[湖北]铜盆溪边坡治理工程地质勘察报告.doc

目 录 1 1 前言前言 1 1 1 1 任务由来 1 1 2 目的任务 1 1 2 1 目的 1 1 2 2 任务 1 1 3 边坡概况及边坡工程安全等级划分 2 1 3 1 边坡概况 2 1 3 2 边坡工程安全等级划分 2 1 4 勘察方法 执行技术标准及完成主要工作量 3 1 4 1 勘察方法 3 1 4 2 执行主要技术标准 3 1 4 3 主要工作量 4 2 2 自然地理及区域地质概况自然地理及区域地质概况 5 5 2 1 自然地理 5 2 1 1 地理位置及交通 5 2 1 2 水文气象 5 2 2 区域地质概况 6 3 3 边坡工程地质特征边坡工程地质特征 8 8 3 1 地形地貌 8 3 2 地层岩性 9 3 3 地质构造 10 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 3 4 水文地质条件 12 3 5 边坡岩体性质 12 3 6 勘察区周边环境及人类工程活动 14 3 7 不良地质作用与现象 15 3 8 边坡岩体类型及基本质量等级 16 3 8 1 边坡岩体类型 16 3 8 2 基本质量等级 17 4 4 边坡稳定性计算与评价边坡稳定性计算与评价 1818 4 1 边坡岩体分区及定性分析 18 4 2 稳定性计算 27 4 2 1 计算方法 27 4 2 2 计算参数的选取及建议值 28 4 2 3 计算剖面的选取 30 4 2 4 计算工况 31 4 3 稳定性评价 31 5 5 边坡治理方案建议边坡治理方案建议 3232 6 6 结论结论 3333 附图 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 1 新县城铜盆溪桥东头高边坡综合工程地质平面图 1 500 2 新县城铜盆溪桥东头高边坡工程地质剖面图 1 200 20 份 3 新县城铜盆溪桥东头高边坡探槽素描图 1 100 5 份 附表 1 岩石物理力学性质试验成果表 2 影像资料 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 1 1 前言前言 1 11 1 任务由来任务由来 县新县城铜盆溪桥东头高边坡是因 1997 年修建城区主干公路中环路 信陵镇 西壤坡 时切割山体而形成 由于爆破松动及公路切坡后地势变陡 且对坡体没有进行支护 目前常有小规模崩塌发生 崩塌的块石曾砸毁挡墙 堵塞交通 严重威胁过往车辆和行人的生命财产安全 因此 县有关部门 将该段边坡纳入规划治理范围 受 县新县城高边坡治理中心的委托 我单位承担 新县城铜盆溪桥东 头边坡治理的工程地质勘察工作 1 21 2 目的任务目的任务 1 2 11 2 1 目的目的 本次勘察目的是通过工程地质测绘 岩土取样试验 物探浅震探测 地 质调查研究等勘察手段 查明边坡的工程地质和水文地质条件 评价其稳定 性 为边坡治理工程设计提供资料依据和参数 1 2 21 2 2 任务任务 查明边坡区内及周围地质环境条件 包括地形地貌 气象水文 地层 岩性 地质构造 工程地质 水文地质条件和人类工程活动状况 查明边坡 类别和潜在的破坏方式 查明边坡区岩土物理力学性质 对主要结构面 查明其类型 产状 发育程度 延伸程度 组合关系 力学性质 与临空面的关系和充填情况 对边坡进行工程地质分区和稳定性评价 提供边坡防治设计所需的计 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 算参数 查明不良地质现象性质与范围及形成机制 影响因素和主导因素 触 发条件及其相互关系 评价高边坡目前稳定状况 预测高边坡在各种影响因素的不同组合条 件下的稳定程度 对其危害性进行评价 提出安全可靠 