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[软件]"穷人用的"理正勘察8.1、土工试验2.2、深基坑5.3、岩土5.11软件集合 [复制链接]

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只看该作者 216楼 发表于: 2008-08-21
0前言
0.1任务来由
高塘观前缘斜坡地段是巫山县规划的三峡库区三期移民重要安置区,受工程建设及其他自然因素影响,2003年4月后,斜坡发生比较明显的变形。2003年8—9月,三峡库区地灾防治指挥部派专家组进行了踏勘与核查,确定高塘观前缘斜坡是一个滑坡,我队受委托于2003年11~12月进行规前勘查,勘查结果表明高塘观前缘斜坡是为一个复合型滑坡。
此次三峡库区三期地质灾害防治,巫山县高塘观滑坡详被列为重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程Ⅰ类应急抢险项目。2005年4月25日,受巫山县地质灾害整治中心委托,重庆市地质矿产勘查开发局川东南地质大队承担巫山县高塘观滑坡详细勘察。我队接受任务后即派技术人员在收集资料的基础上,再次进行了踏勘与核查,并根据《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘查技术要求》(三峡库区地质灾害防治工程指挥部2004.12)编制勘查设计书,设计书于2005年5月18日经专家组审查通过。
0.2地质灾害情况及危害情况
高塘观滑坡位于重庆市巫山县长江北岸高塘村,是三峡库区巫山县大玉皇阁古崩滑体前缘局部复活的新近滑坡之一(图1-1)。巫山县在建滨江路从滑坡前缘通过,在建污水处理厂位于滑坡体右侧沟谷底部,已建排污管道及在建旅游码头位于滑坡体前缘及左侧沟谷底部。据调查,该滑坡变形产生于2003年4月,滑坡导致地面及民房出现拉张裂缝,目前该滑坡处于蠕滑阶段。一旦高塘观滑坡发生滑动,危及滑坡区内123人、
高塘观滑坡与大玉皇阁古崩滑体位置示意图  图1-1


建筑面积3592.36m2,滑坡后缘党校45人、办公及住宅3000m2,住宅、人口安置及土地损失费总价值约1200万元;滑坡前缘已完成规划的沿江公路(255m)勘察、设计及路基施工投入约600万元;滑坡前已建的排污涵道100m(价值约50万元);旅游码头前期施工投入约1500万元;头道沟与二道沟之间的库岸工程投入1800万元,总价值约4710万
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元(见表1-1),经济损失巨大,严重影响巫山新县城的基础建设。
根据《三峡库区三期地质在灾害防治工程地质勘察技术要求》表2-4规定,综合判定其危害性等级为Ⅲ级。
危险性实物调查表            表1-1
调查对象    危害情况    经济损失
人口及建筑面积    现滑坡体常住人口123人,居民建筑面积3592.36m2    760万元
单位    滑坡后缘党校常住人口45人,建筑面积3000m2   
排污管线    滑坡前缘约100m    50万元
公路    滑坡前缘已完成规划沿江公路勘察、设计及路基施工投入    600万元
旅游码头    滑坡前缘旅游码头前期施工投入    1500万元
库岸    头道沟与二道沟之间的库岸工程投入    1800万元
合计经济损失4710万元

