團(tuán)柏煤礦東部山體邊坡勘探對(duì)策
時(shí)間:2022-04-27 08:45:00
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1概述
霍州煤電集團(tuán)團(tuán)柏煤礦疙塔條風(fēng)井項(xiàng)目位于霍州市團(tuán)柏鄉(xiāng)疙塔條村,疙塔條風(fēng)井項(xiàng)目東部山體邊坡距離疙塔條風(fēng)井區(qū)圍墻約7.0m,2009年夏季因人工開(kāi)挖坡腳,加上降雨的作用,導(dǎo)致邊坡局部地段發(fā)生滑坡,滑坡段寬約40m,坡面上出現(xiàn)較多裂縫,威脅到疙塔條風(fēng)井項(xiàng)目區(qū)的生產(chǎn)安全。團(tuán)柏煤礦領(lǐng)導(dǎo)高度重視,擬對(duì)該段邊坡進(jìn)行治理。該段邊坡南北長(zhǎng)約120m,東西寬約95m,最大高差約48rn。2010年4月受團(tuán)柏煤礦委托,筆者所在單位對(duì)該段邊坡進(jìn)行了詳細(xì)階段(一次性)的勘察工作。
2邊坡勘察的主要目的和任務(wù)、勘察要點(diǎn)
2.1勘察目的與要求
查明邊坡的地形、地貌特征,不良地質(zhì)作用和地質(zhì)災(zāi)害,對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的成因、類(lèi)型、分布范圍、危害程度及其發(fā)展趨勢(shì)作出評(píng)價(jià)。查明滑坡地段微地貌形態(tài)及其演變過(guò)程;圈定滑坡周界、滑坡壁、滑坡平臺(tái)、滑坡舌、滑坡裂縫等要素;并查明滑動(dòng)帶部位、傾角,滑帶土巖性特征,分析滑坡的主滑方向,分析滑動(dòng)面的層數(shù)、深度和埋藏條件。查明勘察范圍巖土類(lèi)型、成因、性狀、覆蓋層厚度、基巖面的形態(tài)和坡度、巖石風(fēng)化和完整程度。查明主要結(jié)構(gòu)面(特別是軟弱結(jié)構(gòu)面)的類(lèi)型和等級(jí)、產(chǎn)狀、發(fā)育程度、延伸程度、閉合程度、風(fēng)化程度、充填狀況、充水狀況、組合關(guān)系、力學(xué)屬性和與臨空面的關(guān)系。
2.2勘察工作量布置
工程地質(zhì)與水文地質(zhì)測(cè)繪和調(diào)查(以1:500地形圖為底圖)范圍包括邊坡所處山梁分水嶺至坡腳并外延到邊坡失穩(wěn)后可能影響的一定范圍。勘探線、點(diǎn)沿垂直邊坡走向(滑坡部位沿主滑方向)進(jìn)行布設(shè),選擇典型剖面布置勘探線,間距在30rn以內(nèi)。勘探點(diǎn)間距根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形控制在35m以內(nèi)。勘探方法采用鉆探、挖探等多種手段進(jìn)行綜合勘察。勘探孔的深度穿過(guò)最下一層滑面或潛在滑面,并進(jìn)入穩(wěn)定地層。
3區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造
勘察區(qū)地處呂梁一太行斷塊的西部,位于呂梁山塊隆南部的陽(yáng)泉曲一汾西盆狀復(fù)向斜內(nèi)。勘察區(qū)地質(zhì)構(gòu)造簡(jiǎn)單,地層受局部褶皺影響,巖層產(chǎn)狀25。/_5。一7。,巖層傾向與坡向相反。勘察區(qū)及其附近未發(fā)現(xiàn)斷層、強(qiáng)烈褶曲及巖漿活動(dòng)。裂隙構(gòu)造在滑坡區(qū)較發(fā)育,是區(qū)內(nèi)主要結(jié)構(gòu)面之一。
4滑坡基本特征
在勘察場(chǎng)地的東北側(cè)發(fā)育有一處小型滑坡,滑坡在空間上形成圈椅狀地形,滑坡平面形態(tài)呈簸箕狀,主滑方向325。左右,滑坡以第⑧層砂巖與第⑨層砂質(zhì)頁(yè)巖接觸帶為滑動(dòng)面,屬于順層滑坡,滑坡軸線長(zhǎng)約18m,滑體寬約40m,滑體厚約7.5nl,滑坡體積約5400m。滑坡體主要由二疊系上統(tǒng)上石盒子組(Ps)砂巖、泥巖和頂部少量黃土組成。滑坡后壁頂部主要發(fā)育有5條近似平行的裂縫,裂縫走向51。一65。,裂縫最大寬度10cm一45cm,最小寬度1cm~2cm,裂縫延伸長(zhǎng)度13m一45m,裂縫間距40cm一110cm,滑坡裂縫從力學(xué)性質(zhì)上分析均為張拉裂縫。滑坡目前處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
5滑坡分類(lèi)
滑坡滑體組成物質(zhì)為砂巖和少量黃土,滑坡類(lèi)型屬于順層巖質(zhì)滑坡;滑坡滑體厚度7.5m左右,屬于淺層滑坡;滑坡具有上小下大的塔式外貌特征,后壁橫向張性裂隙發(fā)育,該滑坡應(yīng)是下部先滑,使上部失去支撐而變形滑動(dòng)的,屬于牽引式滑坡;根據(jù)調(diào)查訪問(wèn),該滑坡地段坡腳受到人工開(kāi)挖,加上連續(xù)降雨所造成,屬于工程滑坡;從地貌形態(tài)、滑坡的結(jié)構(gòu)要素、地層、構(gòu)造等條件和因素分析,該滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài),該滑坡屬于活動(dòng)滑坡,條件具備時(shí)易發(fā)生再次滑動(dòng);根據(jù)調(diào)查訪問(wèn),滑坡形成于2009年夏季,目前整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài),屬于新滑坡;根據(jù)本次勘探,滑坡體厚度7.5m左右,滑坡體橫寬約4O.0m,縱長(zhǎng)約18.0m,滑坡體體積約為5400m3,屬于小型滑坡。
