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岩脚寨山体滑坡地质灾害预防及治理初步设计

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  • 更新时间2015-09-07
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LiWei

(SoutheastofGuizhouWaterpowerSurveyandDesignInstituteKailiGuizhou556000)

【Abstract】Ourcountryisawiderangeofgeologicaldisasters,severedisasters,widelydistributedcountry-proneareasworst-hitGuizhoubelongs,alongwithsocialandeconomicdevelopment,thefrequencyandscaleofdisastersincreaseseveryyear,preventionhasbecomeincreasinglydifficult.Theso-calledgeologicaldisasters,isintendedtoincludenaturalfactorsorhumanactivitiescauseharmtopeople´slifeandpropertysafetyofthemountaincollapse,landslides,mudslides,groundsubsidence,groundfissures,groundsubsidenceassociatedwithgeologicaldisasters.Inthispaper,anewlibraryinGuizhoudistrictstation,duetowater-inducedlandslidepreventionandcontroldesign,theconclusionsforsimilarprojects!

【Keywords】Geologicaldisasters;Landslideanalysis;Preventionandtreatment;Preliminarydesign

1.基本情况

1.1地理位置。

岩脚寨山体滑坡地质灾害位于贵州省丹寨县排调镇岩脚寨,排调河左岸,距码头电站坝址约1.5Km,未通公路,交通不便。排调河发源于丹寨县排调镇四方山,在三都县打鱼寨汇入都柳江,是珠江流域都柳江干流的一级支流。码头水电站位于排调河中上游河段,坝址位于码头村上游1.6Km处,距排调镇约4Km。

1.2自然概况。

(1)全流域面积1132Km2,主河道长87Km,天然落差570m,河道平均比降7.28‰,年径流总量9.41亿m3。河谷多呈“V”型,阶地不发育,是一典型的山区型河流。坝址以上集雨面积322.3Km2,河长39Km。

(2)区内气候属亚热带湿润季风性气候,四季分明,气候温和,雨量充沛,云雾多,日照少,冬暖夏凉,年平均气温14.7℃,最冷月平均气温4.2℃,最热月平均气温23.5℃,极端最高气温34.8℃,极端最低气温-9.5℃,年平均降水量1427.3mm,24h最大降雨量为212.5mm。

1.3滑坡体级别。

(1)根据现场勘查,滑坡体前缘位于码头电站库区排调河河床,后缘至岩脚寨寨脚,滑坡纵长280m,横宽534m,面积约15万m2,沿基岩面及强风化带滑动,主滑方向倾角近24°,平均厚度约15m,滑体总量约200万m3。

(2)滑坡变形破坏主要表现为中下部鼓胀剪切及上部地面拉裂变形,为大型牵引式滑坡。此滑坡危及到上部岩脚寨村、下部码头电站安全运行及下游码头村的人民生命和财产的安全,直接经济损失将达6000万元以上,因此对滑坡进行处理是非常必要和迫切。

根据《水利水电工程边坡设计规范》的等级标准,确定该滑坡级别为3级。

2.滑坡成因

2.1工程地质。

工程区位于贵州省东南缘苗岭山脉向湘桂丘陵过渡带,地势由北向南倾斜,地形变化较大。山顶高程一般为900~1100m,地表切割深度为500~700m,山坡坡度为10°~70°。地貌类型属构造侵蚀的中山、中低山地貌,以峡谷、齿状中山为主。勘察区属构造剥蚀中低山地貌,地处排调河左岸斜坡上。滑坡整体地形南西高北东低,最低点为排调河河床,相对高差150m以上。斜坡上缓下陡,地形坡角一般在25~38°之间,535m高程以上地形相对较缓,坡角10~20°。出露地层为第四系残坡积物、崩坡积物和清白口系清水江组粉砂质板岩。

2.2滑坡成因。

(1)内因:第四系残积土层及极破碎的强风化岩层较厚;地形坡度较大,土层和强风化层与中风化层基岩分界面较陡,岩层走向与坡向呈小角度相交,且岩层倾角小于坡角,堆积于地形较陡处的上部夹碎块石粉质粘土具有相对的透水性,地表水易下渗至土层,自重增大,基岩面相对隔水,易在岩面形成集水带,使岩土分界处,土的抗剪性能变差,达到临界状态。

(2)外因(诱发因素):降雨入渗到透水性较强的土体中,致使抗剪强度降低,遇到连续集中降雨或高强度降雨时,雨水渗入到下部粉砂质板岩顶面时受阻,顺分界面运移,土体软化,促使坡体发生变形;当水库蓄水后,降低了坡脚残积土和极破碎的强风化板岩强度,减轻坡脚反压力,在水位反复升降变化时,水流对坡脚冲涮及反复加荷和减压,坡体变形进一步积累,最终产生裂缝、蠕变和滑动。

3.滑坡预防和处理设计

3.1码头电站基本情况。

大坝为砼砌石重力坝,最大坝高47.3m,坝顶宽5.0m,坝轴线总长115.00m,其中非溢流段73.6m,溢流段41.40m,无闸控制,采用挑流消能,水库总库容1095万m3,属中型水库。

校核洪水位(P=0.2%):489.75m;相应下游水位:460.73m;