0.3工作目的与任务
在已完成规前勘查的基础上,将可研和初步设计两阶段合并,达到详勘要求,工作目的是为三峡库区三期地灾害防治初步设计提供地质依据。
本次工作主要任务:查明滑坡范围、规模、性质及滑坡要素特征,分析滑坡发展趋势,定性评价滑坡稳定性,计算滑坡稳定性系数,综合评价滑坡稳定性,提出治理滑坡的方案建议,并查明滑坡治理工程的工程地质条件,确定岩土的物理力学参数,为治理工程初步设计提供所需的勘查成果资料。
0.4勘查工作概况
1、前期工作简介
2003年11~12月我队受委托对高塘观滑坡进行规前勘查,勘查结果为高塘观前缘斜坡是为一个复合型滑坡。
2、勘查主要依据
本次勘查主要执行的技术标准有:
1)三峡库区地质灾害防治工作指挥部,《三峡库区三期地质在灾害防治工程地质勘察任务委托书》;
2)三峡库区地质灾害防治工作指挥部,《三峡库区三期地质在灾害防治工程地质勘察技术要求》;
3)《重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程Ⅰ类应急抢险项目巫山县高塘观滑坡详细勘查设计书》
4)中华人民共和国国家标准,《岩土工程勘察规范》【GB50021-2001】;
5)中华人民共和国国家标准,《工程测量规范》【GB50026-93】;
3、勘查时间
2005年4月25日,受巫山县地质灾害整治中心委托后,我队即派技术人员在收集资料的基础上,再次进行了踏勘与核查,4月30日完成勘查设计书编写,2005年5月18日勘查设计书经专家组审查通过。 2005年5月24日,我队组织人员、设备进入工地施工,截止2005年6月18日,野外工作全面结束,历时26天,6月20日野外工作经巫山县地质灾害整治中心验收合格。
6月21日转入室内报告编写,6月28日通过队内部审查,6月29日完成报告编写。
4、勘查工作量
根据《重庆市三峡库区三期地质灾害防治工程Ⅰ类应急抢险项目巫山县高塘观滑坡详细勘查设计书专家组评审意见书》,勘查具体工作量布置如下:
4.1、勘探工作布置
布置纵向勘探剖面3条,间距45~60m,横勘探剖面1条,剖面总长总计766m。勘探工程采用钻探、井(槽)探和工程地质测绘相结合布置,勘探点距25~56m。共布置钻孔6孔/155m,浅井2口/42m,探槽6个/150m3。
4.2、工程测量
1:500地形图测量测图范围东至头道沟东侧、西至二道沟西侧、后界至高塘观平台平湖西路,前缘至江边,面积0.14km2;1:200剖面测量824.35m;碎部测量24点。
4.3工程地质测绘
1:500工程地质测绘范围为滑坡边界外100 m范围内。测绘的主要目的是更准确地圈定高塘观滑坡范围,为治理工程设计提供准确的滑坡体边界条件,测绘面积约0.10 km2。
工程地质测绘的详细程度要求图上宽度大于2mm的地质现象必须描绘到地质图上,对于评价滑坡形成过程及稳定性有重要意义的地质现象,在图上宽度不足2mm时,扩大比例尺表示,并标注实际数据。地质界线图上误差不超过2mm。此次勘查共计填图0.10km2,野外地质点5个,裂隙统计点3个,野外水文点1个,滑坡边界点15个,野外滑坡物质结构特征点10个,滑坡变形特征点10个,地貌点2个,构造点3个。经监理100%抽检,合格率为100%。
4.4钻探工程
此次勘查共收集利用1个钻孔(编号为ZK4),利用规勘钻孔1个(编号为ZK1),施工6个钻孔,进尺145.96m。钻探全孔采取岩土芯,工程地质人员跟班编录。岩土芯回次采取率76%~100%,终孔孔径为110mm,经监理验收,2个钻孔质量为优秀,4个钻孔质量为优良。
4.5山地工程
此次勘查共布置6个探槽,2个探井,施工中根据现场情况,进行设计变更(见附件),变更设计后,TJ1在施工到8.90m时停止施工,变更为收集利用钻孔资料,同时对探槽方量减少约40%。变更设计后实际施工6个探槽,总方量为86.64m3,施工探井2个(完成1个),累积深度26.70m。
4.6水文工作
施工期间,对泉点进行调查和流量的定期观测,各钻孔进行回次水位观测和终孔水位观测,并在XK4号钻孔进行3段次注水试验和地表4个试坑注水试验。取1件地下水作水质简分析。
4.7、室内岩土试验
在施工的6个钻孔、2个探井和2个探槽中取土样40组进行土常规、三轴剪、天然剪和残余剪及颗粒筛分试验,岩样3组(每组均进行重度、饱和抗压、天然抗压和拉剪试验),所有样品均按规范要求采取、包装,及时送重庆地矿检测中心测试。
4.8、原位试验
此次勘查在探井和地表分别进行4组原位大剪试验和大容重试验
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0.5、完成工作量及勘查质量评述
外业工作于2005年5月24日进场,至2005年6月20日结束,历时26天,完成了地形图修测及勘探点测量、工程地质测绘、勘探、取样、原位测试及大剪试验等工作。本次完成工作量与设计工作量对比见表1-2。
          高塘观滑坡详勘主要工作量表      表1-2     
序号    勘查工作内容    单  位    设计工作量    完成工作量    完成率
%
            数量    数量   
1    工程测量    1:500地形图测量    km2    0.14    0.14    100
        1:200剖面测量    m/条    766/4    824.35/4    108
        勘探及地质点测量    点    15    24    160
2    地质测绘    平面    km2    0.13    0.10    77
        剖面    m/条    766/4    824.35/4    108
3    工程勘探    钻探    m/孔    155/6    145.96/6    94
        探井    m/个    42/2    26.7/2    77
        探槽    m3/条    150/6    86.64/6    58
        物探    m/条    --    --   
4    采样    滑体土    组    18    18    100
        滑带土    组    18    18    100
        颗粒分析土样    组    4    4    100
        岩样(抗压、拉剪)    组    3    3    100
        水样    组    2    1    50
5    现场试验    大剪    组    4    4    100
        大重度    组    4    4    100
        渗水试验    次/坑    4    4    100
        抽(注)水试验    段    3    3    100
6    室内试验    土样试验    组    40    40    100
        岩样试验    组    3    3    100
        水质简分析    组    2    1    50
7    观测    地下水动态简易观测    孔    6    6    100
        简易变形观测    点    10    10    100
质量评述
6月20日,我队总工办组成的验收小组对各项外业工作进行自检,认为原始资料收集齐全,完整准确无误,达到滑坡勘查设计书要求后,报请业主和监理进行野外工作验收,验收合格后经同意转入室内资料整理。
(1)工程地质测绘:测绘用底图1:500,测绘调查点和各种界线在图上的误差小于2mm,精度满足要求。
(2) 地形测量、钻孔、探井及探槽定位和剖面测量采用ET-02电子经纬仪和ND3000光电测距仪采用全站仪施测。高程采用1956年黄海高程系,坐标采用1954年北京坐标系,精度满足要求。
(3) 滑坡工程钻探采用小循环钻进、干钻,在滑动面(带)范围内,采用单动双管钻进。
当钻进接近预计滑动面(带)或发现滑动面(带)迹象(软弱带或含水层)时,控制钻进回次进尺,每回次不超过0.15~0.35m,采取率大于90%。
岩芯取出后,按上下顺序摆放于岩芯箱中并逐层编录,特别注意了滑动带土物质特征的描述。
滑体每回次进尺小于0.80m,岩芯采取率81%~85%,滑床每回次进尺小于0.80m,岩芯采取率大于85%。钻孔严格按钻探规程及技术人员的要求进行。
钻进深度、滑体厚度、滑动带范围、基岩面量测误差控制在±5cm之内。
现场地质技术人员跟班编录,并根据现场不同地质情况及时指导施工。土样和岩石试样采取后立即密封,及时送试验室试验完成。原状土样采用薄壁贯入式取土器。
钻孔完工后及时封闭孔口,以防地表水、大气降雨从钻孔中下渗进入滑面,影响滑坡稳定性,经监理同意后采用水泥封孔。
(4)山地工程:探井每开挖1.0m,及时编录、拍照,然后用钢筋砼护壁,挖至滑动面以下稳定岩层,待编录工作及原位大剪试验完成后,经监理同意后回填。探槽相对集中开挖。野外作业期间,工程技术人
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只看该作者 219楼 发表于: 2008-08-21
跟班记录,准确细致的调查、描述,及时整理资料,项目组及时对所有野外记录、野外资料进行内部互检,及时纠正记录中的错漏。样品采集认真负责,按规程及时蜡封送检。
土样和岩石试样采取后立即密封,及时送试验室试验完成。土样采用PVC管简装,然后用不干胶带及时密封,岩样及时用塑料带和不干胶带及时密封。样品运输采用木箱充填稻草装箱,土样保存时间未超过3天。
(5)所有试验工作委托重庆地矿检测中心完成,试验项目严格按《勘查设计书》执行。
本次野外工作严格执行总体设计技术要求,由于现场施工确定的滑带与设计书中预计的深度相差4~5m,因此钻探工程和山地工程的工作量与设计书中有出入,特别是山地工程,为此特向监理和业主提出设计变更申请(见附件7),累计完成工作量加权平均值与设计工作量对比完成设计工作的97.5%,工作量未超出设计要求,符合勘察设计书要求。
野外作业施工的所有工作量在完成时即向监理监督组汇报,施工过程中,项目监理对每项工作均进行监督和现场工作量及工作质量认证,所有工作符合规程要求,质量合格率为100%。完成的全部工作量质量优良,达到详勘要求。
1勘查区自然地理条件及地质环境
1.1自然地理
巫山县城位于长江巫峡峡口上游约1km处左岸,勘察区位于巫山县新县城内,头道沟与二道沟之间的山梁上。地理坐标为东经109°51′30″,北纬31°4′52″。长江自西向东于城南流过,大宁河由北向南从城东注入长江。顺江东下,至巴东58km、至宜昌市167km;逆水西上,至奉节35km、至万州154km、至重庆481km。省级公路从县城通过,可达湖北、重庆、四川,交通比较方便。
本区属亚热带季风性温湿气候,具气候温和、四季分明、雨量充沛、日照充足、多风少雾、无霜期长等特点。本区多年平均气温18.4℃,月平均最低气温7.1℃,月平均最高气温为29.2℃,极端最低气温-6.9℃,极端最高气温41.8℃(1995年8月23日)。高温天气集中在7~8月,低温天气分布在12月及次年1~2月。
本区降雨丰沛,多年平均降雨量1049.30mm,年降雨量最大值1356mm, 月最大降雨量445.9mm(1979年9月),日最大降雨量371.3mm(1965年5月24日)。一年中降雨量分布不均,降雨主要分布在5~9月,占全年的68.8%,枯水期分布于1、2、12月,降雨量仅占全年的4.3%。
区内经济欠发达,农作物以经济作物柑橘、桃等为主。
1.2地质环境
1.2.1地形地貌
巫山县城地貌属于中、浅切割褶皱侵蚀、剥蚀中低山。新县城属于构造侵蚀河谷地貌。长江三峡地区自白垩纪末至第四纪早更新世曾经有过三次较长时期的准平原化过程,形成了三期和五个亚期夷平面,其中最末一期即云梦期所形成的夷平面高程为400—600m。巫山县城区一带共有八级台状地形。
巫山县城区存在Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ级阶地亦有资料认为存在Ⅴ、Ⅵ级
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阶地和一期亚期夷平面。每个阶地发育多个平台。多数平台可能是河流侧蚀形成的侵蚀阶地或剥蚀平台,它们可与邻区阶地、台阶进行比较。
其中,Ⅳ级阶地分布高程240—280m,宽250—400m,因冲沟切割等因素表现为一系列断续分布的缓坡平台,高塘观地段为该阶地平台之一。阶地大部分有粉质粘土,粉质粘土分布高程240—260m。Ⅲ、Ⅳ级阶地是巫山新县城的主要建设场地,Ⅳ级阶地与Ⅰ级阶地之间多为陡斜坡,大多数崩滑体前缘也分布于这一地带。
1.2.2地层岩性
高塘观地段出露地层由新到老为第四系(Q)、三叠系中统巴东组第三段(T2b3)及第二段(T2b2)。
1、第四系(Q)
广泛分布于斜坡及高塘观平台上。成因类型有残坡积、滑坡堆积及人工堆积。地质年代包括更新世及全新世,分述如下:
残坡积(Qel+dl):分布于头道沟左右两岸斜面坡部位,以碎块石混合土最为普遍,碎块石成分为(T2b3)灰岩及泥灰岩,与破碎基岩强风化层呈过渡关系,甚至难于区分,厚度不一。
古滑坡堆积(Q3del):广泛分布于高塘观平台,以碎块石混合土最为普遍,碎块石成分为(T2b3)灰岩及泥灰岩,与破碎基岩强风化层呈过渡关系,甚至难于区分,厚度不一。
新近滑坡体(Q4del):主要分布于高塘观平台南侧前缘斜坡上。其浅表层为粉质粘土,中下部为碎块石混合土,总厚约12m。
人工堆积(Q4ml):主要分布于头道沟及二道沟沟口部位,为巫山县旅游码头及污水处理厂施工填筑,物质为碎石土,填筑厚度约40m。
2、三叠系中统巴东组(T2b)
共分4段,高塘观地段以三叠系中统巴东组第三段(T2b3)出露最广,其次为巴东组第二段(T2b2)。受构造及地形地貌控制,岩石总体破碎。
第三段(T2b3):为一套粉—中晶灰岩、粉—细晶白云质灰岩、泥质白云质灰岩、粉—微晶白云岩,偶见钙质伊利石粉砂岩,中厚—厚层状,总厚度约300 m,钻孔揭露的主要为泥质灰岩,最大揭露厚度约8m,未揭穿,高塘观东北侧可见厚度约30m。
第二段(T 2b2):近底部有一层灰黄色粉—微晶白云质灰岩、浅灰、灰绿色薄层粉砂岩,厚度2—7 m,较稳定;下部岩性为紫红色泥岩、绢云母粉砂质泥岩偶见铁质浸染绢云母粉砂岩,中部为紫红色夹绿色条带状泥岩、粉砂质泥岩夹5—6层(层厚1—2 m)紫红色或黄灰色钙质粉砂岩或细砂岩;上部为紫红色泥岩夹数层2—4 m的灰黄色钙质粉砂岩,局部见钙质砂砾岩,近顶部见1层厚度1—4 m灰黄色粉—微晶白云质灰岩。总厚度约300—400 m。高塘观前缘可见厚度约60m,未见底。滑坡前缘有该段泥岩出露,泥岩受断层影响(见照片17、19),泥岩在断层附近倾覆到角砾岩中,钻孔未揭露。
1.2.3地质构造与地震
场区位于大巴山弧、川东褶带、川鄂湘黔隆起褶带的交接复合部位,构造以褶皱为主。背斜褶曲一般紧凑狭长,岩层产状变化较大,核部次级褶皱发育,以及由于层间滑动使褶皱复杂化。节理裂隙发育,岩体的强度和完整性普遍降低。
场区受新华夏系北北东向弧形构造及大巴山北西西向弧形构造影响,复式向斜及背斜比较发育,岩层产状变化较大,场地地质构造复杂。
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只看该作者 221楼 发表于: 2008-08-21
该类型水主要分布于T2b2的泥岩风化裂隙中,由于该层岩性以泥岩为主,为相对隔水的岩层,但浅部由于风化裂隙频率大,张开度及连通情况较好,因而在地表浅部构成了一定的储水空洞,赋存有少量的地下水。该类型水排泄条件良好,在大面积接受降雨补给后,水量可明显增大,而枯水季节则断流。动态变化很大。泉流量见表2-2中W3、W4。

