滇南紅層區(qū)公路修建的主要地質(zhì)災(zāi)害與治理模式

滇南紅層區(qū)公路修建的主要地質(zhì)災(zāi)害與治理模式一、前言與區(qū)域地質(zhì)背景

1、云南省的地層巖性與地質(zhì)構(gòu)造1）、深斷裂有：哀牢山深斷裂帶、小江深斷裂帶、瀾滄江深斷裂帶。2）、大斷裂有：富寧大斷裂、文麻大斷裂（即盤龍江大斷裂）、彌勒一師宗大斷裂、南盤江大斷裂、嵩明大斷裂、普渡河大斷裂、元謀一綠汁江大斷裂（四川為米易大斷裂）、程海一賓川大斷裂、紅河大斷裂、安定大斷裂、阿墨江大斷裂、柯街一南汀河大斷裂、怒江大斷裂、翁水河一小金河大斷裂。2、滇南紅層分布紅層是一套侏羅系、白堊系非海相陸源碎屑物的紅色地層，巖性以泥巖、泥質(zhì)砂巖、粉砂巖的互層組合為主。滇南紅層指分布在北緯24°00′以南的云南南部紅層。東西向基本處于瀾滄江與哀牢山脈之間，平面上呈北西-南東條帶狀，涉及鎮(zhèn)遠(yuǎn)、景谷、墨江、普洱、思茅、江城、景洪、勐海、勐臘等地區(qū)，約占云南省面積的10%左右。3、滇南紅層的主要特點(diǎn)1）礦物成分:為石英、方解石、粘土礦物，少量長石、云母，綠泥石、石膏、高嶺石；2）化學(xué)成分:Sio2、Al2o3、Cao、Mgo、Fe2o3等；3）巖石成分:以軟質(zhì)巖－泥巖、泥質(zhì)粉砂巖為主，少量硬質(zhì)巖－砂巖、粉砂巖，不等厚互層；4）工程特點(diǎn):力學(xué)指標(biāo)整體偏低，飽和單軸抗壓強(qiáng)度一般<30MPa；軟硬巖石相間出現(xiàn)，層間結(jié)合強(qiáng)度低；泥巖等軟質(zhì)巖石遇水易軟化與泥化，形成軟弱層；抗風(fēng)化能力弱，失水易崩解；普遍含膏鹽成分，其地下水中含SO42-較多，對混凝土有侵蝕作用。二、滇南紅層區(qū)公路修建的主要地質(zhì)災(zāi)害及其原因分析云南省南部地區(qū)地形起伏大，山高溝深；地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，區(qū)域經(jīng)向、緯向大構(gòu)造發(fā)育；干濕季節(jié)明顯，雨季集中在5~10月，旱季集中在11月至次年4月，因而巖石風(fēng)化強(qiáng)烈；許多地質(zhì)災(zāi)害頻繁發(fā)生。通過對景谷~普洱二級公路、元江~墨江~普洱（磨黑）高速公路、普洱（磨黑）~思茅二級公路、思茅~景洪（小勐養(yǎng)）高速公路、思茅~江城公路、景洪（小勐養(yǎng)）~勐臘（磨憨）高速公路的分析研究，公路病害主要為坡體變形、滑坡、泥石流三大類。2.1坡體變形坡體變形指由于公路修建過程中，由于對邊坡進(jìn)行開挖或填方引起邊坡應(yīng)力集中、隆起、開裂的現(xiàn)象，但尚未產(chǎn)生滑坡。如不加以預(yù)防，隨著時間的推移，在干、旱季節(jié)交替變化的情況下，范圍不斷擴(kuò)大，最終使邊坡失穩(wěn)形成滑坡。2.1.1滇南紅層區(qū)公路修建坡體變形的主要類型有：（1）路塹開挖段，坡體變形普遍；（2）路堤填方段，坡體變形較多；（3）橋梁施工開挖便道段，引起坡體橋梁變形較多；（4）隧道施工中的明挖段/仰坡段，引起坡體隧道變形較多。2.1.2坡體變形的主要原因?yàn)椋海?）紅層的固有特性所決定，如紅層巖體強(qiáng)度低，抗風(fēng)化能力弱，遇水易軟化等；（2）人工開挖產(chǎn)生裂隙面及臨空面，破壞了邊坡的自然穩(wěn)定；（3）人工填方加大荷載，破壞了坡體的自然平衡；（4）氣候、水的影響。2.2滑坡滇南紅層區(qū)自然滑坡及施工中產(chǎn)生的工程滑坡較普遍，為主要病害類型。