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崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计.rar

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    编号:20180915223156873    类型:共享资源    大小:8.33MB    格式:RAR    上传时间:2018-09-15
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    崩塌 堆积 体边坡 稳定性 分析 防治 工程设计
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    崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计1摘 要由于“5.12”汶川特大地震的影响,发生了大量的山体滑坡和崩塌,然而由崩塌生成的崩塌堆 积体的稳定问题是需要进行了解和防治的。本文主要 对四川省地震灾区阿 坝州理县国道 317 线甘溪村甘溪组崩塌应急治理工程西侧两个崩滑体(即崩塌堆积体 和 )进行了包括地形地貌,地 层岩性,构造○8 ○9运动,物质组成以及水文地质 条件的地质勘测;在提出了稳 定性模型和计算工况之后进行了稳定性分析;防治工程的设计以及工程比选,并且 附有具体的计算过 程以及防治工程的平面布置图、剖面 图和大样图。之后进行了施工组织设计 和工程监测布置。最后,对工程的环境影响、社会效益以及减灾效益进行了综合评价。关键词:崩塌堆积体 稳定性分析 防治工程 施工组织设计 工程监测 综合评价崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计2ABSTRACTA great number of landslides and collapses occurred due to the “5.12” earthquake which happened in WenChuan,at the same time, the stability of accumulation collapse bored by collapses needs learning , preventing and curing.This paper is about the geological survey which includes the topograph and landscape, lithology, tectonic movement, material composition and hydrogeological conditions of the two accumulation collapses(that are accumulation collapse and accumulation collapse ) which are in the ○8 ○9west of the emergency engineerings hapeened in the Ganxi Group , Ganxi Vallige located in the earthquake shickened region Li County in SiChuan province where The State Road 317 Line crosses; Stability analysis is carried on after the stability model and calculate condition were proposed;The design and election of Prevent and cure engineering will be carry on and the details of calculate process , Plane layout diagram ,Profile, detail drawing will be accompanied by. Construction management plan and project monitoring arrangements will in progress later.Finally,there will have a comprehensive evaluation of the environmental impact ,social benefit and benefits of disaster reduction brought by the engineering.KEY WORD:Accumulation collapse Stability Analysis Prevention and cure project Construction management plan Project Monitoring Comprehensive evaluation崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计31 前言1.1 工程由来“5•12”汶川特大地震后,四川省国土资源厅根据地震后恢复重建区内的地质灾害防治工程规划,按照四川省国土厅发布的《四川省国土资源厅关于请组织支援开展我省地震灾区第四批重大地质灾害应急勘查、设计工作的函》 ,委托湖南省国土资源厅完成有关项目的地质灾害勘查、设计任务。