  高塘观地段泉水统计表            表2-2
编号    泉水出
露位置    出露高程(米)    地层
代号    含水层
岩性    类型    流量
(升/秒)    调查日期
(年月日)
W1    二道沟
上游    212.65    T2b3    泥质石
灰岩    下降泉    0.452—0.483    2001.11.6—2001.11.23
W2    二道沟
上游    216.40    T2b3    泥质石
灰岩    下降泉    0.062    2001.11.6
W3    二道沟
上游    140.24    T2b2    紫红色
泥岩    下降泉    0.014    2001.11.7—2001.11.23
W4    二道沟
上游    124.68    T2b2    紫红色
泥岩    下降泉    0.039    2001.11.8—2001.11.23
(据136队二道沟东岸滑坡勘察报告,泉点在二道沟上游,现已被回填,无法观测)
(3)碳酸盐岩裂隙岩溶水
该类型水区内主要分布于T2b3的灰岩、泥质灰岩溶隙、溶孔中。受构造及地形地貌影响,T2b3中的地下水常呈带状分布于斜坡中上部,且范围狭小。地下水主要通过残坡积层间接补给,沿溶蚀裂隙径流,沿灰岩与泥岩的接触面以泉的形式排泄。泉水流量小且季节性变化大,枯水季节断流。其泉流量见表2中W1、W2。
上述泉点受人类工程活动影响,现已无法观测。
1.2.5不良地质现象
勘查区不良地质现象主要表现为:
(1)断层及断层破碎带,勘查区有两条断层通过,断层破碎带影响整个滑床岩体,岩体破碎,完整性差,上覆碎块石土与滑床岩体的风化带不易区分,破碎的滑床岩体对防治工程将产生不利影响。
(2)工程建设高切坡
在2003年以前的新城建设中,由于沿江路、旅游码头的前期建设开挖,使滑坡前沿形成高20~40m的高切坡,高切坡的稳定亦将直接影响滑坡的稳定性。
(3)滑坡
2003年,高塘观滑坡对当地居民造成较大的影响,由于滑坡前沿遭到破坏,临空条件好,在外界影响下,易在次复活,将对旅游码头和库岸等造成巨大破坏。
1.2.6人类工程活动
据调查访问,2002~2003年,滑坡前缘沿江路路基开挖和旅游码头的前期建设开挖,引起滑坡体失稳,前缘原始地貌被改变,形成了人为岩土边坡,边坡高20~40m,滑坡体西南侧为污水处理厂(在建设中),其建设亦在滑坡体西南侧边界处形成高约30~50m的边坡,边坡主体已进行防治。
综合上述,勘查区人类工程活动较强烈,人类活动对滑坡的影响较大。
2滑坡基本特征及类别
2.1滑坡空间形态
①地貌
巫山新县城属于构造侵蚀河谷(长江)岸坡地貌。高塘观滑坡位于巫山新县城南部高塘观平台的南东缘斜坡地带。
高塘观平台地形平坦,地面标高260—270m,平台宽40—100m、长约300m,总体坡度1°~3°。平台东西两侧被头道沟与二道沟深切夹持,南侧为长江深切,三面临空,谷深坡陡。东侧头道沟近南北走向,切深达130m,右岸谷坡倾向125°,总体坡角30°~45°,最陡达70°。西侧二道沟走向南东向,切深达120m,左岸谷坡倾向南西向,总体坡角30°~48°,最陡达72°。南侧为长江左岸谷坡,坡高约150m,倾向南,总体坡角20°~30°。各谷坡均为岩、土多层结构斜坡(上部为碎石土,中部为破碎基岩,下部为较完整基岩。),谷坡上部为土质斜坡,地形较平缓,植被覆盖良好;谷坡中下部为岩质边坡,人类工程活动强烈(东侧头道沟旅游码头施工切坡,南侧沿江路开挖路基切坡,西侧二道沟污水处理厂施工切坡),高切深填,地形陡峻,基本无植被分布。
高塘观滑坡体处于头道沟右岸谷坡上部。其前缘剪出口中点标高195m,两端标高约200m,后缘标高260m,纵向长度143m。剪出口前沿临空面为人工开挖的岩质高边坡,坡度70°~75°,坡高约70m(坡下有在建的沿江路和旅游码头及已建的巫山县排污涵道)。滑坡体地表呈三级台阶状。一级阶面标高225—230m,纵长55m,横宽115m;二级阶面标高244—250m,纵长28m,横宽75m;三级阶面(高塘观平台)标高260m,纵长9m,横宽24m。各级阶面人口及建筑物较密集。经实地调查,各级台阶间陡坎多为人工开挖形成。滑坡后部为平坦较开阔的高塘观平台,人口集中,建筑物密集。
②滑坡形态及规模
高塘观滑坡平面呈宽短扇形,纵向上呈舌形(见图3—1)。其前缘为头道沟右岸谷坡上部基岩(泥灰岩)与碎石土分界面,中点高程195m,左右两端高程200m,后缘高程260m,相对高差65 m。滑坡左侧边缘为头道沟支沟右岸谷坡中部基岩(泥灰岩)与碎石土分界面,前端高程200m,后部233m。滑坡右侧边缘为二道沟左岸谷坡上部(基岩)泥灰岩与碎石土分界面,前端高程200m,后部高程234m。据高塘观平台及其前缘斜坡建筑破坏情况调查结果,确定滑坡后缘位于高塘观平台前缘,为新近产生的拉张裂隙带。滑坡体剪出口为头道沟右岸,据滑坡体拉张裂缝及滑带擦痕调查结果,确定滑坡主滑方向为107°。滑坡滑面中前部为基岩顶面,后部为土层内部拉张裂隙面。
滑坡区地面密集发育拉张裂缝(照片25~40),这些拉张裂缝走向大多呈东西向,缝宽5~30cm不等,局部形成5cm~35cm的断阶,前缘裂缝倾角较陡,至后缘逐渐变缓,但均大于45°。对地面的破坏主要表现为对刚性设施的损毁,或断裂或倒塌,对塑性地段表现为松弛下陷。滑坡变形形成较大规模拉张裂缝(具体位置见滑坡平面图)及其形态特征详见表2—3。
另外,在高塘观滑坡上,还叠加有一个次级滑坡体,平面呈扇形,纵向上呈舌形,滑面为粉质粘土与碎石土分界面,前缘位于开挖碎石路切坡旁,标高215m(见照片14),确定其后缘位于高塘观平台前沿,标高254m,相对高差42m。主滑方向为107°。
        较大规模滑坡拉张裂缝特征一览表     表2-3
裂缝编号    裂缝形态    延展
方向    中段产状    裂缝宽度    延伸
长度    水文    破坏情况
GX1    呈锯齿状,弧形延伸    总体走向26°    95°∠
75°~90°    最大8cm,向两端逐渐缩小,进入填土层后现状已不明显。    约4.2m    无水    将三合土院坝横向拉断并错位,垂直位移3-5cm。
GX2    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向37°    120°∠
80°~90°    最大6cm,往两端进入逐渐变窄、消失。    约16.6m    无水    致三合土院、墙体拉裂,同时垂直位移2-3cm。
GX3    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向3°    95°∠
80°~90°    最大4cm,往两端进入土层逐渐消失。    约4.0m    无水    致三合土院坝、墙体沉降、拉裂,垂直位移<1cm。
GX4    呈锯齿状,弧形延伸    总体走向125°    105°∠
70°~85°    最大5cm,往西逐渐消失,往东延伸至垮塌民房处。    约8.3m    无水    致三合土院坝沉降、拉裂,民房墙体垮塌,垂直位移4.5cm。
GX5    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向31°    115°∠90°    最大3cm,往两端至墙体处变窄消失。    约5.0m    无水    致民房前地表开裂,垂直位移<1cm。
GX6    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向39°    125°∠
80°~90°    最大5cm,往西逐渐消失,往东延伸至垮塌的条石堡坎处。    约6.0m    无水    致三合土院坝沉降、拉裂,垂直位移2.0cm;院坝条石堡坎垮塌。
GX7    呈弧形延伸    总体走向25-35°    110°∠
65°~80°    最大5cm,往西延伸至垮塌的墙体,往东进入土层逐渐消失。    约7.0m    无水    致民房墙体垮塌,垂直位移4.5cm;房前地面开裂。
GX8    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向164°    75°∠
75°~90°    最大14.8cm,往两端至房顶,往西进入耕地处逐渐消失。    约12.0m    无水    致东侧民房墙体垮塌,点位处墙体开裂,一直至墙顶。
GX9    呈波状,近直线形延伸    总体走向49°    140°∠
75°~80°    最大5cm,往两端至房顶,往西房内地面处逐渐消失。    约3.5m    无水    致东侧民房墙体局部垮塌,房内地面开裂,一直至西侧墙顶。
GX10    呈锯齿状,近直线形延伸    总体走向11°    100°∠
70°~80°    最大6cm,往西至民房处消失,往东延伸至垮塌的房屋基础处。    约9.5m    无水    致东侧民房墙体局部垮塌,房前地面开裂。