技术可行 经济合 理的综合防治方案的建议 1 31 3 边坡概况及边坡工程安全等级划分边坡概况及边坡工程安全等级划分 1 3 11 3 1 边坡概况边坡概况 新县城铜盆溪桥东头高边坡位于 新县城主干公路中环路白土坡路段 东起 县电影院住宅楼 西至铜盆溪大桥东端桥头 桩号 0 00 5 5m 全 长约 505m 边坡总体走向北东 南西向 桩号 0 00 4 00m 局部近东西 向 桩号 4 00 5 5m 边坡高度在 2 49 米之间 自中环路路面算起 坡 顶最高高程 393 16m 坡脚中环路面由西至东高程 344 84 355 29m 东西 两头因人工切坡坡角较陡 达 40 65 局部为 80 边坡区中部较缓 坡 角为 20 左右 边坡总体为岩质切向坡 局部为岩质顺向坡 坡体岩性主要由三叠系 组第三段 T2b3 中厚层状泥质灰岩 局部夹 泥灰岩 薄层状泥岩构成 岩体节理裂隙发育 切坡地段坡体较陡 并产生 了卸荷拉张裂隙 致使切坡处岩体较为破碎 稳定性较差 1 3 21 3 2 边坡工程安全等级划分边坡工程安全等级划分 高边坡地处第一次移民新城黄土坡和第二次移民新城西壤坡之间 现有 许多厂矿 企业 商业和居民点沿中环路两侧分布 优越的地理位置及便利 交通条件已使边坡区和周围成为 县新的经济发展中心 如果边坡出现失稳 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 将使中环路主干道停止营运 严重影响 县的经济发展和社会稳定 因此 将本边坡工程的安全等级划分为一级 1 41 4 勘察方法 执行技术标准及完成主要工作量勘察方法 执行技术标准及完成主要工作量 1 4 11 4 1 勘察方法勘察方法 1 4 21 4 2 执行主要技术标准执行主要技术标准 工作中严格执行了有关规范与规程 并严格按其技术要求实施 各项工 作均达到设计与有关规范规定的要求 主要执行规范和规程有 工程地质手册 岩土工程勘查规范 GB50021 2002 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 三峡库区地质灾害调 勘 查技术要求 建筑地基基础设计规范 GB50007 2002 浅层地震勘查技术规范 DZ T0170 97 工程岩体分级标准 GB50218 94 本次野外地形测量 探槽 工程地质测绘点 工程地质剖面测量等均采 用全站仪进行 地震勘探仪器采用美国 Gemotry 公司生产的 R 24 型工程地 震仪 1 4 31 4 3 主要工作量主要工作量 本次勘查工作完成主要实物工作量见表 1 1 表 1 1 完成主要实物工作量完成主要实物工作量 项目名称单位精度工作量 地形测绘 km2 1 500 0 1 地质与工程地质测绘 km2 1 500 0 1 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 工程地质剖面Km 条1 2001 373 20 条 节理统计点1 500 35 工程地质调查点1 500 32 结构面调查工作日1 200 15 探槽 m 3 1 100 372 岩块样组 17 浅震剖面条1 200 8 层面抗剪强度反演条1 200 1 摄影照片张 125 新县城第一期高边坡勘察治理工程设计工作已完成 现已进入招投标 和实施阶段 前人对 新县城区高边坡做了大量的工作 积累了丰富资料和 经验数据 本次勘察报告编制中 引用了有关勘察报告 尤其是与本工区相 邻的中国地大 武汉 编制的狮子包边坡勘察报告 中的部分成果 铜盆溪东头高边坡勘察工作期间 得到了 新县城高边坡治理中心和中 国地质大学 武汉 等单位的大力支持与协助 在此一并致谢 2 2 自然地理及区域地质概况自然地理及区域地质概况 2 12 1 自然地理自然地理 2 