唐 然 ,于 宇 ,唐曉玲 ,董建輝
(1.四川省地質(zhì)工程勘察院,成都 610072;2.核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司,成都 610061)
丹巴縣位于四川省西部,縣城背后為一大型的古崩滑堆積體。由于城市建設(shè)對(duì)滑坡坡腳的開挖而使該滑坡逐漸復(fù)活。2005年2月初變形加速發(fā)展,呈現(xiàn)出整體下滑趨勢(shì)。如果該滑坡整體下滑,將會(huì)摧毀大半個(gè)丹巴縣城,4 600多人的生命財(cái)產(chǎn)將毀于一旦。如滑坡體下滑后堵塞大渡河,將會(huì)抬升大渡河水位,淹沒上游城鎮(zhèn),后果不堪設(shè)想。
對(duì)滑坡體進(jìn)行搶險(xiǎn)加固處理的主要的治理工程為前緣壓腳堆載及在滑坡體中前部實(shí)施預(yù)應(yīng)力錨索工程。在應(yīng)急搶險(xiǎn)前期,在滑坡體上逐步布置了多個(gè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn),對(duì)坡體變形情況進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)[3]。圖1顯示主滑體后緣從2005年2月4日左右至22日開始加速變形的情況,其位移速率達(dá)到最大值 36mm/d,隨后逐漸減小,但截至 4月初,位移速率仍然較高,在 5mm/d左右,滑坡的最大累計(jì)位移量已接近 1.2m。為了解滑坡體的深部變形狀況,掌握搶險(xiǎn)加固的效果,為滑坡綜合治理提供設(shè)計(jì)、施工、工程處理依據(jù),在應(yīng)急治理工程的中后期對(duì)滑坡體進(jìn)行了深部位移監(jiān)測(cè),有必要分析該滑坡體深部位移監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù),評(píng)價(jià)實(shí)施搶險(xiǎn)加固后滑坡體的穩(wěn)定性行。
圖1 滑坡地表位移監(jiān)測(cè)成果曲線
滑坡區(qū)屬于青藏高原東緣的大渡河高山峽谷區(qū),地形陡峻,相對(duì)高差極大。河谷谷坡多在30°~50°,一般40°以上?;聟^(qū)兩側(cè)基巖露頭已形成陡崖地形?;聟^(qū)主要由松散的古滑坡堆積物構(gòu)成?;麦w平面上呈圈椅狀,高程介于1 881m至2 110m間,前后緣高差223m。滑坡后緣位于白呷山Ⅱ級(jí)平臺(tái)前緣,前緣直抵坡腳縣城建設(shè)街,滑坡周界清楚。滑坡前部坡度56°~65°,后部為緩斜坡,坡度約 10°,中部平均坡度 31°。受滑坡高程 2 035m附近寬大裂縫的牽引作用,2005年2月起滑坡的范圍逐漸擴(kuò)大,進(jìn)入加速變形階段, 顯現(xiàn)出整體下滑的跡象?;麦w表現(xiàn)出三塊相對(duì)獨(dú)立的變形區(qū),分別為Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)和Ⅲ區(qū)(圖2)?;麦w寬200~250m,縱長(zhǎng)290m,面積約0.08km2,平均厚度約30m,其總方量達(dá)220×104m3,為一特大型堆積層滑坡。
圖2 丹巴滑坡平面
圖3 丹巴滑坡深部位移監(jiān)測(cè)
在應(yīng)急搶險(xiǎn)前期,在滑坡體上布置了多個(gè)地表觀測(cè)點(diǎn),對(duì)坡體變形情況進(jìn)行全天候監(jiān)測(cè)。但是地表監(jiān)測(cè)成果只能代表觀測(cè)點(diǎn)處坡體表面的位移狀態(tài),無法對(duì)坡體內(nèi)部的變形狀態(tài)(如滑面位置、變形特征等)進(jìn)行分析。為了掌握滑坡體深部變形情況,查明滑帶的具體位置,深部位移監(jiān)測(cè)主要選用了活動(dòng)式鉆孔測(cè)斜儀。它的主要作用是可以測(cè)定鉆孔內(nèi)各個(gè)部位的水平位移,以判斷巖土體產(chǎn)生位移的部位、大小和方向,定期的觀測(cè)可以獲得時(shí)間與位移及位移速率等關(guān)系,綜合相關(guān)因素與位移的關(guān)系,可以判斷巖土邊坡的穩(wěn)定性及其影響因素。