高塘观滑坡体纵长143m,横宽平均175m,平面面积约2.24×104 m2,钻孔及探井揭露滑体后部最大厚度26.7m,中部26.2m,前部13.4m,平均滑体厚度约25m,总体积45.76×104 m3,属于三级中型深层土质滑坡。
高塘观滑坡体上的次级滑体纵长108m,横宽平均135m,滑体平均厚度约10m,平面面积约14500 m2,总方量159500 m3。
2.2滑坡物质组成及结构特征
①滑体
高塘观滑坡滑体土自上而下由粉质粘土和碎块石土组成。
粉质粘土:
上部为灰黄色、浅棕黄色粉质粘土,稍湿,硬塑—坚硬,未见水平层理。植物根孔及虫孔较发育。土层内20°~30°走向的卸荷裂隙发育,绝大多数倾向100°~110°,少数反倾,倾角70°~85°,裂隙宽度最大可达10cm,一般0.2~0.5cm, 平面呈参差状或雁行状延伸,延伸长度一般1~2m,最长可达15m以上。个别裂隙面镜面及擦痕发育,擦痕指向多在100°~110°。在土层上修建的民房均不同程度发生裂缝,混凝土地面开裂。该土层在滑坡范围广泛分布,在滑体中部XK4钻孔揭露最大厚度11.40m,在滑体后部ZK1钻孔揭露厚度3.40m。在滑体中前部与碎石土接触面最低高程215m。
粉质粘土与下伏碎石土以次级滑带相接触。
碎块石土:
浅灰、灰黄、棕红等杂色,稍湿,松散。碎块石呈棱角状,杂乱堆积,时有架空现象,粒径一般10cm~30cm,最大达300cm,占土体总量约70%~80%,碎块表面可见老擦痕及磨光面,产状零乱,均不同程度被钙化或覆有铁钙质薄膜,光泽暗淡。碎块石间为细(角)砾及灰绿色、棕红色粘土不完全充填,粘土多呈团块状、涡卷状,个别呈鳞片状,粘粒含量占碎石土总量约10%。碎块石与粘土接触面可见蠕动镜面,细腻光滑,呈丝绢光泽,新鲜擦痕不常见。该土层分布于整个滑坡范围,在滑体后部ZK1钻孔揭露厚度21.8m,滑体中部XK5钻孔揭露厚度9.60m,滑体前部TJ1揭露厚度16.40m,滑体前缘分布最低高程195m,与下伏T2b3破碎泥灰岩以滑带相接触。
  ②滑带
本次工作中,通过地面工程地质测绘及钻孔、探井、探槽揭露,综合确定高塘观滑坡有一个深层主滑带和一个中层次级滑带。主滑带主要位于碎石土与破碎基岩接触带,次级滑带位于粉质粘土与碎石土接触界面处。
主滑带:
为含碎石粘土,红褐色,稍湿—湿,可塑~硬塑状。片状碎石被挤压平躺,具定向排列特征。挤压磨光面和蠕动擦痕极为普遍。据磨光面及擦痕特征可分为两类,一类磨光面多沿灰绿色纹理展布,延伸长且连贯性好,但面上多已钙化或被铁锰质不完全胶结,光泽暗淡,产状与下伏破碎基岩顶面近于平行(在TJ2探井中揭露该滑面近于水平),擦痕粗长,但比较模糊。据长委玉皇阁崩滑体勘察资料,滑带土14C测定其年代大致相当于第四纪晚更新世末期,因此我们认为这一类磨光面及擦痕为古滑坡体滑面。
主滑带中前部追踪破碎基岩顶面古滑带,厚度0.4~1.2m,自滑坡前缘至后缘依次增厚,后部为土体内部形成的拉裂带,在纵向上主滑带总体呈折线形。剪出口滑带中心部位标高195m,左右两侧滑带标高200m。
次级滑带:
为含少量细(角)砾粘土,灰黄色、灰绿色混杂,稍湿~湿,可塑~硬塑状。片状砾被挤压平躺,具定向排列特征。土体呈层纹状或鳞片状,滑动镜面和擦痕极为普遍。镜面光滑细腻,产状与下伏碎石土接触界面平行,擦痕指向110°。滑带前缘最低高程215m,后缘ZK1钻孔揭露标高252.25m,纵向上滑带呈折线形,前部平缓反倾,后部顺向陡倾。据地面调查,次级滑带在横向上呈两端基本对称的平缓弧形。
③滑床
滑床岩性为三叠系中统巴东组第三段(T2b3)泥灰岩、角砾岩,由于滑坡地段处于高塘观向斜南翼近核部且压性断层密集(滑坡区仅百米左右就发育断层两条),断层破碎带(5~30m)及其影响带宽(一般30~70m),岩石极为破碎,基岩顶面附近岩石风化强烈。泥灰岩产状:270°~300°∠13°~35°。基岩顶面坡度4°~25°,由滑坡后缘至前缘基岩面坡度由缓变陡,滑坡范围内基岩面形态在纵向上呈折线型。
2.3滑坡水文地质
①地表水系
高塘观滑坡处于斜坡地带,总体坡度较陡,滑坡区无地表水体分布。
②地下水特征
受地表岩性(以粉质粘土为主,岩性为粉质粘土及红粘土,为相对隔水地层)及地形地貌(三面临空、谷深坡陡)控制,大气降水多以地表径流形式排出区外,不利于地下水的补给。
滑坡区纵向岩层组合自上而下:粉质粘土(相对隔水地层) 
次级滑带土(相对隔水层)    碎块石土(透水层)    主滑带土(相对隔水层)    破碎泥灰岩(强透水层),各岩层底板均外倾,在陡斜坡上广泛出露,受滑坡区宏观地形地貌控制,有利于地下水径流和排泄。因此,滑坡区在浅部不具备地下水富集条件,一般无稳定地下水位,在长期降雨条件下,在滑带附近形成局部的上层滞水。上层滞水对高塘观滑坡的稳定极为不利。
勘查在XK4钻孔的粉质粘土、碎块石土及滑床基岩段分别做了注水试验。
粉质粘土:
钻孔粉质粘土(2.05~7.57m)中注入水的流量为0.18m3/d,水位稳定在孔深0.20m,水位稳定后连续观测孔内水位,水位稳定在0.20~0.22m之间,连续观测5小时10分,按下式计算:

式中:k—渗透系数(m/d);
Q—注水试验的水流量(0.18m3/d);
h—钻孔中水柱高度(m),取7.37m;
r—钻孔半径(m),取0.065m;
经计算后,粉质粘土的渗透系数为0.067m/d,属弱透水地层。
同时在地表作试坑(50×50)注水试验,试坑1(SK1)注入水的流量为0.033m3/d,水柱稳定高度0.10m,连续观测4小时20分。试坑2(SK2)注入水的流量为0.029m3/d,水柱稳定高度0.10m,连续观测4小时30分按下式计算:

式中:k—渗透系数(m/d);
      V—渗透速度(m/d);
Q—注水试验的水流量(0.043m3/d);
F—为试坑底面积(m),取0.25m2;
经计算后,试坑1(SK1)试验的粉质粘土的渗透系数为0.13m/d,试坑2(SK2)试验的粉质粘土的渗透系数为0.12m/d。
钻孔注水试验值一般偏小,而试坑试验因未考虑侧向渗透,同时表层土受植被、虫子影响,孔隙较大,试验值偏大,综上所述,粉质粘土渗透系数介于0.08~0.11之间,为属弱透水地层。
碎块石土:
钻孔碎块石(12.41~17.60m)中注入水的流量为2.36m3/d,水位稳定在孔深0.20m,水位稳定后连续观测孔内水位,水位稳定在0.20~0.22m之间,连续观测4小时50分,按下式计算:

经计算后,碎块石土的渗透系数为0.41m/d,属弱透水地层。
同时在地表作试坑(50×50)注水试验,试坑3(SK3)注入水的流量为0.13m3/d,水柱稳定高度0.10m,连续观测4小时30分。试坑4(SK4)注入水的流量为0.30m3/d,水柱稳定高度0.10m,连续观测4小时10分按下式计算:

