朱汉华博士《川藏公路西藏境内典型病害防治技术》的文章选登,转载请注明作者和出处。如有不同见解,请留言或用Emai方式l与作者交流。

川藏公路102滑坡治理工程

上一篇 / 下一篇  2010-04-26 15:25:45     分享到:

v0ND8D9}U.l#F2I0  102滑坡位于波密县易贡乡境内,因邻近102道班而得名。102滑坡的形成历史较长,在二十世纪五十年代初期修筑川藏公路时,滑坡已有成灾先兆。1986年本区降雨特别丰富,引起整个斜坡的蠕滑变形。1991年6月16日,此段公路路基急剧下沉2 m,17日又继续下沉1m,18日路基边坡局部开始坍塌,至6月20日下午2时左右,整段边坡失去平衡,突然快速下滑,大量物质滑入河中,滑体前缘直冲帕隆藏布河彼岸,形成北岸高南岸低的堵塞大坝(图5-18),北岸堵塞高度达50 m,南岸高度为10 m左右,堵塞大坝平均高20 m,河流堵断40 min,堵河回水3.0 km。 中路博客&@j)U3sv)p:s?L+W

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  自1991年滑坡以来,该段经常阻车断道,1991年为179d,1992年为116d,1993年为101d,1994年为97d,1995年至滑坡治理以前,每年断道50d以上。每年一到雨季,滑坡表面的坡面泥石流、崩塌和滚石不断发生,造成车毁人亡的事故不断,自1991年6月~2000年12月期间,发生翻车事故20起,死亡9人。滑坡整治措施从2001年7月开始,至2002年11月完工,目前该滑坡路段实现基本畅通。 中路博客3gx }.o4tM2CM+V

  滑坡区自然环境条件

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C:fe7Ft Zf0  ⑴ 地貌特征 中路博客Y9~[2d-m"G4RQ-N

  滑坡地段属典型的深切峡谷地形(照片5-7),两岸谷坡高陡,相对高差近2000 m,平均坡度>34?,见图5-18。102滑坡发生在帕隆藏布右岸、海拔2450 m高程处平台至河床间的陡坡上,由老冰碛组成的平台与现代帕隆藏布河面有400 m的高差,平均坡度达41?,远大于松散物质的休止角。滑坡地段坡脚受河水冲刷强烈。 中路博客n(B ?,Dur:N

  ⑵ 地层岩性

(P+WXfR+z"j0  102滑坡地段分布一套晚更新世(Q3)古冰碛和继后间冰期的一套冲洪积物[2、56~58]。冰碛物出露于海拔2120~2350 m之间的陡坡中、下部,底部不整合于通麦花岗片麻岩,组成物为粉细砂、中砂漂砾角砾碎石层,结构紧密,呈半胶结状态,为本区的不透水层,厚度达256.4 m;冲积物为本区地下水活动的主要空间,分布于海拔2340~2500 m之间的平台一带,为一套间冰期的中粗砂角砾碎石土层,总厚达182.6 m。该地段还发育厚度不等的残坡积物、冲洪积物、土壤层和局部的泥石流沉积物,以及在这些第四纪松散沉积物基础上发育起来的滑坡堆积物,最大厚度50 m左右。

&T5@,M-{8Nd7J0  ⑶ 新构造与地震运动 中路博客.L6` d:q-F X T_9}

  区内新构造运动十分活跃。1980~1996年间,林芝、波密、然乌地区Ms=4.0~5.9级的中强地震有14次之多[2]。1950年8月15日,察隅发生Ms=8.6级的特大地震,直接影响到波密、倾多和通麦一带,严重破坏了102地段边坡的稳定性,通过1968年4月拍摄的航片判译,102地段已有明显的滑坡活动迹象。1980~1996年间,发生在帕隆藏布流域内的中强地震(Ms=4.7~5.7),占近100年来帕隆藏布流域内中强地震总数的42.4%,处于明显的活跃期之中。尤其1982年4月23日的5.3级地震,就发生在102滑坡N27?E方向上6.5 km处,是102滑坡地段山坡和公路开始出现裂缝、沉陷滑动的触发因素之一。