1 12 1 1 地理位置及交通地理位置及交通 县新城位于长江三峡之西陵峡与巫峡交接处的长江南岸 隶属于恩施 州管辖 素有 鄂西门户 之称 县紧邻长江黄金水道 上水可到达万州 重庆 下水可至宜昌 武汉 上海 陆路有 318 209 两国道可通达省内外 随着 长江大桥的建成 长江南北将接通 届时交通将四通八达 对 加紧 建成旅游业 航运业 种植业为主的 山水型 风光城市更为有利 新县城铜盆溪桥东头高边坡位于 新县城中环路白土坡段 处在铜盆 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 溪大桥东头至 县电影院住宅楼之间 行政区划隶属 县信陵镇云沱村范围 2 1 22 1 2 水文气象水文气象 县城地处亚热带季风型气候区 气候温和湿润 多年平均气温 17 5 C 最高气温 41 4 C 最低气温 9 4 C 历年主导风向为偏东风 区内雨水充沛 多年平均降雨量 1113mm 历年最大降雨量 1522 4mm 1954 年 年最小降雨量 694 8mm 1964 年 日最大降雨量 193 5mm 1982 年 7 月 5 日 小时最大降雨量 75 22mm 1991 年 8 月 6 日 每年的 5 9 月为雨季 期间降雨量占全年的 60 70 长江自西向东流经本区北部 是最低排泄基准面 除长江外 区内分布 有数条南北向冲沟 高边坡区西侧的铜盆溪就是其中之一 这些冲沟成为排 泄地表水 地下水和生活废水的场所 2 22 2 区域地质概况区域地质概况 地形地貌 本区属鄂西中高山地貌单元 由于长江三峡地区长期受地壳抬升运动影 响 河谷下切强烈 形成山高坡陡河谷深切的地貌景观 斜坡地段沟谷走向 近南北向 地层 本区地层区划属扬子区的 利川小区 以中生代地层分布为主 又以三 叠系地层出露较为齐全 其中 县城出露地层主要为三叠系 侏罗系和第四 系 县城区内地层以中三叠系 组地层为主 按其新老顺序分述如下 三叠系中统 组第四段 T2b4 紫红色中厚至巨厚层含钙质粉砂岩 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 粉砂质泥岩夹灰绿色薄层粉砂岩 三叠系中统 组第三段 T2b3 以浅灰色 灰黄色薄至中厚层泥质灰 岩为主 上部夹灰绿色薄层至中厚层钙质泥岩 向下过渡至灰黄色中厚层含 泥质微晶灰岩 由下向上泥质成分增多 层厚 392 0m 是组成本高边坡区的 主要岩层 三叠系中统 段第二段 T2b2 紫红色中厚层 厚层泥质粉砂岩厚层状 粉砂质泥岩 页岩互层 夹浅灰色泥质灰岩 底部为浅灰色角砾岩夹厚层白云 岩 厚度 52 7m 三叠系中统 段第一段 T2b1 下部为灰黄色 灰绿色薄层 纹层状泥质 灰岩 向上过渡至厚层状含泥沙质灰岩 厚 115m 三叠系下统嘉陵江组第三段 T1j3 灰色 灰白色中厚层亮晶灰岩夹 微细晶灰岩及角砾岩 厚度 132m 三叠系下统嘉陵江组第二段 T1j2 浅灰色薄至中厚层砾屑 生物碎 屑微晶灰岩夹灰质白云岩及少量角砾岩 厚度 323 m 三叠系下统嘉陵江组第一段 T1j1 薄层灰岩 中厚层鲕状灰岩 中 厚层碎屑灰岩 厚度 313 m 区域构造 本区位于新华夏系第二隆起带 川鄂褶皱带 中段 地处川鄂褶皱带与 淮阳山字型西翼反射弧的交接部位 主要构造形迹为一系列向北西外凸近于 平行展布的弧形褶皱 自西向东由北东转为北东东 最后以近东西向嵌入淮 阴山字型的秭归向斜中 在褶皱形态上背斜多属紧闭背斜 局部有倒转现象 向斜为复式向斜 次级褶皱发育 多沿主槽两侧呈平行斜裂式展布 其中官 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 渡口向斜是其中一个次级褶皱 官渡口向斜总体走向东西 组成地层为三叠系和侏罗系 两翼对称 轴 