 
经计算后,试坑3(SK3)试验的碎块石土渗透系数为0.52m/d,试坑4(SK4)试验的碎块石土渗透系数为1.2m/d。
综上所述,碎块石土渗透系数介于0.4~1.2之间,属透水~弱透水地层。
滑床基岩:
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钻孔基岩(22.40~28.28m)中注入水的流量为0.41m3/d,水位稳定在孔深0.30m,水位稳定后连续观测孔内水位,连续观测5小时40分,按下式计算:
        (r—钻孔半径,取0.055m;)
经计算后,滑床基岩的渗透系数为0.13m/d,属弱透水地层。
钻孔、探槽中未揭露到地下水位(包括上层滞水),在滑坡周边前缘西南侧(标高约)处发现有1泉水出露(见照片24),泉点出露出为碎块石土,5月31日进行观测,泉点以散状渗流排泄,流量约0.005l/s,6月5日降大雨后(降雨量约40mm),其流量增大到0.037l/s,其后到6月8日,流量逐渐减小;6月9日降大雨后(降雨量约35mm),流量再次增大,到6月15日,流量减小到小于0.005l/s,泉水补给途径短,流量季节性变化明显,在泉水出露点附近有相对隔水层,隔水层分布范围小。
6月9日降大雨后,6月10、11日在TJ2探井开挖中到13.00m附近时西南侧壁有点状地下水渗漏,13.00m附近粘土含量较高,具一定隔水性能。当探井施工到15.60m时井底突然出现大面积渗水,水量约0.72m3 /h,水位随开挖深度降低而降低,且水量有减小趋势,开挖到16.60m钢筋砼护壁后,井底不在渗水,根据开挖情况,16.40~16.70m为主滑带,主滑带由粉质粘土夹少量砾石、碎石组成,粘土粘性,粘土与包容颗粒间紧密接触,具有隔水性能。其后16.50~16.90m段的滑床基岩开挖中未出现渗。6月15日,当施工探井平洞作大剪试验砸开15.50~16.60m的钢筋砼护壁后,在16.40~16.50m(滑带上部)又出现渗水,渗水量约0.055l/h,水量比开始时明显减少。
上述情况表明,16.40~16.70m处的主滑带有隔水性能,探井揭露的地下水为松散孔隙水,其流量季节性变化明显,主滑带分布不连续或起伏较大,滑床岩体富水性差,不具储水功能。探井前缘为人工开挖的高切坡,上述现象同时也表明,主滑带在前缘倾角平缓,甚至局部反倾,主滑带中前部在雨季时处于饱水状态,对滑坡稳定不利,顶部的粉质粘土透水性差。
据滑坡体内探井2(TJ2)的水样分析资料,地下水化学类型为HCO3•SO4—Ca•Na型。根据水质分析报告和GB50021—2001,判定滑坡区地下水对砼物无腐蚀性。
2.4滑带土物理力学性质
主滑带:
本次工作在高塘观滑坡主滑带土体采取了9组样做土常规及直、残剪切试验。
根据室内试验成果统计,天然重度均值为19.5KN/m3;饱和重度均值为20.2KN/m3;天然峰值抗剪强度:内聚力标准值为14.5Kpa,内摩擦角标准值为20.4°;天然残余抗剪强度:内聚力标准值为11.3Kpa,内摩擦角标准值为17.6°;饱和抗剪强度:内聚力标准值为9.8Kpa,内摩擦角标准值为17.0°;饱和残剪强度:内聚力标准值为7.5Kpa,内摩擦角标准值为15.0°。其它参数详见表1-1(高塘观滑坡主滑带土物理力学性质试验成果统计表)
现场大剪试验值(见附件2),天然峰值抗剪强度:内聚力 13.2Kpa,内摩擦角为18.3°;天然残余抗剪强度:内聚力为11.0Kpa,内摩擦角为16.8°;饱和抗剪强度:内聚力为10Kpa,内摩擦角为17.5°;饱和残剪强度:内聚力为8.5Kpa,内摩擦角为16.0°。
勘查时取三件土样作室内渗透系数试验(见附件1),其统计平均值为:6×10-2m/d。
室内渗透系数试验成果表
编号    实验    平均值
TJ2—14    6.6×10-5cm/s    7.5×10-5cm/s
TJ2—15    8.6×10-5cm/s   
TJ2—16    7.3×10-5cm/s   
同时取了三件土样作粒度分析试验(见附件1),其土石比为7:3。
次级滑带:
在高塘观滑坡次级滑带土体采取了9组原状样做土常规及直、残剪切试验。
根据室内试验成果统计,天然重度均值为19.2KN/m3;饱和重度均值为19.8KN/m3;天然峰值抗剪强度:内聚力标准值为30.4Kpa,内摩擦角标准值为15.0°;天然残余抗剪强度:内聚力标准值为19.6Kpa,内摩擦角标准值为11.3°;饱和抗剪强度:内聚力标准值为18.8Kpa,内摩擦角标准值为10.8°;饱和残剪强度:内聚力标准值为13.5Kpa,内摩擦角标准值为8.7°。其它参数详附表1-2(高塘观滑坡次级滑带土物理力学性质试验成果统计表)。
现场大剪试验值(见附件2),天然峰值抗剪强度:内聚力 18Kpa,内摩擦角为12.2°;天然残余抗剪强度:内聚力为15.5Kpa,内摩擦角为10.8°;饱和抗剪强度:内聚力为15Kpa,内摩擦角为10.3°;饱和残剪强度:内聚力为13Kpa,内摩擦角为9.1°。
2. 5滑体土物理力学性质
主滑体:
本次工作在高塘观滑坡主滑体土体采取了9组样做土常规及三轴剪切试验。
根据室内试验成果统计,天然重度均值为20.2KN/m3;饱和重度均值为21.1KN/m3;三轴抗剪强度:内聚力标准值为38.5Kpa,内摩擦角标准值为13.0°。其它参数详见附表1-3(高塘观滑坡主滑体土物理力学性质试验成果统计表)。
现场大容重试验:天然重度均值为22.57KN/m3;饱和重度均值为23.41KN/m3;
次级滑体:
在高塘观滑坡次级滑体土体采取了9组原状样做土常规及直、残剪切试验。
      滑体土大容重试验成果表        表3—1
试验编号    试验深度m    大重度kN/m3    土体描述    备      注
γ1    0.50~1.20    18.92    粉质粘土    地下水位以上
γ2    1.20~1.90    20.12    粉质粘土    人工喷洒
γ3    6.50~7.00    22.57    碎块石夹粉质粘土    地下水位以上
γ4    14.40~14.90    23.41    碎块石夹粉质粘土    地下水位以下

根据室内试验成果统计,天然重度均值为19.1KN/m3;饱和重度均值为20.5KN/m3;三轴抗剪强度:内聚力标准值为38.9Kpa,内摩擦角标准值为7.1°。其它参数详见附表1-4(高塘观滑坡次级滑体土物理力学性质试验成果统计表)。
现场大容重试验:天然重度均值为18.92KN/m3;饱和重度均值为20.12KN/m3;
2. 6滑床岩石物理力学性质
滑床为泥灰岩和角砾岩。本次勘查中,在工程线的3个钻孔中取角砾岩作了天然重度、三轴抗拉剪试验及天然、饱和抗压强度试验,结果统计于表3-2。
 
角砾岩天然重度平均值为25.36kN/m3;抗剪强度C值1.55~2.48Mpa,最小平均值为1.75Mpa,φ值39.52~41.99°,最小平均值为40.18°,天然抗压强度平均值为15.4MPa,饱和抗压强度平均值为10.70MPa,软化系数为0.70,属易软化的较软岩。
3滑坡稳定性分析评价
3.1滑坡稳定性分析
3.1.1滑坡变形特征及发育史
据访问当地居民,在2003年4月以前,高塘观前缘斜坡未发生明显变形,斜坡上房屋及混凝土地面未发生明显裂缝。4月以后,阴雨天气较多,加之斜坡周边工程活动频繁,斜坡前缘房屋开始裂缝变形,而后继续向斜坡后缘发展。同年 4月底,处于斜坡前部的三间土房倒塌,与其相邻的几户砖房严重裂缝,多成危房,处于斜坡中部的房屋大多也产生了裂缝。6月底,斜坡后缘高塘观平台前沿陡坎下的四间土房又产生了裂缝。2003年11月调查时,在高塘观平台上的党校院内南侧混凝土地面上又发现了密集的呈雁行式排列的裂缝,围墙断裂,裂缝走向总体与头道沟右岸斜坡等高线平行。各种迹象表明,截止目前高塘观滑坡仍在继续发展。
野外调查表明,分布在滑坡体上的房屋不同程度有变形裂缝现象,裂缝走向120°~130°,裂缝在滑体前缘较宽,规模较大,至滑体后缘则规模逐渐变小,至高塘观平台前部消失。表现出滑体在平面上自前向后松弛牵引特征。在纵向上,据简易公路开挖空出的次级滑面,在较大范围滑面完全贯通,滑面上擦痕长而显著,表现了上部土体沿次级滑面已发生了明显的位移,表明次级滑体现状条件下处于潜在的不稳定状态;据TJ2探井揭露结果反映,高塘观主滑带新产生的滑裂面短而不连续,呈雁行式排列,擦痕少且细短,未完全贯通,表现了上部土体沿主滑带土体发生了蠕动变形,未发生明显位移,滑坡整体处于基本稳定状态。
巫山县高塘观滑坡于2004年6月18日建立4个监测点(见监测位置示意图)。根据收集资料,对2004年6月18日至2005年7月30日的监测资料进行粗略统计,各监测点位移变形见下表(观测详细资料汇总见附表1~4):
各观测点变形监测汇总表
监测点
编号    2004年6月
~12月    2005年1月
~7月    2004年6月~
2005年7月    月最大变化量
2004年7 月    变形
方向
    累计位移量    累计沉降量    累计位
移量    累计沉
降量    位移量    沉降量    累计位移量    累计沉降量   
B1    172.9    -213.2    26    -64.3    198.9    -275.5    43.1    -77    125°
B2    136.6    -50.6    51.4    -17    171.9    -67.6    36.8    -18.31    133°
B3    65.5    -79.5    22.7    -21.6    88.2    -110.1    15.1    -26.9    112°
B4    123.7    -65.5    34.3    -26.2    158.0    -91.8    32.7    -25.2    121°
表中单位为mm
由于B1、B2监测点距开挖切坡较近,监测数据受边坡卸荷影响较大,监测数据不能真实的反应滑坡体的变形情况,B3、B4监测点位于滑坡体中部,监测值较准确的反映滑坡的实际变形情况。
根据监测资料分析,从2004年6月18日观测至今,该滑坡体一直处于蠕动变形,变形量随季节变化而变化,雨季时变形量较大,枯水期时变形量较小,各观测变形大小具有同步性。其中2004年7月变形最大,2004年6、7月变幅大于远大于2005年6、7月的变幅。
滑坡体地表变形、裂隙系拉张裂缝,地面拉张裂缝走向大多呈北北东向,缝宽5~30cm不等,局部形成5cm~35cm的断阶,前缘裂缝倾角较陡,至后缘逐渐变缓。建筑物拉张裂缝近垂直发育,倾向一般朝东偏南向。

