关于高压铁塔周边滑坡的稳定性分析及防治研究:滑坡的稳定性如何判断

　　摘要 根据高压铁塔周边滑坡的坡体结构，地层岩性，水文地质条件，分析了滑坡成因机制及其可能的滑动模式；基于滑动模式，计算分析了滑坡体在初始工况、暴雨工况、地震工况的稳定性，并提出该滑坡的治理措施,确保该范围内输电线路的安全。
　　关键词 滑坡；稳定性这；治理措施
　　中图分类号TU7 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2010）33-0162-02
　　1 工程概况
　　滑坡是地质灾害中的主要类型，成为温州地区影响高压铁塔安全的第三大自然灾害，其主要诱发原因是暴雨和地震[1]。该滑坡位于泰顺县彭溪镇，属于低中山地貌区，为侵蚀溶蚀岩溶型地貌，滑坡体厚约30m，分布高程558m~568m，总体积为12万m3。该地区年降水量较大，而且雨量集中，诱发滑坡向不稳定性方向发展，若遇到地震作用，局部甚至可能发生失稳破坏。尤其滑坡体后缘变形区在5.12地震时出现崩塌，张拉裂缝发育等现象。35kV雅彭、桥彭线3#塔（3560ZGu4-24）东侧I、II号塔腿与滑坡边缘相距仅10.5m。因此，对该滑坡在暴雨、地震工况下稳定性分析和治理措施研究具有十分重要的意义。
　　2 滑坡地质特征及成因机理分析
　　2.1 滑坡地质特征
　　出露地层主要为第四系（Q4）、分布斜坡中下部，以碎石土、块石土为主；斜坡中下部为侏罗系粉砂岩与砖红色粉砂质泥岩、泥岩不等厚互层；石炭二叠系石灰岩，块状层理，厚度约60m，岩层产状30∠35°，分布于坡上部及山脊，山顶裂隙发育。
　　区域地质构造复杂，褶皱断裂发育，位于塘坝子、葛仙山飞来峰滑覆体，呈北西―南东向展布，由石炭二叠系黄龙组（CPh）灰岩组成，分布在侏罗系红层地层之上。构造作用将对岩石的破裂改造有较大的作用[2]。
　　滑坡区所在区域该地表水系不发育，无常年性流水，主要为降雨。第四系堆积物中含水层为碎块石土，富水性极弱，分布面积小。裂隙水主要赋存于石炭二叠系黄龙组碳酸盐岩岩溶裂隙中，含水性较好。
　　2.2 滑坡形成机理及破坏模式分析
　　勘查区所在地区构造为断块山、褶皱断块山，滑坡、崩塌等不良地质现象发育，处于活动断层构造区，外围地壳运动以间歇性大面积抬升为主，外营力以剥蚀、侵蚀为主，为滑坡发育提供了有利的条件[3]。第四系覆盖层结构较松散，易渗水，其物质组成主要为含碎石、粉质粘土组成的碎石土，其强度较低，当其含水量较大时，抗剪强度将进一步降低，易沿与第四系残坡积覆盖层和基岩之间存在的力学性质差异性面产生滑移。斜坡下覆基岩主要为砂岩泥岩互层，泥岩遇水易软化，抗剪强度低，可能沿风化岩层面上下的不同结构岩层之间存在的力学性质差异性面产生滑移。
　　同时，下部泥岩的软化使坡体上部灰岩失去平衡，拉裂变形，发育有多组陡倾角的结构面，因此容易产生局部崩塌现象或局部的下错现象。在5.12特大地震作用下，滑坡体中部的灰岩即已发生了崩塌现象和后部变形区的张拉裂缝发育。
　　据钻探、槽探揭露，滑坡后缘变形区在施工中遇空洞，岩芯为石灰岩，溶蚀现象发育，无明显滑面，其发生滑坡的模式为覆盖层及上部石灰岩沿砂岩界面在斜坡各陡坎平台底部的剪出，因此可能存在的潜在滑动面为石灰岩与砂岩及泥岩的不整合界面，其滑动面形态为不规则折线形，最大埋深约30m。另外，滑坡体中部崩塌堆积体坡度较陡，堆积体有沿碎石土中剪出的可能。另外，崩塌堆积体有一定的休止角，在多种地质条件相互耦合下也可能再次崩塌[4]。
　　3 稳定性分析及防治措施
　　3.1 计算条件