面为东西向近于直立复式向斜 城区位于该向斜的南翼 组成地层为 组 第二 第三和第四岩性段 新构造运动与地震 自第三纪以来本区新构造运动的特点 主要表现为大面积间歇性上升运 动与剥蚀 形成了多层剥夷面和多级阶地 从第四系开始 地壳隆升强度有 所加剧 尤以全新世时期隆升最快 在长江两岸形成了高陡岸坡 发育多级 阶地和峡谷地貌景观 从川东鄂西长江各河段阶地相对高差和高程分析 本 区域地壳运动具有继承性 现今地壳运动总体上以差异不大的整体缓慢上升 为主 属地壳稳定区 据 1 5 万区域资料 勘查区距周边规模较大的断裂 较远 其错动变形对勘察区的边坡稳定性不会产生直接的影响 根据国家地震局 1990 年 1 400 万 中国地震烈度区划图 50 年超越 概率 10 县城及邻近地区地震基本烈度均属于 度区 因此勘察工作区 边坡稳定性评价按 度地震取值计算 3 3 边坡工程地质特征边坡工程地质特征 3 13 1 地形地貌地形地貌 边坡勘察区属中低山峡谷地貌单元 由于长江三峡地区长期受地壳抬升 运动影响 河谷切割强烈 形成山高坡陡 河谷深切的地貌特征 边坡区位于长江南岸 县城区白土坡中环路南侧 边坡勘察区最低标高 为 343 84m 最高标高为 396 54m 相对高差为 52 7m 山脊走向北东 自然 坡度为 25 35 勘察区地势南东高北西低 坡向倾向北西 正北 区内 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 较大的冲沟仅见有一条 即勘察区西侧的铜盆溪 冲沟走向近南北方向 冲 沟切割较深 呈 V 字型 两侧坡角为 60 80 谷底坡角为 30 45 切割深度 15 20 米 勘察范围内里程 1 00 2 00 和 3 50 4 50 南东侧分 布有两处向北西凸出的小山脊 成为公路切坡的主要地段 勘察区中部两山 脊之间为宽缓缓坡地带 自然坡度角为 19 30 区内基岩裸露 第四系 残坡积分布于缓坡地段 厚度 0 3 3 米不等 区内植被发育 由于人类工程活动修建中环路 形成东西两段人工高陡边坡 见综合工 程地质平面图 3 23 2 地层岩性地层岩性 勘察区出露的覆盖层为第四系人工堆积 崩滑堆积 残坡积 基岩为三 叠系中统 组第三岩性段 现将地层由新到老分述如下 人工堆积 Qs 分布于勘察区中环路公路路基及两侧 由混凝土 建筑垃圾 块石及粉质粘土组成 厚度 0 3 3m 崩滑堆积 Qcol del 位于勘察区东侧县电影剧院住宅楼西侧山坡斜 地 桩号 4 65 5 5m 成分为碎石 块石 及粉质粘土混杂一起 碎块石 成分为褐黄色中厚层夹薄层状泥质灰岩 块径不一 大小混杂 碎石块径 5 20cm 块石块径 70 200cm 土石比 3 7 第四系残坡积 Qesl 主要分布边坡勘察区后部缓坡地段的上部 上部呈灰褐色 下部为褐黄色 松散 稍密状 成分为粉质粘土夹碎石 土 石比 4 6 此层厚度不等 一般 0 3 0 8m 三叠系中统 组第三段 在边坡勘察区可划分出以下四个岩性亚段 各亚段特征和分布位置如下 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 中 厚层泥质灰岩局部夹薄层状泥灰岩亚段 T2b3 分布于勘察 区东段 桩号 3 60 4 65m 之南侧 岩性为褐黄色 青灰色中 厚层泥质灰 岩夹薄层状泥灰岩 中厚层泥质灰岩 单层厚 30 100cm 层理清析 层面 平整 薄层状泥灰岩单层厚 5 15cm 本亚段以中厚层泥质灰岩为主 岩层 产状变化较大 下部产状一般为 10 20 42 46 坡顶部位岩层产状变 缓 为 17 25 30 36 由薄层泥灰岩抗风化能力较弱及抗水性较差 成为斜坡稳定的主控层 薄层状钙质泥岩 T2b3 展布在桩号 3 30 3 60m 南侧 岩性为 