根据钻探揭露(XK2、XK4、XK5钻孔中均有揭露),次级滑带为含少量细(角)砾粘土,灰黄色,可塑~硬塑状。片状砾被挤压平躺,具定向排列特征。土体呈层纹状或鳞片状,滑动镜面和擦痕极为普遍。镜面光滑细腻,在粉质粘土与碎块石土接触面附近的粉质粘土含水量明显偏大,颜色也更趋于黄色,在开挖的切坡上土体失水后,接触面附近的粉质粘土发育的裂隙密而细小,上部的粉质粘土发育的裂隙蔬而宽大。
由于3-3’前缘变形明显,因此对3-3’剖面次级滑体上(除次级滑面外)的可能剪出口进行搜索,且进行c、φ反演推算,经推算:当假定c=12.5kpa、φ=7.11°时,边坡稳定系数Fs=1.009,此时剪出口坐标假设为(0,0),最危险滑面圆心坐标(0.8,26.0),滑动半径R=25.73m。上述假定的c、φ值比勘查报告据试验成果提供的次级滑带值的c、φ值小。
根据钻探揭露情况、地表开挖切坡的土体性状、监测资料,地表裂隙的产生与浅层滑动的关系密切。
综合上述情况判断,粉质粘土与碎块石土接触面为次级滑带,塘观滑坡的稳定由次级滑坡控制。
3.1.2 滑坡类型及变形破坏模式
通过本次勘查表明,高塘观滑坡属地表古崩积土沿土岩界面软弱夹层滑动的滑坡。高塘观滑坡体纵长143m,横宽平均175m,平面面积约2.24×104 m2,钻孔及探井揭露滑体后部最大厚度26.7m,中部26.2m,前部13.4m,平均滑体厚度约25m,总体积45.76×104 m3,属于三级中型深层土质滑坡。
高塘观滑坡体上的次级滑体纵长108m,横宽平均135m,滑体平均厚度约10m,平面面积约14500 m2,总方量159500 m3。
滑坡变形方式为自前缘向后部牵引~推移式滑塌,对地表破坏主要表现为差异性垂直和水平位移,对地表设施破坏性强。
3.1.3滑坡影响因素及成因机制分析
从高塘观滑坡产生、发展的过程分析,人类工程活动(斜坡前缘开挖高边坡,建筑施工强夯)是其产生的主导因素。大气降水是高塘观滑坡进一步加速发展的重要条件。
据长江委玉皇阁崩滑体勘查资料,结合本次地面调查及探井揭露结果表明,高塘观平台是一个古滑坡堆积体。古滑体在滑动消能后,处于稳定状态。高塘观前缘斜坡处于古滑坡体前缘,特定的地质地貌条件,在外部条件的诱导下,古滑体易于发生局部解体复活。
高塘观平台东有头道沟,西有二道沟,南临长江,沟谷深切,谷坡陡峻。基底处于向斜褶皱近核部地段,断层、裂隙构造密集,基岩极为破碎。堆积层为古滑坡体,土体结构散乱,底部存在强度相对较低的古滑带。内在地质条件决定了这些地带是崩滑地质灾害多发区。
(1)厚度较大的第四系古滑坡堆积物和冲积物的存在,为滑坡的形成提供了物质基础。滑坡区域内,第四系古滑坡堆积物和冲积物厚一般大于10m,其岩性以粉质粘土和碎块石夹粉质粘土为主,这种地层结构为易滑坡地层。
(2)软弱面的存在为滑坡的形成提供了良好的地质环境。在第四系松散堆积物与碎块石之间,碎块石与下伏基岩之间的古滑面,便于形成滑动面,软弱结构面倾向坡外,中后部倾角一般大于20º,这样的倾角可以使土体产生一定的下滑分力。
(3)地形坡角条件为滑坡形成与位移提供了临空面。滑坡中后部为斜坡或平台,其前部为人工切坡总高约20~40m,为滑坡形成提供足够的临空条件。
(4)水的作用,是滑坡形成的激发因素。区域内降雨量大,并集中,雨水的下渗,不但降低土体的抗剪强度,还提高滑体重量。
(5)人类工程活动是滑坡产生的直接诱发因素。特别是2003年初滑坡前缘及两侧平场切坡施工是滑坡的最初诱因。
3.1.4滑坡稳定性判断
通过野外勘查表明,高塘观滑坡次级滑面贯通,滑坡区地表拉张裂缝发育,滑体土沿滑带位移明显,并有沉陷异常现象,后缘形成明显的滑坡阶坎,滑面特征明显,发现有镜面、擦痕及搓揉现象宏观判断次级滑坡处于临界状态~欠稳定状态。主滑带(古滑带)分布不连续,滑面不贯通,主滑坡现状为基本稳定状态。
3.2滑坡稳定性计算
3.2.1计算剖面:
选择对应滑坡主滑方向的1—1′、2—2′、3—3′工程地质剖面进行计算。计算模型见附图6。
3.2.2计算方法及计算公式:折线形滑面,采用传递系数法计算。
计算公式:







式中:Fs—滑坡稳定性系数;
ψj—传递系数。第i条块的剩余下滑力传递至第i+1块时的传递系数(j=i);
Ri—作用于第i块的抗滑力(kN/m);
Ti—作用于第i条块滑动面上的下滑分力(kN/m);
Ni—第i条块滑动面的法向分力(kN/m);
ci—第i条块的粘聚力(kPa);
φi—第i条块的内摩擦角(°);
Li—第i条块滑动面的长度(m);
θi—第i条块底面倾角(°),反倾时取负值;
Wi—第i条块自重与建筑等地面荷载之和(kN/m);
γ—岩土体的天然容重(kN/m3);
γsat—岩土体的饱和容重(kN/m3);
Fi—第i条块所受地面荷载(kN/m)。
3.2.3计算工况:
目前长江水位在135m,将来把上升至175m水位后对滑坡前缘无影响,故计算工况按不涉水考虑,且勘查区属地震基本烈度Ⅵ度区,不考虑地震荷载。
工况一:自重+地表荷载+天然状态
工况二:自重+地表荷载+20暴雨(连续降雨)
3.2.4计算条件及参数选取
主滑带土中含有约30%的碎石,野外取样时对试样的干扰大,室内试验制样时对试样的干扰也比较大,由于上述原因,室内试验的滑带土的物理力学指标可靠性差。滑带土中的碎石同样对原位大剪试验的制样产生较大干扰,并且试样上部卸荷亦对试验值产生干扰,但原位大剪试验值的比室内试验更可靠,根据主滑坡的现状(基本稳定~稳定状态),主滑带土采用天然和饱和峰值作为稳定性演算的参数。由上述情况及巫山县前期滑坡防治的工程经验,主滑带土的力学指标根据室内试验、现场大剪试验及经验综合确定,分别按下列权重取值,室内试验:原位大剪试验:经验值=0.2:0.7:0.1
主滑带稳定性计算参数取值综合确定表
    天然状态    饱和状态
    粘聚力kPa    内摩擦角(°)    粘聚力
kPa    内摩擦角(°)
室内试验值    14.5    20.4    9.8    17.0
现场大剪试验值    15.5    18.6    10.5    17.4
经验值    20.6    21.8    16.6    19.2
综合确定值    15.8    19.3    10.9    17.5