深部位移監(jiān)測(cè)的具體布置時(shí)間是在應(yīng)急搶險(xiǎn)的中后期,在主滑體中軸線上布置了三個(gè)測(cè)斜孔(圖3)。其編號(hào)分別為IN1、IN2、IN3,其中IN1布置在滑坡后緣,IN2布置在中后部,IN3布置在滑坡前緣。這3個(gè)鉆孔基本上可控制主滑剖面在空間上的變形特征。
IN1測(cè)斜孔位于滑坡體2 025m高程,接近滑坡體的后緣。圖4顯示在離孔口28m~29m深處表現(xiàn)出明顯的滑移面特征。IN1測(cè)斜孔的鉆孔巖芯資料顯示,36.32m深處是第四系堆積物和古生界志留系變質(zhì)巖層接觸面,也即基覆界面。說明滑面在基覆界面以上8m~9m處,即滑面在第四系堆積物中,這與勘查期間判斷的滑面位置有明顯的差異。
從位移與孔深關(guān)系看(圖4),坡體的滑動(dòng)主要集中在滑帶附近,但隨高程的增加,坡體的累計(jì)位移增加,并且在12~16m之間增加明顯??梢娀瑤б陨掀麦w并不是完全同步滑移的。
根據(jù)孔口、滑帶的變形特征并結(jié)合應(yīng)急搶險(xiǎn)工程完成的時(shí)間,分別將孔口位移、滑帶位錯(cuò)大致劃分為三個(gè)變形階段(圖5、圖7、圖9):階段I為變形發(fā)展階段;階段Ⅱ?yàn)樽冃慰刂齐A段,錨索開始發(fā)揮作用,變形速率逐漸降低;階段Ⅲ為變形相對(duì)穩(wěn)定階段。
孔口位移和滑帶位錯(cuò)進(jìn)入階段Ⅱ 的時(shí)間比較接近,但孔口位移進(jìn)入階段Ⅲ的時(shí)間遠(yuǎn)滯后于滑帶位錯(cuò)。據(jù)統(tǒng)I計(jì),變形階段I,滑帶的位錯(cuò)量:18.22mm,位錯(cuò)速率:0.61mm/d;孔口位移:37.4mm,位移速率:1.25mm/d。在階段Ⅱ,滑帶的位錯(cuò)量:12.79mm,位錯(cuò)速率:0.31mm/d;孔口位移:40.61mm,位移速率:0.49mm/d。進(jìn)入階段Ⅲ,滑帶的位錯(cuò)量:12.86mm,位錯(cuò)速率:0.07mm/d;孔口位移:21.3mm,位移速率:0.2mm/d。
結(jié)合圖4分析,進(jìn)入階段Ⅲ后,滑體深部18m至滑帶的部分已經(jīng)接近基本穩(wěn)定??卓谖灰扑俾孰m然隨時(shí)間有減小的趨勢(shì),但孔口的變形并沒有完全停止,孔口累積位移仍然在繼續(xù)的增加,滑坡體后緣仍沒有達(dá)到完全穩(wěn)定的狀態(tài)。
圖9 IN3測(cè)斜孔孔口位移與滑帶位錯(cuò)比較
IN2測(cè)斜孔安裝于滑坡體的1 996m高程,位于滑坡體的中部。從圖 6中可以看出,在 28m~31m的部位表現(xiàn)出明顯的滑面特征,鉆孔巖芯資料顯示基覆界面在滑面以下10m。從圖中可看出,在31~42m之間的堆積物內(nèi)部盡管沒有明顯的滑面,但上部滑體的運(yùn)動(dòng)對(duì)物質(zhì)組成為松散堆積層滑床有擾動(dòng)影響,基覆界面以下基本無變形擾動(dòng)。對(duì)比圖4及圖6可見,IN2孔口到滑帶曲線形態(tài)大致呈線性,說明IN2處滑體變形屬于整體變形。
從圖 7中可見,孔口位移、滑帶位錯(cuò)進(jìn)入不同變形階段的時(shí)間比較接近,變形趨勢(shì)基本保持了同步?;瑤诲e(cuò)速率及孔口位移速率從4月14日安裝到5月初這段時(shí)間以內(nèi)都明顯的較大,據(jù)統(tǒng)計(jì),變形階段 I,滑帶位錯(cuò)量:24.4mm,位錯(cuò)速率:1.11mm/d;孔口位移量: 43.46mm,位移速率:1.98mm/d。變形階段Ⅱ,應(yīng)急錨索工程逐漸發(fā)揮了作用,滑帶及孔口的位移速率開始降低。這期間滑帶位錯(cuò)量:24.24mm,位錯(cuò)速率:0.37mm/d;孔口位移量:26.01mm,位移速率:0.40mm/d。在階段Ⅲ,孔口及滑帶變形再次減緩,這期間滑帶的位錯(cuò)量:46.94mm,位錯(cuò)速率:0.27mm/d;孔口位移量:56.86mm,位移速率:0.33mm/d。