　　根据灾害体的特征及其可能出现的各种荷载情况及组合，计算中主要考虑降雨、地震等条件下滑坡稳定性。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》防治工程分级划分，综合确定该防治工程级别为3级。本次选定3种工况，计算灾害体稳定性及其剩余下滑力，具体工况组合及其最小安全系数如表1。
　　3.2模型及参数
　　根据滑坡可能失稳模式，在软件中建模，采用Morgenstern-Price法进行计算，该滑坡剖面进行稳定性计算，计算模型如图2，计算参数如表2。
　　3.3 结果分析
　　根据计算结果（表3），工况一稳定系数均大于1.15，处于稳定状态。在工况二条件，稳定系数均大于1.05，属于稳定状态。在工况三条件，沿石灰岩与泥岩砂岩互层分层面安全系数均大于1.05，属于稳定状态，但滑坡中部崩塌堆积体沿碎石土薄弱处剪出的安全系数小于1，有失稳滑动危险。在地震期间滑坡体后缘及滑坡中部出现多处裂缝，现状基本稳定，裂缝无扩展极限，定量计算与宏观变形情况基本一致。
　　根据稳定性定性分析与定量计算，滑坡现状处于基本稳定，有一定安全储备，在地震工况崩塌堆积体有失稳下滑可能，因此对该滑坡采取措施应以防止滑坡危岩体发生崩塌为主。
　　4 防治措施研究
　　根据稳定性分析结果，综合多种因素考虑[5-6]，为达到治理或预防的目的，主要采用包括被动防护系统，截水沟，主动拦石网+锚索等防治措施。被动防护系统设置在滑坡下方公路民居后，主要采取拦石墙，被动防护网，落石坑等措施。截水沟设置在滑坡边界5m外高程560位置，拦截滑坡后缘上方来水，引至滑坡区已有排水设施处。为避免崩壁上危岩、土体、块石崩落、滑落，还需设置主动拦石网，采用系统锚杆、主动防护网、固网锚钉进行综合治理防护。由于主动拦石网防护能力有限，需要对欠稳定岩块采取锚索防护。设计锚杆采用全长粘结型锚杆，锚杆倾角为15°，锚杆间距为3.0m×3.0m；采用锚杆钻机成孔后M30水泥砂浆自内向外灌注，根据该处边坡坡面条件，设计锚杆长4m。为将主动防护网固定在边坡上，起到固坡拦石的作用，在充分利用边坡中部的受力锚杆外，对需布设主动网的周边地区还需施工固网锚钉。主动网充分利用边坡已施工的系统锚杆作固网节点、对边坡四周则施工锚钉做固网节点。
　　5 结论
　　滑坡地质结构特征是滑坡形成机理的基础，决定着滑坡的破坏模式。根据地质条件分析该滑坡主要两种破坏模式。通过计算，滑坡在降雨及地震条件下向不稳定方向发展，地震工况下局部可能失稳。基于滑坡破坏模式分析及稳定性计算，提出结合被动防护系统，截水沟，主动拦石网、锚索等措施对滑坡进行防治，研究结果为设计和施工提供参考。
　　
　　参考文献
　　[1]张倬元，王士天，王兰生.工程地质分析原理[M].北京：地质出版社，1994：308-381.
　　[2]杨姗姗，王孔伟，陈旭，邓成进.牙根水电站坝区松动岩体结构面发育规律探究[J].水电能源科学，2010(8).
　　[3]邓成进，王孔伟，王乐华，邓华锋.楞古水电站中坝线下游右岸雨日堆积体滑坡形成机理研究[J].水电能源科学，2010(3).
　　[4]赵明阶.边坡工程处治技术[M].北京：人民交通出版社，2003.
　　[5]杨学堂，王乐华，张振华，徐瑞春，张永兴.清江水布垭水井坪滑坡稳定分析及治理研究[J].地下空间，2004(3).
　　[6]殷跃平.中国滑坡防治工程的理论与实践[J].水文地质与工程地质，1998，25(1).
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