次级滑带土中含有约5~10%的砾石,室内试验制样时对试样的干扰比较大,室内试验的滑带土的物理力学指标与实际值有一定误差。滑带土中的碎石同样对原位大剪试验的制样产生一定干扰,并且试样上部卸荷及其物理性质(如含水量等)的改变对试验值产生干扰,但原位大剪试验值的比室内试验更可靠。根据上述情况及巫山县前期滑坡防治的工程经验,主滑带土的力学指标根据室内试验、现场大剪试验、经验综合确定,分别按下列权重取值,室内试验:原位大剪试验:经验值=0.1:0.7:0.2,由于次级滑坡现仍处于变形滑动中,因此带土采用残余抗剪参数。按饱和状态1.00稳定系数反演值得粘聚力15.5kPa,内摩擦角10.2°,按0.98稳定系数反演值得粘聚力15.1kPa,内摩擦角9.9°,与综合确定的值基本吻合。
次级滑带稳定性计算参数取值综合确定表

    天然状态    饱和状态
    粘聚力kPa    内摩擦角(°)    粘聚力
kPa    内摩擦角(°)
室内试验值    19.6    11.3    13.5    8.7
现场大剪试验值    16.5    11.3    14.0    9.6
经验值    18.5    11.5    16.4    10.6
综合确定值    16.9    11.3    14.5    9.7
由于次级滑体为粉质粘土,为弱透水层,在50年一遇的暴雨条件下,滑体土也不能达到饱和。滑体东、西、南侧均为冲沟或陡坎,地面坡度较陡,降雨多以地面径流形式排除场地外。虽地表发育有多处拉张裂隙,但渗入其中的少量降雨多被土体吸收,降雨在裂隙中形成渗透压的可能性较小,同时入渗降雨在滑带、滑面形成地下渗流的可能性小,因此在稳定计算时(工况二)未考虑地下水(动水压力)的影响。
现滑坡体上的居民主要集中在次级滑坡体上,居民房屋多为1~2层的土房或砖房,在稳定性计算分析时地表荷载在建筑范围内按10KN/m取值。
3.2.5滑坡稳定性设计标准的确定
依据《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘查技术要求》滑坡地质灾害危害性等级为二级,滑坡剩余下滑力安全系数在暴雨工况最小不得小于1.15,据滑坡实际情况,本滑坡取1.15。
3.3滑坡稳定性综合评价
按上述计算工况对高塘观滑坡稳定性进行了计算,计算过程见附表2-1~2-6,计算结果如表3—4。
滑坡稳定性计算结果表          3—4
计算目标    剖面编号    工况    安全系数1.10
            稳定系数    评价结果
主滑带    1    1    1.219    稳定
        2    1.053    基本稳定
    2    1    1.201    稳定
        2    1.014    欠稳定
    3    1    1.193    稳定
        2    1.027    欠稳定
次级滑带    1    1    1.175    稳定
        2    1.004    欠稳定
    2    1    1.080    欠稳定
        2    0.976    不稳定
    3    1    1.177    稳定
        2    1.007    欠稳定

根据《地质灾害防治工程勘查规范》(DB50/143—2003)规定,其判别标准见表3—5。
滑坡稳定状态划分        表3—5
滑坡稳定系数Fs    Fs<1.00    1.00≤Fs<1.05    1.05≤Fs<Fst    Fs≥Fst
滑坡稳定状态    不稳定    欠稳定    基本稳定    稳定
注:Fst为滑坡稳定性安全系数
据滑坡稳定性计算结果表明,高塘观滑坡次级滑坡在天然状态条件下处于欠稳定~基本稳定状态,暴雨状态下处于不稳定状态,与勘查期间滑坡变形及位移特征相吻合。主滑坡在天然状态条件下处于基本稳定~稳定状态,暴雨状态下处于欠稳定状态(详见表3—4)。
综合判定,高塘观滑坡次级滑坡在天然状态下处于欠稳定~基本稳定状态,暴雨状态下处于不稳定状态;主滑坡在天然状态下处于基本稳定~稳定状态,暴雨状态下处于欠稳定状态。
3.4滑坡稳定性敏感因素分析
根据滑坡天然状态,利用滑坡主剖面,计算主滑面抗剪强度变化对滑坡稳定性影响程度(结果见表3—6),计算结果显示,当滑带土内聚
主滑面抗剪强度对滑坡稳定系数影响敏感性分析表      表3—6
  φ(°)
C(kPa)    14    15    16    17    18    19    20    21    22
12    0.871    0.93    0.989    1.05    1.111    1.174    1.237    1.302    1.368
13    0.88    0.939    0.998    10.59    1.12    1.183    1.246    1.311     
14    0.889    0.948    1.007    10.68    1.129    1.192    1.255          
15    0.898    0.957    1.061    1.077    1.201    1.201               
16    0.907    0.965    1.025    1.086    1.147                    
17    0.916    0.974    1.034    1.095                         
18    0.924    0.983    1.043                              
19    0.933    0.992                           
20    0.942                               

