岩溪水库渣场边坡滑动模式及稳定性影响因素分析与评价_牛超颖.pdf
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1、DOI:10 19807/j cnki DXS 2023 03 064岩溪水库渣场边坡滑动模式及稳定性影响因素分析与评价牛超颖(遵义市水利水电勘测设计研究院有限责任公司,贵州 遵义 563000)摘要水库渣场的稳定性直接影响工程主体建设及下游环境的安全。本文分析了渣场边坡的主要滑坡模式,并对影响渣场边坡稳定的主要因素进行了分析。结合岩溪水库渣场边坡实例,通过反演分析选取渣场边坡计算参数,根据理论分析并结合 GEO5 数值模拟计算结果,该水库渣场边坡处于整体稳定状态,由于渣场本身的特性,渣场表面局部会出现流土等失稳状态,由于弃渣场边坡受水的影响较大,故建议做好坡面绿化,为该水库的正常建设与运行提
2、供了必要的保障。关键词水库;渣场;稳定性分析中图分类号P642 22文献标识码B文章编号1004 1184(2023)03 0190 02收稿日期2023 01 20作者简介牛超颖(1988 ),女,河南焦作人,工程师,主要从事岩土工程勘察设计及水利勘察工作。水库弃渣场主要由水库建设过程中开挖的弃渣堆积。主要物质组成为松散土体、碎石等,一般强度较低,容易产生滑动,而水库弃渣场一般规模都较大,特别是大型水利项目的弃渣场,渣体一旦失稳产生滑坡、泥石流等次生地质灾害将严重威下游的居民点、公路和桥梁等,同时对下游群众及公共基础设施造成极大威胁。故需对弃渣场区开展相应的调查和勘测工作,对渣体进行稳定性分
3、析评价以及提出治理措施建议是非常必要的。1工程概况岩溪水库枢纽区弃渣场项目位于遵义市务川县涪洋镇当阳村境内,弃渣场位于羊岗河右岸冲沟杨家沟上,距涪洋集镇 22 km,距务川县城 45 km,距遵义市城区 165 km,有乡村公路从渣场挡墙前通过,交通方便。枢纽区弃渣场位于洪渡河上游左岸一级支流羊岗河右岸冲沟杨家沟上,该冲沟长约 1 27 km,全流域面积 0 46 km2,弃渣堆填于冲沟下游至汇口处,堆填长约 252 m,分布高程718 0 762 0 m。该渣场两侧及上游为荒地或林地,下游汇口分布有乡村公路、居民区及羊岗河。弃渣场已成的主要构筑物为挡渣墙,渣场如图 1 所示。图 1渣场航拍图
4、2弃渣场工程地质条件2 1地形地貌工程区地处黔北高原大娄山脉北东分支南侧,地势南高北低、两侧高中间低,一般海拨 720 1 340 m,最大相对高差623 0 m,一般相对高差 100 600 m。属侵蚀溶蚀中至深切中低山低中山地形,河流与沟谷发育,山脉走向、河谷的展布方向与地质构造线基本一致。弃渣场场地位于冲沟内,地貌单元为沟谷地貌,地面高程大致介于 718 1 065 m 之间,场地地形的相对高差大,最大高差约 347 m。杨家沟全流域面积 0 46 km2,沟长 1 27 km,多年平均流量 0 179 m3/s,流域形状系数 0 088,主河道加权平均坡降 102 4。杨家沟总体自 N
5、75E 流入弃渣区,最后汇于洋岗河,冲沟原始地貌类型属河流溶蚀堆积河谷地貌,沟谷地形较缓,多为缓至斜坡地形,坡度约为 5 20,局部为陡坎,沟谷宽约 0 5 6m,原拦水坝处最宽约 50 m。其中起点处河水面高程约1 025m,河床宽约 1 3 m,末端河床高程约 718 m,宽约 20 50m;冲沟两岸多为斜至陡坡地形,坡度约为 25 45,局部为陡崖,两岸为基本对称“V”型河谷。2 2地层岩性工程区下伏基岩为寒武系中统高台组(2g)浅灰色薄至中厚层状白云岩、角砾状白云岩。第四系地层广泛分布,有残坡积(Qedl)、冲洪积(Qapl)及人工填土层(Qs)。其中残坡积(Qedl)为粉、砂质粘土夹
