松散堆积体稳定性分析及其治理措施

松散堆积体稳定性分析及其治理措施

朱羊羊

西安中交公路岩土工程有限责任公司  712000     

摘要:在高山峡谷区施工场地多位于边坡附近，本文以西藏某一隧道进口处松散堆积体的地质情况为依据提出处理措施，以保证施工过程中的安全。

关键词：松散堆积体，治理措施

1  概述

1.1工程概况

根据前期地质调绘资料显示，羊八井2号隧道1#斜井进口右侧处存在1处花岗岩风化形成的残坡积堆积体，坡体表面纵向冲蚀较轻，形成2～3条、深约1～5m的冲沟，现需要在进口外侧修建一处施工平台，以便2衬台台车和其他施工机械进行作业。

2  区域自然地理、地质概况

2.1气象

场地区域气候为高原寒温带半干旱季风气候区，主要表现为冬寒且干燥，昼夜温差较大；而夏季温暖湿润。从头年11月至翌年3月份有三个月的土地冻结期，全年八级以上风力平均达74天，多发生在十二月至三月份之间，大雪、冰雹、霜冻、干旱、大,年平均气温为1.3℃，12月-次年1月天气最为寒冷，气温低达 15℃～25℃。每年6-8月为雨季，年均降雨量481mm，年均蒸发量1725.7mm,风等自然灾害频繁。

2.2水文

项目区处于青藏高原中部，地表水水系较发育，主要为堆龙曲，为拉萨河的一级支流，属雅鲁藏布江水系。堆龙曲,是拉萨河最大支流，它发源于念青唐古拉山南麓，上游主流由南向北流，在羊八井，源出念青唐古拉山脉雪岭的忧曲从左岸汇入后主流折向东南，羊八井以上河谷宽敞开阔，河谷两侧有大片的沼泽湿地，滞洪作用大，河床断面宽浅，砾砂质河床，属山区草甸型河段。

2.3地形地貌

斜井进口位于堆龙曲左岸位于构造剥蚀高山区，地形起伏较大，山体覆盖层较薄，植被稀少，坡体孤石、危岩体分布较多。出口处发育一条冲沟，沟右侧为残破积松散堆积体，以中粗砂为主，纵长约330m，厚度1-20m不等，坡度约20°-35°，坡度较缓，堆积体右侧临近G109国道。

2.4地层岩性

据现场调查及其区域地质资料，该堆积体的物质成分主要为花岗岩风化形成的残坡积（Q4el+dl）中粗砂，厚度2-20m，砂质较均，分选性较好，地表植被稀疏，以草木为主。

2.5地质构造及地震

1、断裂构造

根据区域地质资料，结合现场地质调绘和物探解译成果分析，斜井附近发育的断裂主要为F53色古地断裂。断层走向60°~70°，倾角65°，长约37km，宽约50m。该断裂位于罗鲁附近，因该断层埋深大，现场未见断层迹象，且距离堆积体较远（约2000m），对场地稳定性影响较小。

2、地震

①地震活动特征

区内地震地震活动具有明显的重复性，迁移性和成带性等特征。如在区内桑雄一带（座标：E：91°36′00″，N：31°00′00″），连续在同一地点发生过三次地震，分别为：1951年11月6日发生6.2级地震、1951年11月19日发生4级地震和1952年8月11日生发4.7级地震。

②地震烈度及地震动参数

根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015）附表中有关规定，项目区地震动峰值加速度0.30g，地震基本烈度为8度，地震动反应普特征周期为0.45s。

3  堆积体的基本特征及危害方式

3.1 基本特征

1、水源特征

根据调查，该泥石流汇水面积为0.13km2，在坡面主要以散流方式冲刷坡面，目前已在坡面形成2～3条、深1～5m的冲沟。

2、物源特征

主要物源为斜坡上的残坡积的砂土层，坡洪积砂土层分布长约330m，宽约60m，厚约1-20m，总方量约为15万m3，现阶段堆积体形成年代久远，坡体已布满草本植物。

3.2 危害方式

堆积的造成的不稳定表现主要为为淤埋和冲刷，而其伴生的次要危害方式则为溯源侵蚀，虽然危害较小，但这种危害也不容忽视。

1、淤埋

淤埋是该堆积体的最主要危害方式，主表现在沟道的淤埋，造成沟口过水涵洞堵塞，洪水漫流。目前调查发现近期羊八井处于雨季，降雨量较大，由于近期的强降雨和施工在冲沟铺设的管道口径较小和管道的折线铺设，导致管涵在下部砂土淤积堵塞，使得雨水冲刷沟面，携带约20 m3砂土沿坡面冲上临近的G109国道。