力C值每增加1kPa,滑坡稳定系数提高0.009,当滑面强度内摩擦角φ值每增加1°,滑坡稳定系数提高0.06,表明滑带土内摩擦角φ的变化对滑坡稳定性影响更为显著。
土体内聚力随含水量增大降低幅度大,而对内摩擦角影响较小。勘查表明,高塘观滑坡是在人类工程活动诱发产生,降水条件下加剧发展形成的。降水是影响滑坡稳定性的主导因素。
4滑坡发展变化趋势及危害性预测
4.1发展趋势预测
高塘观滑坡表层第四系次级滑体厚3.1~11.40m,与下伏碎石土顶面呈6~40°单向东倾,第四系与碎石土间有一层厚20—30cm的粉质粘土滑带存在。高塘观滑坡次级滑体为人类工程活动诱发,在降雨条件下加剧变形的新近滑坡体,在勘查期间处于蠕动阶段,欠稳定。主滑体与基岩之间为厚20~30cm的古滑带。
如再遇较长期降雨,滑坡将进一步加速滑动,另外,滑坡前缘现仅开挖形成20—40m的高切坡。若次级滑坡进一步滑动,滑坡区后缘斜坡上党校和周围的居民将会沿倾斜的拉剪面陆续发生牵引蠕滑,滑坡范围将进一步扩大。同时亦有可能导致古滑坡的复活,产生更大的危害。
4.2危害性预测
据野外实地调查,高塘观前缘斜坡已规划为三峡库区三期移民安置区,一旦高塘观滑坡发生滑动,危及滑坡区内123人、建筑面积3592.36m2,滑坡后缘党校45人、办公及住宅3000m2,住宅、人口安置及土地损失费总价值约1200万元;滑坡前缘已完成规划的沿江公路(255m)勘察、设计及路基施工投入约800万元;滑坡前已建的排污涵道100m(价值约50万元);旅游码头前期施工投入约1500万元;头道沟与二道沟之间的库岸工程投入2000万元,总价值约5550万元(见附件9),经济损失大,严重影响巫山新县城的基础建设。
高塘观滑坡失稳将威胁滑坡体上居民及建筑物、滑坡前缘的旅游码头、巫山新县城排污涵道、沿江路、滑坡后缘巫山县党校的安全,其危险性极大,会带来严重的社会影响和政治影响。滑坡前缘距长江航道约200m,滑坡失稳不会对长江航道造成较大影响。
5防治方案比较与建议
5.1 工程支挡轴线工程地质特征论述
上部支挡轴线
上部支挡轴线高程约224~230m,距次级滑体前缘水平距离(拟建滨江路水平距离)约10~22m,距主滑体前缘水平距离45~60m,距前缘高切坡或斜坡水平距离约25~30m。如工程轴线选在此处,可保证有足够的抗滑段。
上部工程轴线处次级滑体厚度约0~15m,滑体厚度由两侧向中部(主轴线)逐渐变厚;主滑体一般厚度10~15m,两侧厚度较薄。
支挡处滑床岩体为泥灰岩和角砾岩,受构造影响,滑床岩体完整性差,岩体破碎(多呈碎裂状)。
支挡处无稳定地下水,仅局部有少量的空隙水,在勘查控制深度,地下水贫乏。
支挡线在主轴线北侧约20m穿越一逆断层,断层断距大于50m,断层影响范围达100m。
综上所述,工程轴线处滑体总厚度约10~25m,滑体与滑床接触面的倾角较陡(约10~25度),水文地质条件简单,构造复杂,岩体破碎,如工程线向上移,其滑体厚度减小,但达不到治理效果,如工程线向下移,支挡处下滑力较小,但轴线距高切坡(或斜坡)的距离太短,抗滑段厚度小,降低抗滑桩的防治效果。
下部支挡轴线
下部支挡范围高程195~220m,宽度约25~35 m,支挡主要对象为滑坡前缘的碎块石土组成的主滑体,滑体下部为角砾岩滑床,受人工建设影响,滑床岩体多形成坡度角约65~80度的高切坡(高度10~20m)。滑体一般厚度15~17m,两侧厚度较薄,其自然坡度角约35~45度,高差一般15~25m。支挡处滑床岩体为角砾岩,受构造影响,滑床岩体完整性差,岩体破碎(多呈碎裂状)。支挡处无稳定地下水,仅局部有少量的空隙水,在勘查控制深度,地下水贫乏。
由于此次勘查工期短,勘查工作量控制严格,勘探点揭露的滑床深度有限,根据勘查控制深度及开挖切坡出露的岩体分析,锚头部位基岩裂隙发育,岩体破碎,岩体呈碎块状镶嵌结构,岩体完整性差,锚头部位基岩的力学性质差。
粉质粘土为组成次级滑体的主要物质,该土层具有巫山黄土的特征,其容重相对较大,干强度中等,粘性及韧性差,天然状态下自稳能力较好,可形成高约3m的直立边坡,但在饱和状态下易崩解,遇大暴雨时局部易形成流土,在确定防治方案时应考虑粉质粘土的上述特性。
根据切坡出露的岩体、探井及钻孔揭露分析,工程防治轴线岩体主要为角砾状灰岩,钙质胶结良好,角砾状灰岩层与土层间无严格意义上的基岩强风化过渡带,该岩体呈薄层~中层状构造,受构造影响,其裂隙发育,部分被钙质胶结充填,岩体破碎,岩体呈碎块状镶嵌结构,岩体完整性差。在确定防治方案时应考虑角砾状灰岩的上述特性。
工程防治场地发育有两条断层,两条断层对工程防治场地的基岩均有影响,此次勘查在地表仅F1断层得到验证。根据规前勘资料,F2断层走向70~80°,倾向340~350°,倾角约40°,断层发育上盘为薄层~中层状构造的泥灰岩,下盘为薄层~中层状构造角砾状灰岩,断层破碎带宽度约1~3m,该断层破碎带不在防治工程轴线上,对工程防治影响小。F1断层走向70~80°(倾向340~350°),倾角约60°,断层发育上盘为薄层~中层状构造的角砾状灰岩,下盘为中厚层状构的泥岩,根据开挖切坡揭露,该断层在西南端破碎带宽度约2~6m,在东北端破碎带宽度约1~3m,其宽度由地表往深部逐渐变窄,破碎带呈碎屑壮,胶结差,该断层破碎带西南端位于防治工程轴线上,对工程防治有影响。在最终确定防治工程轴线后应在施工勘察阶段适当补充工作进一步查明断层的工程地质特性或在施工中加强监理工作。
5.1 防治方案
  第一种方案:
高塘观滑坡治理,应根据地形地质条件、稳定性影响因素来综合考虑,并应贯彻以下原则:
  ⑴预防为主,防治结合;
  ⑵综合治理与长期监测相结合;
  ⑶支挡工程与排水工程相结合。
①    支挡工程
根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布,采用减载和两级支挡进行防治。
对次级滑体进行减载处理。对主滑体采用两级支挡。
第一级:用抗滑桩进行支挡,桩位建议设置在地面高程200~230m一线。
第二级:滑坡前缘高切坡地段采用格构式预制锚杆方式支护,在此次勘查期间,滑坡前缘的高切坡亦在进行勘查,滑坡的防治应综合考虑,结合高切坡危害进行综合防治。
②    排水工程
水是诱发滑坡的主要因素,治滑的关键之一是治 “水”,所以排水工程对滑坡的稳定性起十分重要作用。
建立完善地表排水系统。对现有明、暗水沟作修补、防渗处理,对排水能力不足的水沟重新规划改造。
    支挡工程估算约1000万元。
第二种方案:
    将滑坡后缘党校及滑坡体上居民整体搬迁,三峡库区移民安置区重新另地规划,滑坡前缘沿江路及排污涵道改线,旅游码头及污水处理厂另行择地迁建,预计总费用在5550万元。
5.2防治方案比较与推荐意见
第一方案工程治理费用约1000万元。第二方案搬迁避让总损失费用5550万元。损失与治理费用比为5.5:1。采用工程治理方案费用相对低廉,建议采用工程治理方案。
6 结论及建议
6.1结论
①高塘观地段地形地貌、地质构造及地层组合复杂,是崩滑地质灾害多发区。其周边人类工程活强烈。
②高塘观平台是“大玉皇阁古崩滑体的一部分。高塘观滑坡是高塘观古滑坡体前缘的复活部分,其诱发的主导因素是人类工程活动,大气降雨是进一步加速发展的重要条件。
③高塘观滑坡主体是一个沿基岩面滑动的土质滑坡,滑坡类型为牵引~推移式,纵向滑面呈折线形,滑带中前部追踪古滑带,后部为新近产生的拉裂带。滑体平均厚度25m,平面面积22400m2,总方量457600 m3,是一个深层中型规模滑坡。高塘观滑坡上叠加有次一级粘性土层滑坡,滑带位于粘性土和碎石土界面上,滑带呈折线形,滑体平均厚度约11m,平面面积约14500 m2,总方量159500 m3。
④高塘观滑坡沿现状处于基本稳定状态。其上叠加的次级滑坡现状处于欠稳定~基本稳定状态。20年一遇暴雨及极端条件下主滑体处于欠稳定状态,次级滑体处于不稳定状态。
6.2建议
1)治理工程设计参数建议(抗滑桩、锚杆)
次滑体土:
天然重度19.0kN/m3,饱和重度20.3kN/m3,饱和三轴抗剪强度C=38.9kPa  φ=7.11°,土体渗透系数9×10-2m/d。
滑带(面):天然残余直接抗剪强度C=16.9kPa,φ=11.3°。
饱和残余直接抗剪强度C=14.5kPa,φ=9.7°。
主滑体:
天然重度22.5kN/m3,饱和重度23.4kN/m3,饱和三轴抗剪强度C=38.5kPa  φ=13°,土体渗透系数8×10-1m/d。
滑带(面):天然直接抗剪强度C=15.8kPa,φ=19.3°。
          饱和直接抗剪强度C=10.9kPa,φ=17.5°。
土体重度:  天然重度:22.5kN/m3;饱和重度23.1kN/m3
主滑体土碎块石土饱和抗剪强度峰值(经验值)取:粘聚力10.5kPa,内摩擦角24.5°。
角砾岩(岩体):
天然重度:25.36kN/m3;
天然抗压强度值:12.8Mpa
饱和抗压强度值:8.6Mpa
弹性抗力系数:50MN/m3(经验值)
桩侧极限摩阻力碎块石土取:300kPa(经验值)
桩侧极限摩阻力粉质粘土取:65kPa(经验值)
抗剪强度:Φ=32°(按岩石80%折减) 
  C=0.35MPa(按岩石20%折减)
抗拉强度:0.15 Mpa(按岩石20%折减)
岩石与锚固体粘结强度特征值(角砾岩):取300Kpa,断层破碎带岩石与锚固体粘结强度特征值取180Kpa。
碎块石土与锚固体粘结强度特征值泥岩:80Kpa。
岩体破裂角:根据GB50330—2002第6.3.4条之规定,边坡岩体破裂角砂岩取61°。
2)治理措施建议
根据滑坡的稳定情况、纵向剩余下滑力的大小及分布,采用减载和两极支挡进行防治。
对次级滑体进行减载处理。对主滑体采用两级支挡。
第一级:用抗滑桩进行支挡,桩位建议设置在地面高程220~230m一线。
第二级:滑坡前缘高切坡地段采用深锚杆或其他方式支护。
滑坡的防治应考虑结合高切坡综合防治。
由于高切坡受降雨影响,局部不断发生坍塌,建议尽早实施治理工程。
由于此次建议的工程支挡线与勘查设计的支挡线不在同一位置,建议在施工设计前对支挡工程线进行补充勘查。
7、天然建筑材料
根据防治工程的推荐方案,防治工程主要的天然建筑材料为碎石,砂及水泥,砂主要在长江中挖掘,储量大,质量好,符合建设工程质量要求,场地紧邻长江,运输距离短;水泥主要来源为巫山新城水泥厂,该厂生产的水泥质量良好,符合建设工程质量要求,运输距离约4km;工程用碎石为灰岩,采料场距场地约6km,该采料场储量大,为巫山新县城的主要石料场,碎石强度大,质量好,符合建设工程质量要求。
8、结束语
高塘观滑坡主要是人类工程活动诱发产生,降水条件下加剧发展形成的。次级滑体现状欠稳定,主滑体现状基本稳定,在适当条件下,次滑体极易发生再次滑动,主滑体亦将复活,如滑坡再次发生滑动,将造成极大的损失。应尽快防治。
滑坡前缘的高切坡亦在勘查设计中(勘查由重庆市地质矿产勘查开发局高新岩土院承担),滑坡防治设计应与高切坡的勘查、设计部门取得联系,综合考虑防治工程治理。
如今后须在滑坡体进行建设,须进行加载后的稳定性复核验算,复核的稳定性须满足国家相关规定方可进行建设。
离线jcw_qd
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只看该作者 223楼 发表于: 2008-08-21
发包方委托江苏南通三建集团有限公司作为该承包人总包单位,负责现场质量、进度、安全、文明施工等现场总协调,并负责资料报建,工地现场管理及工地管理资料必须符合总包方的要求,按总包方要求统一编制。但不免除由于该承包人在现场质量、进度、安全、文明施工等方面对工程造成的损失承担的责任。
离线xzf340
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只看该作者 224楼 发表于: 2008-08-23
谢谢
   
离线xzf340
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只看该作者 225楼 发表于: 2008-08-23
     
离线wsk166

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只看该作者 226楼 发表于: 2008-08-23
听说是8.0的啊
离线wsk166

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只看该作者 227楼 发表于: 2008-08-23
安装了的人请介绍一下
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