按照湖南省国土资源厅统一部署,湖南省地质建设工程(集团)总公司承担四川省地震灾区 2009 年重大地质灾害应急项目——四川省理县国道 317 线甘溪村甘溪组崩塌(序号 317)应急勘查工作、治理工程可行性研究及初步设计任务。1.2 工程区概况1.2.1 地形地貌 理县位于四川省西北部高山和极高山区,地处青藏高原东南部,邛崃山脉东部边缘,地形呈蜿蜒起伏的立体单元,地表由西北向东南倾斜。境内群山连绵,峰峦重叠,山峰海拔高程多在 4000m 以上,最大相对高差达 4500m,沟谷纵横,物理地貌十分发育。理县县城及附近地貌按成因可分如下两类。1、侵蚀深切河谷:分布于杂谷脑河对称峡谷河段,分布面积 418km2,占全县面积的 9.7%。海拔高程一般 1800~2480m,相对高差 680m,谷坡陡急,谷底宽小于 200m,多呈“V”型谷,坡度 40~45°,河谷纵坡降 7.2‰。2、剥蚀侵蚀高山:分布于杂谷脑河两侧地带,海拔高程一般 3200~3800m,相对高程在 800~1200m 间,山顶尖棱,山坡陡直,坡度 38~42°。1.2.2 地层岩性区域出露的地层主要为古生界志留系地层及第四系松散堆积层,由老到新分述如下。志留系茂县群第四组(Smx 4):属浅海相沉积,岩性为灰白色绢云千枚岩夹砂岩,崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计4产状 138°-220°∠15°-62°,区域厚度 100-148m。志留系茂县群第五组(Smx 5):属浅海相沉积,岩性为灰绿色千枚岩夹砂岩,产状 188°-235°∠15°-40°,区域厚度 134-667m。第四系更新统(Qp):为坡积物及崩塌堆积物,岩性为碎石:灰褐色,中密-密实,碎石成份为砂岩、千枚岩,含量 50-80%,粒径一般 20-60mm,最大达 120mm,局部夹有大的块石,次棱角状-棱角状,碎石厚度 0.50~7.00m。含水性差、透水性好。第四系全新统(Qh):为冲洪积、残积物及崩塌堆积物,岩性为卵石、碎石和耕植土。其中卵石:灰褐色,密实,卵石含量 50-60%,粒径一般 20-60mm,亚圆状,局部次棱角状,主要成份为砂岩、花岗岩等,分布于杂谷脑河及其附近低洼地带,厚度2.0-8.00m。碎石:灰褐色,上部松散-中密,中下部中密,碎石成份为砂岩,含量 50-80%,粒径一般 20-60mm,最大达 120mm,局部夹有大的块石,次棱角状-棱角状,碎石厚度 1~7.00m,主要分布在斜坡上,为崩塌体的主要物质组成。耕植土:灰黄色,主要由粘性土组成,含植物根系及碎石,碎石成份为砂岩,含量 5-15%,粒径 2-20mm,次棱角-棱角状,稍湿,松散。分布于山体表层,厚度一般为 0.30-0.50m。1.2.3 地质构造与地震1、地质构造理县构造上隶属于松秀—甘孜地槽褶皱系,区内经历了多次构造运动,主要受薛城 S 型构造影响。勘查区位于薛城 S 型构造北东部(见图 1-2-3) ,薛城 S 型构造为金汤弧形构造之东翼,被雪隆包砥柱的旋扭所复杂化,由一系列 S 形和弧形褶皱、断裂所组成。北东段向 60°方向延伸,宽 10~20km;中段理县、雪隆包一带接近旋扭中心,呈 S 形弯曲,其中压扭性弧形断层较发育,褶皱紧密;南西段向 220°方向延伸并逐渐撒开,宽 40km 以上。总长 150 多 km。卷入地层为奥陶系~三叠系,西北有较多的印支~燕山期岩浆岩侵入,并切割 S 形构造线。褶皱较为发育,大小共有五十多条。规模较大者有红岩倒转复背斜、三岔倒转复向斜、总棚子倒转复背斜、三道桥卡子倒转复向斜等;断裂有雪隆包环形断层、转经楼沟断层等。崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计5图 1-2-3 理县构造体系图2、新构造运动 区域新构造运动较强烈,其主要特征是:(1)强烈的上升运动:第四纪至晚近时期,区内以大面积抬升为主。杂谷脑中更新世至现今上升平均速度为 0.52mm/年,且现今时期地壳上升速度在逐渐加快。(2)物理地质现象较发育:在高山峡谷地区崩塌、崩塌、泥石流也较普遍,因地壳的相对不稳定性和地壳的活动造成物理地质现象的发生和发展。