Y,O[ isUU7}.m0  ⑷ 滑坡区气候环境 中路博客.h1cCo {#Di4[n

  102滑坡地段位处西藏东南部雅鲁藏布江大拐弯东北角,河谷属亚热带北缘山地气候,一年两季,即5~10月的雨季和11月至次年4月的旱季。这里年降水丰沛,根据波密县气象局1953~1996年资料计算,44年平均年降水达1086.1 mm[2],其中,雨季降水平均占年降水量的70.4%,旱季降水占29.6%。滑坡区降水的特点是:雨日多,雨量一般较小;有暴雨,但出现频率小;年降水量大,年际变化小;随海拔高度增加,降水量明显增大,降水垂直递增率大。 中路博客Q(C9U,y ^|

  102地区年平均温度高,1953~1996年的44年平均温度达11.9℃,最高温度出现在1953年,为13.2℃,最低温度出现在1963年,为11.0℃,体现了亚热带北缘深切河谷的暖热气候。 中路博客H0A"YC ys*M!B6O

  ⑸ 水文地质条件 中路博客9pum4`E3[9}It

  据102地段附近帕隆藏布加马其美水文观测断面资料[2],1953~1996年帕隆藏布43年平均流量是420.8m3/s。其中,7月流量最大,44年里,7月平均流量是1288.2 m3/s,最大是1988年,为1624.5 m3/s,最小是1971年,907.7 m3/s。由于帕隆藏布洪水下切侵蚀河床,边岸高差加大,斜坡临空面拉长,相对势能增大,降低斜坡稳定性。

x+x8D h0Y|%C i&C^4J0  102滑坡的形成及发展与地下水的作用密切相关。该滑坡在地貌上为凹形,滑坡左右两侧山体向前突出,后部为一平均宽350 m的平台,再往后为斜坡与高山相接,这种圈椅状的地形十分有利于地下水和地表水的汇集。102滑坡坡体上部,普遍分布有一套厚层的冲洪积碎石类砂土,渗透性好,而坡体下部为一套结构相对紧密的古冰碛物。从滑坡后壁地下水渗流特征可以明显看出,在2300~2335 m高程有一个含水带。通过对滑坡体上发育冲沟所汇集的地下水流量观测,1996年11~12月期间,在无降水条件下,滑坡体东侧冲沟流量平均为0.189 l/s,西侧冲沟流量平均为0.518 l/s,流量较为稳定,表明滑坡后缘地下水补给稳定。滑坡区段边坡的地下水,主要由降水与冰雪融水补给,雨季期间,大量降雨和冰雪融水,产生坡面径流。 中路博客D R7jI0~z7S(O3A"o%y

  滑坡基本特征及成因机理

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!Z&d@$QYK+a*u s'~0  ⑴ 滑坡基本特征

B)N9i\cq(M0  102滑坡为一大型堆积层滑坡,滑坡体表面呈不规则的长方形(图5-19),前缘宽420 m,中部公路段宽350 m,后部宽300 m,斜长550 m。滑坡前缘最低海拔2120 m,后缘最高海拔2525m,相对高差达400 m以上,堆积体表面平均坡度32?,平均厚度25 m,滑坡体积约510×104 m3。滑体表面呈阶梯状,发育多级平台。

u@R.v.y%f0  该滑坡自1991年大规模滑动后,在滑坡后壁海拔2330 m一带有多处泉点出露,加之该区降水丰沛,滑体物质结构松散,致使滑坡体表层地表水切割侵蚀十分强烈。现在滑坡表面发育有5条较大的冲沟,将滑坡体侵蚀切割得支离破碎。冲沟一般切割深度为5~15 m,最大切割深度超过20 m。在沟道两侧,特别是沟头位置,发育有大量小型坍滑体。雨季,冲沟内时有小型坡面泥石流发生,经常阻断交通。

.m&o TzS@sPn0  滑动面发育在巨厚的第四系松散堆积物内部,略成弧形,前部倾角15?~20?,后部滑面倾角30?~45?。据物探资料分析,滑面中上部有一较明显的平台转折部分,这可能是滑体分级滑动造成的(图5-18)。滑坡剪出口在海拔2147 m附近,高出现代河床40 m左右。 中路博客!UP1SDR4W2j