设计洪水位(P=2%):487.05m;相应下游水位:457.91m;

正常蓄水位:481.00m;相应下游水位:450.61m;

死水位:475.0m。

3.2地质参数。

根据地勘资料,确定最不利的工况(暴雨)下的地质参数为:

(1)饱和状态残积粘土饱和重度γ=18.8KN/m3,饱和状态C=28.0KPa,Ф=20°;

(2)强风化板岩饱和重度γ=21.00KN/m3,C=60KPa,Ф=25°;

(3)中等风化板岩饱和重度γ=26.7KN/m3,饱和抗压强度平均值17.36MPa。

查《中国地震动参数区划图》,区内地震动峰值加速度值小于0.05g,地震动反应谱特征周期为0.35S,勘察区抗震烈度小于6度,根据《建筑工程抗震设防分类标准》规定,不进行地震作用计算。

3.3稳定分析方法及成果。

(1)根据《水利水电工程边坡设计规范》规定,当滑动面呈非圆弧形时,宜采用摩根斯顿-普赖斯法和不平衡推力传递法进行抗滑稳定分析。经地质勘察,该滑坡体滑面形态呈折线型,故采用摩根斯顿-普赖斯法进行抗滑稳定分析和简化毕肖普法进行稳定验算。

(2)根据滑坡体的特点和诱发因素,将滑坡分成ABC三个区,每区选择一个典型的滑坡特征断面,在饱和工况下,滑体上部沿基岩面滑动、下部极破碎强风化层沿中风化层滑动两种最不利情况下进行计算,如图1。

(3)计算程序采用中国岩土工程协会推荐,由清华大学按现行规范编制的《SLOPE2004-版本V4边坡稳定计算程序》进行稳定分析(滑坡体稳定性计算成果见表1)。

C-C断面 1.1633(摩根斯顿-普赖斯法),1.1639(简化毕肖普法)

3.4稳定性分析。

(1)根据计算成果分析,A、B区滑坡体处于不稳定状态;C区滑坡体基本处于稳定状态。经稳定复核,A、B区残积土层和强风化层需部分卸载,C区修整平顺,共需卸载土石方20.55万m3,可以使整个坡面基本处于稳定状态。若不进行工程措施处理,则残积土层和强风化层将会整体下滑,滑坡总量达到42.73万m3。

(2)若滑坡在最不利的情况下一次性下滑,会使水库水位平均升高约0.57m,最高水位超过码头电站大坝坝顶高程0.42m,对大坝的安全运行极为不利,下游受到洪水威胁。

3.5设计方案。

(1)岩脚寨整体避让搬迁至安全的安置点;滑坡体上所有农田均水改旱,或改种经济林,以增加坡面稳定性;

(2)治理总面积5万m2,卸载土方22万m3。在滑坡体周边设截水沟,坡面设纵横排水沟,采用5条纵向排洪沟将治理区域划分为6个片区,在各片区内每隔10m高差设一条水平排水沟,与周边截水沟和排洪沟连接,组成排水网络,使暴雨期能迅速、最大限度地排除坡面降水及坡体内积水,抑制滑坡大规模发生。

(3)及时封闭滑坡拉裂缝,并设置边缘警戒线。

(4)在工程施工期及电站运行期,在整个滑坡范围内布置观测设施,对截水、排水设施和边坡稳定进行长期动态观测。通过观测坡面的变形及蠕动情况,作为评价边坡的稳定性和排水效果的依据,以指导设计和施工,以及及时控制水库水位,保证电站正常运行和合理调度。

4.结语

随着社会经济的发展,工程建设必不可少,工程建设诱发滑坡等地质灾害不可避免,由此产生的后果也非常严重,但是采取合理、科学的防治方法可以预防和治理。岩脚寨山体滑坡地质灾害通过治理,没有造成经济损失,有效地保障了人民群众的生命和财产安全。

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参考文献

[1]《水利水电工程边坡设计规范》(SL386-2007)中华人民共和国水利部2007.7.14发布.

[2]《建筑工程抗震设防分类标准》(GB50223-2008)中华人民共和国住房和城乡建设部国家质量监督检验检疫总局2007.7.30联合发布.

[3]《SLOPE2004-版本V4边坡稳定计算程序》清华大学编制.

[文章编号]1006-7619(2014)09-11-536

[作者简介]李玮(1968.3.29-),女,籍贯:湖北武汉,学历:大学本科,职称:高级工程师,国家注册造价师,工作单位:贵州省黔东南州水利电力勘察设计院,研究方向:水利工程设计,从事水利工程设计、监理及工程造价工作。

李玮

(贵州省黔东南州水利电力勘察设计院贵州凯里556000)

【摘要】我国是地质灾害种类繁多,灾害严重,分布范围较广的国家,贵州属重灾多发区,随着社会经济的发展,灾害发生的频率和规模逐年增加,防治难度也越来越大。所谓地质灾害,是指包括自然因素或者人为活动引发的危害人民生命和财产安全的山体崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地裂缝、地面沉降等与地质作用有关的灾害。本文对贵州境内新建的一座水电站库区内,由于蓄水诱发的滑坡进行预防和治理设计,结论仅供类似工程参考!

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关键词 地质灾害;滑坡分析;预防及治理;初步设计