2.2.1紅層區(qū)滑坡按構(gòu)造物劃分，主要類型有：（1）路塹邊坡滑坡，該類型滑坡普遍；（2）路堤邊坡滑坡，該類型滑坡相對較多；（3）橋梁基礎(chǔ)因邊坡滑動而產(chǎn)生破壞，該類型滑坡相對較多；（4）隧道進(jìn)出口滑坡，該類型滑坡相對較多。2.2.2紅層區(qū)滑坡按滑動面與層面的關(guān)系分，主要類型有：（1）均質(zhì)滑坡：紅層風(fēng)化的第四系殘坡積土層/堆積層地段產(chǎn)生的土層滑坡相對較多，而在單一巖石類型中產(chǎn)生的巖質(zhì)滑坡相對較少；（2）順層滑坡：多發(fā)生在風(fēng)化層土與下伏基巖之間及軟質(zhì)巖與硬質(zhì)巖之間的接觸面上，為紅層滑坡中的主要類型；（3）切層滑坡：多發(fā)生在節(jié)理裂隙廣泛發(fā)育的紅層地段，該類型滑坡相對較少。2.2.3若按滑動力學(xué)性質(zhì)分，主要類型有：（1）牽引式或混合式滑坡，該類型滑坡普遍；（2）推落式滑坡，為紅層中較多的類型之一；（3）平移式滑坡，該類型滑坡相對較少。2.2.4紅層區(qū)滑坡主要原因有：（1）紅層固有的物理力學(xué)特性所產(chǎn)生，主要由于有易于軟化與泥化的軟弱夾層－泥巖層，具有隔水作用，在外界條件影響下形成軟弱面，而產(chǎn)生滑坡；（2）由于邊坡開挖與爆破挖斷了層面下部支撐部分，產(chǎn)生新的結(jié)構(gòu)面，改變了原始地形地貌地應(yīng)力和水文地質(zhì)環(huán)境，邊坡巖體松馳，裂隙張開在地表水下滲后使泥巖軟化，強(qiáng)度降低，失去平衡而產(chǎn)生滑坡；（3）由于工程加載，導(dǎo)致阻滑力小于下滑力而沿滑動面產(chǎn)生滑動；（4）由于施工用水，使土體內(nèi)含水量增大，降低了坡體的粘聚力與抗剪強(qiáng)度，從而產(chǎn)生滑動。2.3泥石流2.3.1按流域特征分：（1）標(biāo)準(zhǔn)型泥石流，為紅層中較多的類型；（2）溝谷型泥石流，為紅層中較普遍的類型；（3）山坡型泥石流，為紅層中較多的類型。2.3.2按物質(zhì)組成分：（1）泥流，為紅層中較多的類型；（2）泥石流，為紅層中較普遍的類型；（3）水石流，該類型泥石流相對較少。2.3.3按物質(zhì)狀態(tài)分：（1）粘性流石流，該類型泥石流相對較多；（2）稀性泥石流，該類型泥石流相對較少。2.3.4原因分析（1）地形因素：紅層區(qū)山高溝深，地勢陡峻，溝床縱坡大，便于地表水的匯集；（2）構(gòu)造條件：紅層區(qū)地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷層皺褶發(fā)育，巖層破碎、滑坡、崩塌等不良地質(zhì)發(fā)育，有豐富的固體物質(zhì)來源；（3）巖性條件：紅層區(qū)巖石風(fēng)化節(jié)理發(fā)育，軟硬相間成層的紅層極易風(fēng)化破碎，在植物破壞較嚴(yán)重的地方更易產(chǎn)生泥石流；（4）水文條件：紅層區(qū)暴雨集中，雨季來臨時在短時間內(nèi)能實(shí)然性地集中大量水源。3、治理模式研究3.1坡體變形治理3.1.1路塹挖方坡體變形路塹挖方坡體變形時主要處治方法有支擋、錨固、適當(dāng)削坡、排水等方法。（1）削坡適宜于路塹邊坡局部隆起且地形相對較緩、削坡后不會引起坡體滑動為原則，一般每級削坡高度8~10m，卸荷平臺2m，下部坡比1:0.5～0.75，上部坡比1:0.75~1:1。（2）支擋路基靠山一側(cè)設(shè)置抗滑擋墻，一般配合削坡或錨固進(jìn)行。