  ⑵ 滑坡发生机理 中路博客5iVI*`(r%{

  102滑坡的发生是该地区自然环境综合作用的结果,其发生的机理可概括为几个方面:一是具备了有利滑坡形成的自然环境条件;二是这一地区出露的特殊岩性;三是处于通麦至波密活动性断裂带附近,强烈的构造活动导致这一地区地震活动频繁,并发育了有利于滑坡形成的斜坡构造条件。

b H%V7Po kn0  滑坡区地貌上为凹地形,滑坡左右两侧山体向前突出,后部为一平均宽350 m的平台,再往后为斜坡并与高山相连,这种圈椅状的地形十分有利于地下水和地表水的汇集。丰富的地下水对滑坡的诱发作用主要体现在降雨过程中增加滑动体的自重,增大孔隙水压力,软化滑动面,降低其抗剪强度参数,导致滑坡发生。102滑坡段斜坡变形的相关性分析显示,大雨、久雨后斜坡的变形快,少雨、小雨期斜坡的变形慢,无雨的干旱季节斜坡几乎无明显的变形[2]。

6J2{8Uc)]6A Y,Ut0  河流的冲刷作用是102滑坡形成的重要外因。河流的侵蚀作用,特别是特大洪水时的冲刷,不仅加大地形高差,也改变了边坡原有的应力条件,破坏了边坡的稳定性。102滑坡发生前,岸坡前沿由厚10~25 m的坡崩积碎石土组成,因1987年后多次大洪水、特大洪水冲刷坡脚,使岸坡脚退缩20~40 m,造成岸坡脚的支撑减弱而引起大规模滑坡。 中路博客 e M0sH[V5Z

  地震对斜坡的破坏作用是通过地震波在坡体中传播,引起质点的加速振动而产生的作用力,当这个力达到或超过岩体的强度极限时,就能引起坡体的破坏。地震力对加速坡体的破坏所起的诱发作用表现为两种方式:一是直接诱发作用,表现为处于临界平衡状态的滑坡在地震力作用下突然失稳;二是累进性破坏效应,表现为地震力在对坡体发生作用过程中形成裂隙等结构面,结构面逐渐贯通形成滑动面,最终导致滑坡发生。

\J,w0[5g*M0  滑坡稳定性分析

;w8l y&CG%N0  102滑坡发生整体大规模滑动后,一个最显著的变化是地貌形态的改变。如图5-19所示,滑坡体前部的第①、第③块体在经过100~150 m的滑动后,后部的第②、第④块紧随着下滑50~60m,大量的坡体物质堆积在坡脚,使斜坡的下部变宽、变大,在地貌上形成向前突出的正地形。在斜坡的后部由于滑坡体下滑,使原先凹陷的负地形进一步加大,在地貌上形成了一个洼地。

%M~\k)d0  所以斜坡地貌上的变化,使得斜坡的平均坡度降低为37?左右。滑坡体第①、③块的有效临空条件向有利稳定的方向转变。滑坡体的第⑤块是由主滑体牵引而发生变形,在地表形成裂缝。第⑤块的地貌条件由于前缘第④块的下滑而使临空条件变坏,其稳定性趋于恶化。滑坡发生后,大部分物质堆积在河床、坡脚和斜坡下部,有利于提高滑坡的整体稳定性。 中路博客;_f | @E$T-u

  坡体滑动后地下水渗流状态发生了大的改变。滑坡发生前,斜坡表面以下36~54 m之间存在一个地下潜水层,地下水的渗流方向从斜坡上部向帕隆藏布流动,滑坡发生后整个滑坡体平均向下滑动100 m多,坡体中原有的渗水层被错断,既影响滑坡体中地下水补给量,但也是滑坡体内原先形成的排水通道切断,滑体的地下水分布将发生很大变化,会使滑坡后缘地下水位大幅上升而影响滑坡的稳定性,对滑坡的稳定性不利。 中路博客j @;r)S.tZ J

  102滑坡体在1991年发生大规模滑动后,虽然坡体的几何重心降低,坡体物质大部分堆积在坡脚,坡度减小,势能降低。但形成滑坡的基本条件仍然存在,表现为:地形仍然较陡;滑坡后缘的汇水条件更好,滑坡破坏坡体的地下水排泄通道,可能使坡体后缘地下水位抬升而增加动水压力;坡脚河流的冲刷条件仍然存在;区内新构造运动环境不变。因此,102滑坡仍然可能出现进一步滑动的可能性,滑坡的治理是必要的。