6滑坡成因機(jī)制分析
滑坡體砂巖、泥巖豎向節(jié)理裂隙及砂巖與下伏砂質(zhì)頁(yè)巖接觸面為滑坡區(qū)的軟弱結(jié)構(gòu)面,造成軟弱結(jié)構(gòu)面應(yīng)力集中以致破壞的基本條件是:
1)第⑨層砂巖及以上巖層主要發(fā)育有兩組構(gòu)造節(jié)理,這兩組節(jié)理的追蹤貫通構(gòu)成了滑坡體后緣的切割一滑移邊界;
2)第⑨層砂巖及以上巖層張性裂隙發(fā)育、風(fēng)化程度高、透水性較好,下覆砂質(zhì)頁(yè)巖發(fā)育有閉合型節(jié)理裂隙,具有一定的隔水性能,地表水下滲后遇到砂質(zhì)頁(yè)巖被隔擋,砂質(zhì)頁(yè)巖遇水后發(fā)生軟化導(dǎo)致抗剪強(qiáng)度大幅度降低,形成軟弱結(jié)構(gòu)面。
7滑坡穩(wěn)定性分析
7.1滑坡巖土物理力學(xué)參數(shù)選取
邊坡、滑坡穩(wěn)定性計(jì)算所采用的巖土參數(shù)是根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的自然邊坡形態(tài)及穩(wěn)定性、經(jīng)驗(yàn)值及恢復(fù)滑坡滑動(dòng)前極限平衡狀態(tài)的方法等建立計(jì)算模型反算后綜合確定的。
7.2邊坡、滑坡穩(wěn)定性計(jì)算方法
此處影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素是人類(lèi)工程活動(dòng)降雨,其次為地震,由于人工開(kāi)挖邊坡坡腳,局部已造成了滑坡,現(xiàn)狀邊坡在暴雨或地震條件下容易發(fā)生局部失穩(wěn)。對(duì)土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡(邊坡巖體較破碎,呈碎裂結(jié)構(gòu))采用圓弧滑動(dòng)法(瑞典條分法),對(duì)滑坡及驗(yàn)算剖面土巖接觸面穩(wěn)定性采用折線法(不平衡推力法)計(jì)算邊坡、滑坡在自然狀態(tài)和受水浸泡狀態(tài)下的穩(wěn)定性系數(shù)。
7.3滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型
滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型可分以下兩種情況考慮:模型一:滑面后緣以實(shí)測(cè)邊界和滑面產(chǎn)狀為依據(jù),中部以調(diào)查推測(cè)的滑面作控制,剪出口選擇第⑧層砂巖與第⑨層砂質(zhì)頁(yè)巖的接觸面。模型二:滑坡在不利自然條件(考慮連續(xù)強(qiáng)降雨與地震作用)下,地表水沿滑坡后壁裂縫下滲,第⑨層砂質(zhì)頁(yè)巖具有明顯的隔水作用,在第⑧層砂巖與第⑨層砂質(zhì)頁(yè)巖的層面附近易達(dá)到飽和狀態(tài),層面飽水后抗剪強(qiáng)度降低,且?guī)r層產(chǎn)狀順坡,上覆巖層可能沿層面滑動(dòng)。假設(shè)裂縫L3貫通到第⑧層砂巖與第⑨層砂質(zhì)頁(yè)巖的層面,選擇裂縫I3作為滑動(dòng)面后緣,中部和剪出口同模型一所述。滑坡后壁穩(wěn)定性計(jì)算,選擇第⑥層砂巖石與第⑦層泥巖的接觸面作為潛在滑動(dòng)面,裂縫IJ3作為滑動(dòng)后緣界線。邊坡穩(wěn)定計(jì)算分為自然條件下和飽水條件下兩種情形,在每種情形又考慮了地震力的影響。根據(jù)滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果,人類(lèi)工程活動(dòng)(開(kāi)挖坡腳)、降雨及地震因素對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響很大。
8結(jié)語(yǔ)
1)對(duì)邊坡、滑坡勘察必須對(duì)勘察方法進(jìn)行認(rèn)真設(shè)計(jì),其中最關(guān)鍵的是野外工程地質(zhì)調(diào)查與測(cè)繪和勘探中尋找滑動(dòng)面。
2)邊坡、滑坡穩(wěn)定性計(jì)算所采用的巖土參數(shù)是根據(jù)土工試驗(yàn)結(jié)果、現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查的自然邊坡形態(tài)及穩(wěn)定性、經(jīng)驗(yàn)值及恢復(fù)滑坡滑動(dòng)前極限平衡狀態(tài)的方法等建立計(jì)算模型反算后綜合確定的。
3)巖土工程理論目前雖然尚不完善,計(jì)算方法也具有較多的簡(jiǎn)化和人為因素特征,對(duì)邊坡、滑坡勘察應(yīng)堅(jiān)持理論導(dǎo)向、經(jīng)驗(yàn)判斷、測(cè)試基礎(chǔ)、合理反算這一巖土工程原則。
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