(3)晚近期断裂活动性:米亚罗断裂,近代仍在继续活动,而且活动也较频繁,由于断裂的活动导致历史上和现代地震多次发生。3、地震理县属龙门山地震带中段,地震时有发生,从 1952~1984 年间的不完全统计,共崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计6发生地震 197 次,5 级地震 1 次,4~5 级地震 3 次,3~4 级地震 19 次,2~3 级地震129 次,小于 2 级地震 45 次。对理县有较大影响的区内及区外地震主要有:1933 年 8 月 5 日,茂县叠溪发生 7.5 级地震,波及理县薛城,造成 10 多人伤亡。1952 年 8 月 31 日 4 时,理县北纬 31°02′,东经 103°00′地区发生地震,少数房屋石墙开裂和跨塌。1973 年 2 月 22 日炉霍发生 7.2 级地震,1976 年 8 月 16 日松潘、平武发生 7.2 级地震,均波及理县。1981 年 5 月 6 日,理县沙坝、夹壁间发生 4.1 级地震,造成房屋倒塌、裂缝现象,无人畜伤亡。1982 年 2 月 10 日,在理县北纬 31°32′和 31°47′,东经 102°52′和 102°46′的两个地区,发生 3.4 和 3.5 级地震,少数房屋石墙开裂和跨塌,无人畜伤亡。2008 年 5 月 12 日汶川发生 8.0 级特大地震,波及理县,导致许多房屋开裂、倒塌,造成了严重危害。据《四川、甘肃、陕西部分地区地震动峰值加速度区划图》 、 《四川、甘肃、陕西部分地区地震动反应谱特征周期区划图》 ,勘查区地震动峰值加速度为 0.15g(图 2-2-2) ,地震动反应谱特征周期为 0.40s。据国家地震现场应急工作队《汶川 8.0 级地震烈度图(第一稿) 》 ,勘查区地震基本烈度为Ⅶ度。1.2.4 气象和水文条件1、气象勘查区属亚热带季风气候,四季分明,冬长夏短,冬暖夏凉。据理县气象站1966~2004 年气象资料,多年平均降水量 609.6mm,最大年降水量 790.1mm(1992 年),最大日降水量 55.9mm(1982 年 8 月 12 日)。在时间上,冬春季节降水量严重偏少,常发生冬干连春旱,而夏秋季降水偏多,各月分配不均,降水量集中在 5~9 月为 420.6毫米,占全年降水量的 69%,而 10 月~次年 4 月降雨量仅 189.0 毫米,占全年降水量的 31%。全年降雨呈双峰型分布,5、6、9 月是降水高峰期,每年雨季开始和临近结束有两次大的降水过程。气温年较差小,日较差大,多年平均气温 11.4℃,变幅在10.5~12℃。崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计7降雨是引发地质灾害的主要因素,降水的入渗既可增加土岩体容重和坡体本身自重,又会降低潜在滑动面 (带)抗剪强度,导致地质灾害的发生。由于区内降雨年内分布不均,导致地质灾害的发生年内分配不均。据调查资料,几乎所有的泥石流、滑坡及崩塌等地质灾害的发生多集中在每年 5~9 月份,其中,年内第一个降雨高峰期 6 月,地质灾害发生频率最高,其次是第二个降雨高峰期 9 月次之,地质灾害年内发生次数呈双峰分布。以区内 1958 年~2005 年中有时间记载的地质灾害事件进行统计显示,地质灾害波动曲线与降雨量波动曲线呈现正相关(图 1-2-4) 。0 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12050100150降 雨 量 (mm)地 质 灾 害 频 数 (次 )泥 石 流滑 坡图1-3 地质灾害多年各月分布统计图月 份地 质 灾 害 频 数 (次 )降 雨 量 (mm)图 1-2-4 地质灾害多年各月分布统计图2、水文条件工程区为川西高山峡谷区,构造复杂,岩性多样,受地层岩性、地形地貌及构造的控制,地下水类型有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两大类型,以基岩裂隙水为主。因地形切割较深,基岩裂隙水的埋深较大,勘探深度范围内未见该层地下水。(1)松散岩类孔隙水主要赋存于碎石和卵石层中,含水层结构为松散-中密,透水性强,雨季局部含上层滞水;因地下水水位埋深较大,本次勘查工程深度以内未见地下水位。(2)基岩裂隙水含水层位为志留系茂县群第四组(Smx 4)的千枚岩夹砂岩,地下水主要赋存在岩石风化裂隙中,分布不均匀,本次勘查深度以内未见地下水位。(3) 、地下水的补、径、排特征本区地下水以大气降水补给为主。大气降水进入第四系松散层后,大部分储积在孔隙中并顺坡向坡脚运动,流向附近的杂谷脑河或甘溪沟,少部分通过裂隙下渗补给基岩裂隙水,进行较深的水循环,总体地下水排泄条件较好。崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计8(4) 、杂脑河影响勘查区北面发育杂谷脑河,系岷江水系上游一级支流,无水文站。