2、冲刷

危害方式主表现为形成多条沟槽，造成坡面的沟壑形态，现阶段坡面主要形成3条较深的沟槽，在暴雨的连续冲刷下形成强烈的冲蚀作用，不断的冲刷沟道，造成滑塌等地质病害。

4、边坡稳定性分析评价

（1）总体评价

所在场地为斜坡地形，总体变化不大，斜坡坡度约坡度约20°-35°，自然状态下稳定。堆积体主要以风化残积产物中粗砂为主，自然状态下较稳定，主要的，危害方式为淤埋和冲刷。

（2）稳定分析

①理正软件计算法：该边坡覆盖层土质以砂土为主，边坡中部横断面为计算模型，采用理正岩土软件中的土质边坡稳定计算模板对该边坡覆盖层进行稳定性计算。内聚力取5kpa，内摩擦角取28°，地震烈度为8度。

计算开挖后堆积体的最不利破裂面仰角为32°，稳定性系数为1.083。根据《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）第5.3节，当边坡的稳定性系数小于1.15，大于1.05时，边坡处于基本稳定状态。

②等效内摩擦角（φd）评判法：评判公式如下：

α＜φd      稳定

α≈φd      基本稳定

α＞φd      不稳定

 式中：φd＝arctg(tgφ+2c/rhcosθ)

      φd－等效内摩擦角；

　　　 r－容重（kN/m3）；

　　　 h－土层平均厚度（m）；

　　　 φ－内摩擦角（°）；

　　　 c－粘聚力(kN)；

　　　 α－破裂角（°），θ＝45°+φ/2；

　　　 α－潜在滑面平均倾角，或边坡平均坡角（°）。

根据以上公式计算出堆积体φd =35°（约相当于坡率1:1.43），而堆积的坡度为斜坡坡度约坡度约20°-35°，综合评定边坡出于基本稳定状态。

5、不稳定因素和防治措施建议

①场地的主沟为汇水面积集中地带，如果不做好排水会进一步冲刷和加宽沟槽，危害G109国道，建议对主沟进行疏通，做好排水设施，对下部的管涵进行重新疏通整理，对于管道的折线部分进行处理，在折线处预留足够空间以淤积砂土并及时疏通，或下半段进行明沟处理以方面处理淤积砂土，并在沟的顶部修建拦砂坝以起到拦砂和排水的作用，并对拦砂坝附近砂土表面进行硬化处理，防止冲刷坡体。对拦砂坝上方的不稳定小型砂土体进行作业，人工诱导滑塌，让其淤积，以防止随雨水冲砂坡体。

②在堆积体前方预留一定的空间，以堆积滑塌的表层砂土，并及时进行清除。

③在临近G109国道附近，在排水管道出口修建挡土墙以拦截沟谷随雨水冲出的砂土，减小对G109国道的影响。

④对坡体进行动态监测。由于整个坡体由花岗岩风化形成的残坡积砂土堆积体，整体性较差，砂土易受雨水冲刷影响，形成沟槽，进一步诱发局部滑塌，遇到特强暴雨的加持会引发较大的自然灾害。对于可能出现的滑塌直接进行清方处理，防止进一步形成灾害，威胁生产生活。

⑤如果整个坡体形成多道沟槽，建议对坡面进行喷浆、顶部修建截水沟等做好防排水处理。

⑥目前在沟底铺设有1-1.2m的管涵约125m，建议增大管涵直径，并且出水口处距离109国道不小于5m

结束语

松散堆积的不稳定性主要来自于外界条件的改变，外力的诱导以及水文条件的改变都可能诱导堆积体出现滑塌，在治理过程中需要调查清楚场地的地质概况，有针对性的做出治理措施，对于经济可靠的工程防护具有非常大的知道意义。

参考文献

[1]地质灾害防治[M].兰州：兰州大学出版社，2010.5

[2]陈荣节.某工程高边坡道路拓宽改造加固的设计及施工[J].山西建筑,2009(04):305-307。

[3]何长江，刘红，黄河洁. 绵江公路边坡调查分析[J]. 山西建筑,2010(07):280-281