积约10 000时,采用15 cm厚的勃土压实,0. 3%的坡率导水。
(4)监测:龙楼公墓滑坡体上共布设11个位移沉降监测点,其中有10个分布在三条纵向剖面上,中间1条剖面上有4个位移沉降监测点,其两侧分别布设3个位移沉降监测点,西侧芒果园因地表植被发育且紧邻天然冲沟排水顺畅,仅布设1个位移沉降监测点。裂缝监测点共布设了6个。监测点的布设。
7治理效果
采取堵疏排水法治理龙楼岭公墓滑坡后,根据三亚环建岩土工程有限公司近30个月(截止至2013年12月份)的监测数据,见表1。由表1可知:滑坡区域内11个形变监测点的位移和沉降变形均较小。根据滑坡区域内裂缝点监测结果,滑坡区域内的6个裂缝监测点变形不明显。
另外,截止至2016年3月,根据野外现场调查的结果,滑坡体前缘的原泉水出露点已干涸,没有明显的宏观地质变形迹象。综合分析认为,龙楼岭公墓滑坡目前处于基本稳定状态。
8结论
龙楼岭公墓滑坡是因地形地貌、物质组成、工程活动、持续暴雨所致。在各种治理方案分析对比的基础上,用堵疏排水法对滑坡进行治理,达到了预期的良好效果。