（3）錨固當(dāng)挖方邊坡自然坡度陡，不能達(dá)到預(yù)設(shè)的穩(wěn)定邊坡比時，必須采取錨固方法：錨索或錨桿。錨桿一般適用于覆蓋層不太厚，基巖出露較淺時使用；目前使用的錨桿長度多數(shù)<20m。錨索則適用于覆蓋層較厚且坡體較陡的情況，目前使用的錨桿長度多數(shù)在15~45m范圍內(nèi)。錨桿與錨索可混合使用。（4）排水主要設(shè)置截水溝，坡體內(nèi)采用仰斜排水孔（疏干孔）、邊坡滲溝等，一般結(jié)合削坡、支護(hù)、錨固使用，尤其適合于邊坡水較多的情況。3.香1.丸2時路堤堂填方遞邊坡低變形在斜氧坡上俱加載貍造成單邊坡彼變形睡時，裳主要司采取頁抗滑得擋墻買、錨禁索樁局板墻拐、反慘壓等生方法啦，同奶時設(shè)濫置排逐水設(shè)犧施，永抗滑搜擋墻俘僅適著用于粉滑動邀面淺楊、基義巖埋悄深不善大的第情況哈。而臺錨索錦樁板飾墻適氧用范張圍廣猶，造脅價略打高；廳反壓瘋必須射有溝絹谷地翼形、飲豐富口的土普石料艱來源銷、工蹤蝶期較手松等失條件葉，目泉前相疏對采有用較窄少。3.張1.井3竹橋梁流變形主要盼由于強(qiáng)開挖企施工欲便道交及施振工用付水引話起斜肅坡上累的橋服梁基般礎(chǔ)變漏形，哀主要流采取醋抗滑衰樁、牌排水律等方淺法，愧有時購也采療用錨堵索。揉一般目在橋聞位靠昌山體置一側(cè)名設(shè)置含一排煩平行嶼于橋鉗軸線桂的抗潮滑樁普，抗仆滑樁擴(kuò)一般荒布于撲橋位還外側(cè)亞3-患4米吳，且急橋墩賣位應(yīng)籌與單狀根抗驗(yàn)滑樁筒位對竭應(yīng)。消若坡駝向與雀橋軸必線一栽致，鉤則在蔬墩與主墩、倉墩與減臺之恒間設(shè)吵垂直擋于橋率軸線虹的抗枝滑樁豪。3.卷1.家4翻隧道球的挖敗段/糟仰坡伐段變隆形由于勒開挖惕引起鄉(xiāng)豐隧道到的明師挖段艙或仰肆坡段矮的變罰形，穴多采夕用管浮棚注披漿、恰錨桿委、錨尖索等齊方法醉處治肉。3.害2此滑坡綁治理3.并2.際1后按構(gòu)避造物昏分類對公趣路的影路基當(dāng)工程員、橋駐梁工襖程、臉?biāo)淼罍y工程填中產(chǎn)璃生的資滑坡須，可類參照辣3.愁1坡殲體變糠形治拼理方撿法。疊但由增于已晴產(chǎn)生億滑坡賀，故殺錨桿控、抗沙滑擋燥墻盡投量少里用，彎多采洲用抗頸滑樁滑、樁右板墻跌、預(yù)仆應(yīng)力斗錨索湊等組垮合形宴式，這有條夕件時抖也可帖適當(dāng)佛減載社。3.挽2.撥2澇按滑浴面與崗層面辮關(guān)系丟分類3.躺2.彩2.踢1垃均質(zhì)晨滑坡（1蘿）、勸土質(zhì)賞滑坡在純據(jù)土層僚中產(chǎn)補(bǔ)生滑扇坡，薦滑動戴面位階于土枯層中晴時，蠶大多造采用浸樁板告墻、櫻適當(dāng)?shù)湝p載以、排掀水等傲方法飼，有冠時也掀采用創(chuàng)錨索乎。減之載必鋒須在忠地形漂較緩股且不脊致于央產(chǎn)生墓臨空雜面而澤引起棵再次抹牽引珠式滑恩動為霧原則澤，一盞般應(yīng)重慎用圓。（2拆）、施巖石推滑坡在覆深蓋層儲淺的輪單一鵝巖石曉層中福產(chǎn)生臘滑坡曉，滑曠動面隸也位呀于巖踢層中英，大膠多采框用減憤載削磚方、奪預(yù)應(yīng)遺力錨叫索、附抗滑知樁等牢方法錦。當(dāng)請具備硬減載杰削方競條件翅時，旗宜優(yōu)秧先考讀慮該父方法睛；由礙于基扔巖埋草藏，榨錨索得具有訊較好修的應(yīng)弊用條撓件，垂造價斤低，淺而抗絡(luò)滑樁懶相對仍造價叉高，眾一般燭在規(guī)土模大倍時才裹采用爸。3.拜2.瘋2.應(yīng)2籃順層炒滑坡（1欲）、旺淺層狐滑坡當(dāng)土寸層或株石－滴石層晝滑坡勞且滑肆動面商較淺伍時，緒大多叮采用容預(yù)應(yīng)殲力錨男索、考適當(dāng)柿減載且、排勝水等俘方法劑。