從變形數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)及圖5、圖7曲線圖對(duì)比可見,IN2測(cè)斜孔變形趨勢(shì)明顯大于IN1,在變形階段Ⅲ,IN2仍然具有相對(duì)較高的變形速率。
IN3測(cè)斜孔安裝于滑坡體的1 930m高程,位于滑坡體的前緣。從(圖8)可以看出16m~19m表現(xiàn)出波動(dòng)狀的滑移面特征。鉆孔柱狀圖顯示31.43m處是基覆界面,說明滑移面仍然在第四系堆積層中。
從圖9中可以發(fā)現(xiàn),IN3測(cè)斜孔孔口和滑帶位錯(cuò)的變化過程與IN1、IN2測(cè)斜孔有明顯的不同。觀測(cè)初期錨索施工已結(jié)束,孔口位移已進(jìn)入變形階段Ⅱ,變形趨勢(shì)開始得到控制,在6月28日左右進(jìn)入變形階段Ⅲ。而滑帶位錯(cuò)在觀測(cè)初期還處于發(fā)展階段,在5月30日左右,滑帶位錯(cuò)才開始進(jìn)入變形階段Ⅱ,直到7月4日左右,進(jìn)入變形階段Ⅲ。這表明在滑坡體的前緣,應(yīng)急搶險(xiǎn)工程首先是對(duì)滑坡體的淺表層直接產(chǎn)生作用,滑坡體淺表層先趨于穩(wěn)定,然后再逐步對(duì)深層滑帶起作用。據(jù)統(tǒng)計(jì),孔口位移在階段Ⅱ位移量:19.33mm,位移速率:0.39mm/d;在階段Ⅲ孔口位移量:24.48mm,位移速率:0.13mm/d?;瑤诲e(cuò)在階段I位錯(cuò)量:19.6mm,位錯(cuò)速率:0.93mm/d,在階段Ⅱ位錯(cuò)量:13.17mm,位錯(cuò)速率:0.38mm/d,在階段Ⅲ位錯(cuò)量10.17mm,位錯(cuò)速率:0.057mm/d。
1)從深部位移監(jiān)測(cè)成果分析來看,丹巴縣城后山滑坡的應(yīng)急加固采取的前緣堆載和預(yù)應(yīng)力錨索工程取得了顯著的成效,從很大程度上減緩了坡體的變形趨勢(shì),對(duì)滑坡穩(wěn)定性的提高起到了巨大的作用。
2)深部位移監(jiān)測(cè)成果較準(zhǔn)確地對(duì)滑面進(jìn)行了定位,從鉆孔傾斜儀監(jiān)測(cè)成果來看,IN-1的滑面位置在孔口下28m~29m深處,IN-2的滑面位置在孔口下28m~31m處,IN-3的滑面在孔口下16m~19m處。對(duì)比地質(zhì)剖面和鉆孔柱狀圖,探測(cè)3個(gè)孔的滑面位置皆在第四系堆積物里,高于覆蓋層與基巖接觸界面。對(duì)滑坡的勘察階段認(rèn)為滑帶為第四系松散堆積層與下伏基巖的接觸帶的結(jié)論進(jìn)行了修正,丹巴滑坡的復(fù)活并不是完全沿基覆界面滑動(dòng),大部分地段是從松散體中間剪出。
3)根據(jù)對(duì)孔口位移和滑帶位錯(cuò)變形的分析,從儀器安裝開始,每個(gè)測(cè)斜孔的孔口和滑帶變形大致可分為三個(gè)階段,變形階段 I,雖然從地表位移監(jiān)測(cè)成果反映,滑坡變形已大幅減緩,但位移速率仍大于1mm/d;變形階段Ⅱ,屬于滑坡變形的控制階段,這個(gè)階段內(nèi),在應(yīng)急搶險(xiǎn)措施的有效作用下,滑坡體的變形速率進(jìn)一步降低,滑坡體的穩(wěn)定性大大提高,位移速率總體上在 0.5mm/d以下;變形階段Ⅲ,位移速率總體上在 0.2mm/d左右,滑坡體的變形得到了明顯控制,坡體已處入基本穩(wěn)定狀態(tài),但沒有達(dá)到完全穩(wěn)定狀態(tài),因此有必要對(duì)滑坡進(jìn)行永久支護(hù)和全面綜合治理。
4)通過對(duì)3個(gè)測(cè)斜孔的變形特征值、變形過程及曲線形態(tài)分析,判斷滑坡主要的推力來自于滑坡中后部,滑坡后緣變形具有一定受牽引的性質(zhì)。應(yīng)急加固措施雖然較好地控制住了滑坡中前部的位移速率,但滑坡中后部仍然具有較大的推力向前推擠滑體,前緣深部處于壓應(yīng)力和剪應(yīng)力高度集中的狀態(tài),使深部滑體變形曲線異常。據(jù)此可考慮永久支護(hù)和全面綜合治理方案?jìng)?cè)重于控制滑坡中后部推力。
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