水库岸危岩体稳定评价及其治理论文_谢中民

水库岸危岩体稳定评价及其治理论文_谢中民

陕西省水利电力勘测设计研究院勘察分院 陕西咸阳 712000

摘要:危岩是地质灾害的一种,危岩发生具有不可预见性和突发性,往往对人民的生产财产影响较大,危岩的稳定性分析是危岩工程治理的主要依据,本文主要是通过危岩勘查了解危岩发生的破坏模式及应采取的相应的评价方法。

关键词:危岩;治理;施工

水库工程中,水库蓄水及库水位周期性的循环涨落,经常会诱发库岸新老滑坡的产生或复活,这类受库水影响、由库岸斜坡孕育的滑坡通常称为库岸滑坡。水库蓄水后,必然引起两岸范围库岸边坡的不稳定,即水库塌岸或边坡再造,塌岸的严重后果,同时也会诱发新的崩塌和滑坡,都可能造成严重灾害。简述了北同蒲铁路某段危岩体的危害性,从该工程特点出发,并根据危岩体几何和物理力学参数,确定各项治理措施。工后监控数据表明了本治理方案的合理性和有效性。

1概况

某段危岩约15km 处,该段侧下临的河,整体呈劈理构造,表层岩体被结构面切割为碎块状,粒径从20~80 cm不等,在自然因素动影响下,经常发生岩块脱落造成了极大威胁,但是由于该山体岩石本身的劈理构造特性,加之该地区昼夜温差明显以及多风等影响因素,在雨水及冰雪等综合气候条件下,致使山体多处产生楔形体危岩,危岩体体积大小不等,随着构造面的不断发展,危岩体必将脱离母体,发生滑移、倾倒、坠落等地质灾害,因此必须对该段危岩体进行根治,杜绝隐患,保证安全。

该段危岩体主要受两组发育裂隙控制。裂隙竖向倾角约60°,长度约25 m,水平夹角约160°,使其与母岩分离;危岩体宽度50 m,高23 m,最大厚度6 m,总量约1875 m3。

2设计方案的确定

危岩母岩山体坡度大,地形坡脚约55°,属丘陵地貌。由于坡体平衡遭到破坏,随着岩体结理面逐渐发育成结构面,即导致了危岩体的产生。从危岩体下部棚洞内观察,对上部岩体稳定性十分不利。因此针对本危岩体特点,主要采取锚杆支护加固上部危岩体,并喷射混凝土封面;对下部岩腔进行支撑加固;同时对发育裂隙进行封堵,以免雨水浇灌。根据工程边坡程技术规范,其安全等级为一级;本方案的设计工况为:危岩自重+暴雨+地震;防治工程安全使用,危岩治理后整体安全系数Ft 为1.5.依据现场调查、室内实验,本次危岩体稳定性分析根据规定,安全等级为一级的边坡,其稳定性系数不应小于1.35,因此,必须对该危岩体进行加固处治。

2.1危岩稳定性计算评价

危岩变形破坏的一般机制分析,危岩主要为自然因素的影响,因此形态较单一,在雨水及冰雪等综合气候条件下,致使山体多处产生楔形体危岩。

倾倒式。主要受顺坡向反倾裂隙控制,将发生倾倒式破坏,在重力、降雨作用下危岩体绕下发生转动倾倒。

滑移式。主要受坡体后缘裂隙控制,在下坠岩体的巨大发生剪断滑移破坏。有W01、W02两个危岩块体。危岩稳定性计算公式:

通过计算:现状工况下W01、W02 处于基本稳定状态,稳定性系数分别为1.173、1.187;W03、危岩带处于稳定状态,稳定性系数分别为3.452、6.877。暴雨工况下W01、W02、W03均处于欠稳定状态,稳定性系数分别为1.125、1.136、1.073;北段危岩带处于基本稳定状态,稳定性系数为1.363。