6、碎石,冲洪积(Qapl)以卵石、砾石及中粗砂为主,局部见孤石、漂石,粉质粘土,崩坡积(Qcol+dl)粉、砂质粘土夹块、碎、孤石,及人工填土(Qs):杂色,主要为块石、碎石及少量黏土组成,堆渣体厚度约 0 35 m 不等。2 3地质构造工程区大地构造单元属于扬子陆块黔北隆起区遵义台地凤岗南北向构造变形区,构造形迹以北北东向北东向为主,区内未见有大的构造发育。工程区位于丝绵背斜北西翼,岩层单斜产出,岩层倾角平缓,岩层产状为 N40 70E/NW6 13。受区域构造影响,裂隙较发育,主要发育有三组裂隙:(1)N60 70 W/SW65 75,为压扭性裂隙;(2)N20 40E/NW60 80,张性
7、裂隙;(3)N40 0912023 年 5 月第 45 卷第 3 期地下水Ground waterMay,2023Vol.45NO.365E/SE80 85,为压扭裂隙。2 4水文地质条件工程区冲沟较短,为峡谷型沟谷,沟谷主要为深切“V”型谷。两岸地形山高坡陡,河床比降大,地表径流条件较好。根据含水介质的不同及地下水赋存形式和水动力条件的差异性,坡体上地下水分布及运移特征,工程区地下水主要以碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水及覆盖层孔隙水的形式赋存。其中碳酸盐岩夹碎屑岩溶洞裂隙水埋藏于2g 碳酸盐岩为主地层中,其含水性及透水性中等,为中等岩溶含水岩组;孔隙水主要赋存于第四系覆盖层中,覆盖层主要为含碎石
8、粘土,局部夹块石,结构松散,透水性强。地下水径流途径主要为层面、溶蚀裂隙及覆盖层孔隙等,岸坡地下水主要顺层或沿构造横向补给库区,最终以泉水等形式出露于地表。据调查,杨家沟自上而下河水流量逐渐增大,为补给型河流。总体上,工程区地表水、地下水向杨家沟排泄,为工程区最近排泄基准面。工程区岩体透水性主要受岩体结构、构造和岩体风化卸荷控制,其透水性具有一定的不均一性,岩体强风化层内岩体透水率整体较大,一般大于 10Lu,向下随岩体逐渐完整则逐渐减小,局部裂隙密集发育带岩体透水性强。3弃渣场边坡破坏模式分析根据弃渣场边坡渣体本身的特性,结合堆填方式以及原始地形特征,弃渣场边坡通常可能产生以下几种破坏模式:
9、(1)沿堆渣体内部滑动;(2)沿原始基岩面的滑动;(3)沿渣场地基内部的滑动;(4)渣体表层的滑塌或流土。根据岩溪水库弃渣场野外勘察地质资料,本区岩土体的物理力学性质和特征,区内岩土可划分为中密土类和坚硬岩类。弃渣场基底主要由白云岩组成,岩层致密坚硬,裂隙发育不明显,不会对弃渣场稳定性造成不利影响,即不会发生沿渣场地基内部的滑动。堆渣体整体上表现为:自上而下,土体压实度、土体压缩(弹性)模量、力学强度等随着深度增加而增大。自然条件下,表层土体在自重应力作用下将会持续产生固结沉降直至固结作用完成。而对于堆渣体来说,其主要由粘土和碎石组成,其中碎石占比较大一般含量约为 65%80%,少数部位可达
10、80%90%。综合上述内容,并根据弃渣场及其堆渣体的实际条件,主要存在以下几种可能发生滑坡的情况:(1)从堆渣体内部滑动;(2)渣体表层的滑塌或流土;(3)沿原始基岩面滑动。在不同渣场边界条件下,其破坏的模式可能会存在一定的差异,但是弃渣场整体上最先出现破坏是从边坡内部的薄弱部位开始,因此根据不同条件(天然和饱和)的影响程度,其总体破坏模式是有一定的规律可循。4弃渣场渣体边坡稳定性影响因素分析与影响岩、土质边坡稳定性的因素相比,影响弃渣场边坡的稳定性的因素主要有弃渣体性质、弃渣场基底岩土体性质、水等。4 1弃渣体性质弃渣体性质主要指组成渣体的物质成分、渣体的密实度、渣体的均匀性以及渣体的含水率
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