FC5@5aUC7S4F^nc0  滑坡的治理 中路博客2IQKB0x

  102滑坡的发生是由于不良的地质环境和诱发因素的综合作用结果。滑坡地段属典型的深切峡谷地形,坡脚受河水冲刷强烈。坡体为晚更新世古冰碛和继后间冰期的一套冲洪积物,强度较低,易受河流冲刷和地下水渗流潜蚀。区域地震活动强烈,斜坡岩土易受震动松弛影响。区内降水量大,地下水丰富,帕隆藏布水流湍急、侵蚀能力强。滑坡发生后滑面的强度也明显降低。在确定滑坡治理方案时需要针对滑坡发生的主要因素的消除。 中路博客9W2q`@0{D-dLG

  102滑坡的工程设计主导思想为“减、锚、排、养”,即采取适当减重卸载的措施,增加滑坡体的稳定性,以锚索肋板墙、桩板墙等的支档型式填筑冲沟在滑坡中部形成保通路基,配以多种排水设施排除地表水、地下水,以减小对滑体、路基的冲刷,进一步加强滑体、路基的稳定,并通过加强养护,达到保通目的。 中路博客h1F7f"BRR G7|R3Z

  该滑坡后壁贯穿性主裂缝,是一个很大的隐患,因此需将裂缝回填密实,防止地表水流贯入缝内。为减少帕隆藏布洪水对滑坡坡脚的淘蚀,应在滑坡脚沿帕隆藏布修建浆砌石重力式导流挡墙。由于滑动后滑面强度降低,应加强抗滑工程措施。 中路博客 h zXPt

  对川藏公路102滑坡进行了临时性保通工程,滑坡整治措施从2001年7月开始,至2002年11月结束。在路基上边坡的东侧和公路下边坡路肩部位,采用修建预应力锚索肋板墙(照片5-8);滑坡中部公路上边坡布置挡墙(照片5-9)。在线路长仅为623 m内,完成主要的工程量:路基挖方16.8×104 m3,路基填方4.2×104 m3;直径135 mm的预应力锚索768根,每根长25~50m,共32870 m;钢筋砂浆锚杆1030 m;钢筋混凝土挡墙4155 m3;浆砌片石挡墙1479m3;钢筋混凝土盖板涵45m/4道;浆砌片石排水设施9392 m3;浆砌片石护岸工程1413m3;级配砂砾路面3823 m3;环保工程10×104 m2,形成了路宽7 m的稳定路基(照片5-9)。为了从根本上解决问题,土坡上还种上了树,进行植被的恢复(照片5-10)。滑坡整治段于2002年11月18日完工,经受住了2002年的试通车时的连续降雨、以及2003~2004年雨季的考验,102滑坡卡脖子路段实现基本畅通。

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  虽然目前102滑坡实现了基本畅通的要求,但该滑坡仍未得到彻底治理。根据现场调查,预应力锚索肋板墙的稳定性较好,未见有明显的变形破坏现象,但滑坡中部上边坡的挡墙破坏现象较普遍。虽然102滑坡目前仍具有整体稳定性,但上边坡的破坏,特别是滑坡坡顶附近的破坏仍较严重(照片5-11、照片5-12)。滑坡后缘地下水出露,经常有局部坍落,雨季时坡面泥石流活动较强烈,危及交通安全。因此,为了确保公路的畅通,进一步实施滑坡的工程治理是必要的。 中路博客 Ry%ky#t5u+nL u

  在已实施的公路治理措施中,着重进行了坡体加固、坡脚防护,以及坡面的保护工程,取得了一定的治理效果。虽然对地下水问题也通过设置排水沟等措施进行了一定的工程措施,但未能对地下水活动进行有效的控制,使得坡面局部坍塌、坡面泥石流、冲沟等仍在发育,危害行车安全。且由于边坡上部有良好集水环境和渗透性好的厚层冲洪积碎石类砂土,使得大量地下水进入滑坡体,对滑坡的整体稳定也很不利。因此,在对该滑坡做进一步治理时,应采取有效的截排水措施,如在2300~2335 m高程的含水带中设置水平排水孔等。

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TAG: 川藏公路

 

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