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2.2治理措施

结合危岩特点,在确保安全的前提下,本着经济合理、技术成熟可行、易施工的原则,对危岩体以及零星小危岩体确定防治措施主要为:锚杆+挂网喷射混凝土加固危岩体。采用M10 浆砌MU30 片石加固危岩体下部岩腔。其中,危岩体下部凹腔采用片石支撑后方可进行上部锚杆施工,片石支撑基础嵌入凹腔地面以下岩层不小于500 mm,并先人工凿1∶0.2 倒坡;锚杆采用从下至上梅花形布置,第一排锚杆距坡脚的距离为1.50 m,锚杆行间距2.2 m,列间距2.5 m;锚杆端部采用φ8 钢筋,制作300×300 网片,锚杆钢筋与锚垫板焊接后,喷射100 mm 厚C20 混凝土护面。

2.3治理施工

施工前须先对钢筋、水泥、砂、碎石等材料进行性能试验,达到要求的方可使用;同时做好临时安全防护工程。主要治理措施要点如下。

锚杆钻孔,钻孔孔径φ=130 mm,锚孔水平方向孔距误差不应大于20 mm,垂直方向孔距误差不应大于20 mm.锚孔底部的偏斜尺寸不应大于锚杆长度的3%.锚杆孔深不应小于设计长度,宜超过设计长度0.5 m.锚孔宜一次性钻至设计长度,底部岩粉应吹洗干净。

锚杆制作,锚杆施工前,应按规范要求进行试验性作业,以确定设计所采用的各种参数的合理性,并考核施工工艺和施工设备的适应性。锚筋除锈后,应使锚筋位于锚孔中部,并确保水泥砂浆保护层厚度不小于25 mm;端部锚头喷射混凝土保护层厚度不应小于40 mm.

锚杆注浆,注浆浆液应搅拌均匀,随搅随用,在初凝前用完;同时严防石块、杂物混入浆液。注浆作业开始和中途停止较长时间再作业时,宜用水或稀水泥浆润滑注浆泵及注浆管路。孔口溢出浆液时,停止注浆;浆体硬化后,不能充满锚固体时应进行补浆。一次常压注浆作业应从孔底开始,直至孔口溢出浆液。

喷射混凝土,采用湿喷法施工,要求混凝土喷射机密封性能良好,输料连续均匀,生产率不低于5 m3/h;选用空压机应满足喷射机工作风压和耗风量的要求。混合料的搅拌采用强制式搅拌机。输料管应能承受0.8 MPa 以上的压力,并具有良好的耐磨性能。混合料在运输、存放过程中,应严防雨淋、滴水及大块杂物混入,装入喷射机前应过筛。

岩腔支撑工程。按设计要求进行基槽开挖,基础应放在完整基岩上,采用MU30 条块石、M10 水泥砂浆砌筑。要求基槽有逆坡,墙撑顶与岩腔之间接触紧密,不留缝隙,施工应跳槽分段施工,跳槽间距不得小于10 m。危岩清除主要采用人工清除,将危岩体及危岩体以上山体表层破碎岩石及时清理外运,以免在施工过程中发生事故。清除后方可进行其他工程施工。施工安全防护工程,在危岩体坡脚外3 m,采用钢管立柱,架设防护网,高度2 m,钢管立柱间距2 m,防护网宜采用具有一定强度的铁丝网,网眼不应大于100 mm。

3结束语

通过治理,经施工后监控数据显示,危岩体未发生明显变形,坡体也未产生新的裂隙,取得了很好的治理效果,保证了下部的行车和行人安全,达到了预期的治理目标。

参考文献:

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[2]范意民,张静薇,杨建英.水库区云阳县西城滑坡蠕变研究[J].中国地质灾害与防治学报,2013,19(1):35.

[3]肖诗荣,刘德富,胡志宇.水库库区千将坪滑坡地质力学模型研究[J].岩土力学,2012,28(7):14.

[4]兰宇,苟黎,余扶树.浅谈典型水库涉水滑坡失稳破坏研究[J]. 内江科技,2012(4):13.

论文作者:谢中民

论文发表刊物:《基层建设》2019年第1期

论文发表时间:2019/4/2

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