如扛有減艷載削務(wù)方條協(xié)件時吹，可僅局部仆適當(dāng)像減載危；特饞殊情恢況時籍也可她采用涉抗滑尊樁或斑樁板宮墻。（2亞）、張深層恭滑坡當(dāng)滑酬動面沾較深蒼時，慎一般奶采用襲抗滑泡樁/醋樁板牧墻、里預(yù)應(yīng)州力錨他索、牽適當(dāng)秩減載奏、排餓水等鍋方法仿，大皂多采溉用以役上幾惕種方撇法的尺組合要來進(jìn)煉行處珠治。3.覆2.言2.酷3玩切層屠滑坡由于扔滑動迫面與預(yù)巖層邊傾向萬相反快產(chǎn)生陡切層肥滑坡振，大承多采活用減澇載削們坡、喉預(yù)應(yīng)劫力錨坑索、敞錨桿弊等處曉治辦溫法。耳由于心滑動怪面與碗巖層穩(wěn)傾向志相反和，宜盯優(yōu)先換考慮酒減載瞞削坡煎，再益適當(dāng)銷進(jìn)行隔錨固淡。在規(guī)錨固仿方法聚中，云滑動形面淺斜時優(yōu)喝先考筍慮錨診桿；凍滑動撞面深擔(dān)時，萄考慮拐錨索風(fēng)。3.向3辰泥石洋流處狹治3.映3.湊1卸形成委區(qū)主要俯采取狂水土城保持躬措施束，進(jìn)匠行治典水、趕治土事。方醒法有等：平鞠整山曠坡、施治理也不良緒地質(zhì)波，加塑固溝蓋岸，現(xiàn)修建朋谷坊饒；改拉善坡休面排濫水，次修建線坡面銅排水協(xié)系統(tǒng)織，使司水土膚分離罪；修毛建排布水溝朽、引扮水渠針、導(dǎo)旱流堤黨及調(diào)厭洪水遺庫；紡進(jìn)行漂植樹班造林躬，種拼植草稍皮等魯。3.諷3.張2訊流通群區(qū)主要唱采取乘攔擋拿措施冒。方串法有桶：修芬筑各踐種攔紛栽壩標(biāo)、如隱攔截竿壩、秀溢流櫻壩、饞谷坊悟、護(hù)油坡、藍(lán)擋墻印等，兩可采隊(duì)用石倒籠壩吳、混丘凝土獻(xiàn)拱壩鎖等，猜溝邊途進(jìn)行靠支擋唐。3.綁3.虹3攤堆積蔽區(qū)主要孫采取混排導(dǎo)茶停淤匠措施煌，其站方法熄有：律修筑席導(dǎo)流忘堤、肝排導(dǎo)真溝、宣渡槽痕、急距流槽胡、束旦流堤到、停純淤場肌、攔喚淤庫揚(yáng)等。3.括3.準(zhǔn)4厲已建豎工程默區(qū)主要基采取眨支擋吧措施諷，進(jìn)肚行護(hù)紀(jì)坡，輝修筑滴擋墻濾、順皆坡、吹丁壩蜜等。四、岸滇南掩紅層底區(qū)地設(shè)質(zhì)災(zāi)掙害處喂治的役典型羊?qū)嵗崮辖辜t層川區(qū)已派建和符在建驗(yàn)的各姿種等惹級的秀公路撐較多灣，所痛遇到閘的地弦質(zhì)災(zāi)的害多罩種多效樣。趨文犁中所適講的宏元江拼~墨狀江~賴普洱蔥（磨谷黑）尚高速動公路飽總投珠資6該6.隊(duì)47刑億元告，長皇14航7.賞37猛KM殃，橋雄隧比發(fā)例占住30搞%（歲有長驕隧道幻玉及世沸界第骨1高簡橋：宜長8硬01鍋米，索主跨布26魂5米郵，高穿16當(dāng)3米宿）。草超過坡50炒米的腫高邊萌坡有炸23惹2處唯（超吊過1顆00慚米的失高邊疊坡有阿66蠟處）往，滑車坡1栗55機(jī)處，努采袋用抗搖滑樁礙14杏34鏡棵，期錨索敵33眨.1兇47單萬米亂，錨兄桿7澇.0衡1萬子米。牽先后崇邀請照的咨會詢專俯家有棋：院虎士2徹人，耕勘察成大師苦2人置，國敘務(wù)院案參事械2人番，研燙究員宗等6滋人。內(nèi)在2顧00樹3年肌已經(jīng)泳修建摔完畢榴并通努車，扇其地渠質(zhì)災(zāi)誰害比袍較典珍型，膀處治溝也很樹成功袖。五、豆結(jié)論5.擾1仰滇南訴紅層煉分布禾范圍服廣，什坡體鹽變形苗、滑澤坡、荷泥石催流等刷地質(zhì)震災(zāi)害皇普遍唐發(fā)育溝。5.堂2浴路塹佛挖方猾坡體醉