西侧为甘溪沟,为杂谷脑河的支流。杂谷脑河水流丰富,水系发育,呈树枝状。杂谷脑河发源于县境鹧鸪山南麓的红水沟,由西北向东南斜贯全县境。自西向东流经米亚罗、夹壁、沙坝、朴头、杂谷脑、甘堡、薛城、木卡、通化、桃坪 10 个乡(镇) 。东流至古城后,转向东北经汶川县威州汇入岷江。杂谷脑河径流主要由降水形成,地下水和融雪水补给次之。径流丰沛稳定,河口处每年平均流量 110 立方米/秒,实测最大洪峰流量为 929 立方米/秒。河道在理县境内长度 146.4 千米,天然落差约 3000 米,河道平均坡降18.4‰,水能资源丰富(年径流特征值见表 1-2-4)。表 1-2-4 杂谷脑河天然年径流特征值统计表年径流量(亿 m3) 汛期径流量(亿 m3)站名集雨面积(km2) 最大 最小 均值平均径流深(mm) 5 月-9 月杂谷脑水文站 2404 22.69 16.55 20.11 839.43 13.30桑坪水文站 4629 38.47 29.61 34.69 749.41 24.36杂谷脑河在理县境内大小支流 48 条,其主要支流有 13 条,分别为曾头沟、三岔沟、孟屯沟、打色尔沟、大沟、米亚罗沟、蒲溪沟、胆扎木沟、甲石口沟、梭罗沟、九架棚沟、黄土梁沟、十八拐沟。以孟屯沟流域面积最大,为 977.8 平方千米。河流冲刷,洪水、地表、地下水体活动等对地质灾害的形成和发育具有重要作用。地表水对坡面的冲刷、下渗,地下水位升高,增加山坡土体的含水量,降低土体的稳定性;河流对坡脚的冲刷、侵蚀,易使边坡失去支撑而失稳。地表径流的变化与降水一致,每年 5~9 月进入汛期,降水增加地表径流增大,对边坡的冲刷和河流的侧蚀作用增强,地质灾害活动频繁。1.2.5 人类工程活动工程区位于理县通化乡甘溪村甘溪老街,人口较集中,人类工程活动较强烈,主要表现为: 1、工程建设:部分居民在崩塌前缘修建房屋,尤其是国道 317 线的修建对原始斜坡进行了挖方、切坡改造,由于切坡、支护等不合理或未进行支护,影响了原始山体崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计9斜坡的稳定性。2、垦荒耕种:在部份山体的缓坡地带,有当地居民垦荒种花椒树等经济作物,另还有修坟、放牧等现象,破坏了山体表层植被,改变了表层土体结构,对原始斜坡稳定性产生了不利影响。 1.3 工程治理的必要性和可行性根据估算,甘溪组崩塌不断变形破坏将造成的直接和间接经济损失达 1000 万元,估计的工程治理经费约 692.604 万元,投资与效益之比约为 1:1.5,经济效益明显。因此,对甘溪后山崩塌实施防治工程措施是必要的。根据勘查,国道 317 线甘溪村甘溪组南侧斜坡整体处于基本稳定状态。崩塌危岩区分布有 18 处危岩体,在余震和降雨作用下仍可能发生崩塌;11 处崩塌堆积体(崩滑体)在余震和降雨的情况下多处于欠稳定-基本稳定状态,对甘溪村甘溪组民房及 228人生命财产安全构成严重威胁,因此,对理县国道 317 线甘溪村甘溪组崩塌实施防治工程措施是较紧迫的。勘查区位于四川省理县通化乡甘溪村甘溪组南侧斜坡,行政区划隶属四川省理县通化乡甘溪村管辖,地理坐标:东径 103°23′6″,北纬 31°33′42″。甘溪村甘溪组崩塌为一个崩塌群,有 15 个小型崩塌, 18 个危岩体, 11 处崩塌堆积(崩滑)体,单个新崩塌堆积体 70-2300m3,单个老崩塌堆积体方量 2400-6900m3,均属小型崩塌(滑) ;新、老崩塌堆积体总方量约 18200m3。理县甘溪村甘溪组崩塌区呈南收敛北撒开的扇形,宽 244~830m,长约 750m,后缘(南部)以崩塌①后推 30-50m 为界;北侧以杂谷脑河为界;东侧以东边山脊-甘溪村东头连线为界;西侧以西边山脊-崩塌⑨堆积体西侧 30m 连线为界,总面积约0.35km2;见附图 1“崩塌堆积体治理工程平面布置图” 。1、 危害对象国道 317 线甘溪村甘溪组崩塌主要危害对象:甘溪村甘溪组民房 50 栋,村民 228人。崩塌堆积体边坡稳定性分析及防治工程设计10照片 1 危害对象(居民) 2、 造成的损失地踏勘和访问,甘溪组崩塌为一个崩塌群,包括 15 个小型崩塌,其中“5•12”地震之前就有 6 处,地震诱发了 9 处。 “5•12”汶川大地震,山体崩落的岩块滚落到317 国道和居民房前,造成国道该段堵车 2 天,紧邻山旁的 3 栋旧民房被砸(现已拆除),数间猪棚被毁(见照片 2),2009 年 6 月的余震又将竖立山旁的林业部门宣传碑被毁(见照片 3),幸未造成人员和车辆伤亡。崩塌处地形陡峭,岩石节理裂隙发育,局部岩块随时都有可能掉落,因此,崩塌今后仍严重威胁着甘溪村甘溪组民房 50 栋及 228 人的生命及财产安全。崩塌破坏后造成损失估算可能达成 1000 万元以上。原猪棚区
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