灰绿色 薄层状构造 单层厚 1 5cm 岩石节理面见有铁质浸染 劈理极发 育 岩层倾角 32 34 风化程度较高 为软弱层 中至厚层状泥质灰岩 T2b3 分布在桩号 0 00 3 60m 风化面为 褐黄色 新鲜面为青灰色 岩层单层厚 50 100cm 局部厚者大于 150cm 岩层产状为 10 25 18 26 薄层状泥灰岩 T2b3 分布于铜盆溪大桥东端桩号 0 80 1 27m 平面上呈弧形展布 褐黄色 薄层状构造 浅部岩体风化作用较强 岩石较 破碎 岩层产状 28 20 为相对软弱层 3 33 3 地质构造地质构造 1 1 褶皱褶皱 场区位于官渡口向斜南翼 区内为单斜构造 场区东部岩层下陡上缓 下部岩层产状为 10 20 42 46 上部岩层产状 10 15 25 35 西部岩层产状为 18 28 20 26 区内岩层产状变化趋势由南西向北东 方向倾角逐渐变陡 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 2 2 断层断层 区内见有一条断层 展布在 区 由于人工切坡沿断层线形成高约 4 米 的陡坎 断层产状 268 85 在平面上略呈 S 型展布 从坡脚延伸到坡 顶 延伸长度 80 米 切深 10 米 断层面光滑平直 具压扭性质 因遭受 溶蚀作用断层在坡顶表现为 1 2 米宽的裂缝 裂缝间由粘土充填 3 3 节理 裂缝与劈理节理 裂缝与劈理 节理 裂隙节理 裂隙 根据野外地质调查 边坡出露的规模较大的节理 裂隙有三组 一组为 近南北向 一组为近东西向节理 一组为层间裂隙 其中近南北和东西走向 的主要节理 裂隙发育特征详见表 3 1 近南北向节理为剪切裂隙 裂隙面平直光滑 延伸较远 等距性明显 间距 1 2 米 近东西的节理为张节理 其中近南北向组节理走向近于平行 边坡坡面 构成边坡变形破坏的一侧边界 近东西向节理和边坡坡面斜交 往往构成边坡变形破坏后缘边界 两组节理走向交角近 90 节理玫瑰花 图见图 1 层面间隙为高边坡区的贯通性结构面 一般呈闭合状或充填有薄 层泥质物和方解石薄膜 层面光滑 常成为斜坡块体下部分割块面 顺层坡 段成为边坡失稳主控面 裂缝裂缝 勘察区内见有一系列裂缝 裂缝主要为原节理受后期作用改造而成 可 分为拉开型裂缝和溶蚀型裂缝两类 拉开型裂缝的形成主要受卸荷作用的控 制 充填物少 溶蚀型裂缝的形成主要由地表迳流溶蚀和侵蚀作用将节理扩 大而成 并受后期卸荷作用影响 充填物为粘土 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 劈理劈理 勘察区内劈理发育不均匀 自南西向北东劈理发育程度加强 劈理发育 程度与岩性相关 南西侧以中厚层泥质灰岩为主 劈理不发育 仅局部见有 密集处 25 条 米 劈理走向近东西向 倾角较陡 一般为 50 70 北东侧 以中厚层泥质灰岩夹薄层状泥灰岩为主 劈理较发育 尤以钙质泥岩最为发 育 密集处近 200 条 米 薄层泥灰岩次之 中厚层泥质灰岩劈理不发育 勘察区劈理总的规律是 走向较为稳定 多为近东西向 倾角较陡 泥 质含量较高的岩层中劈理发育 薄层比厚层岩层发育 其中钙质泥岩最为发 育 3 43 4 水文地质条件水文地质条件 组成本高边坡的岩层为碳酸盐岩 但其泥质含量较高 抗溶蚀能力较强 因此地表地下岩溶形态不发育 仅见少量溶槽 岩体虽节理裂隙较发育 有 一定的张开度 但其内充填有泥质物 对降水入渗不太有利 由于本区地势 较高 坡面又陡 降雨所形成的地表径流很快沿坡面流入附近溪沟或长江 根据相临区资料 地下水位埋深在 60m 左右 因此坡体处在包气带范围 工作中在勘察区内未见有地下水出露 勘察区最低标高为 350 米 目前 长江水位标高为 135 米 最高水位为 175 米 相对高差 170 米以上 地表 水位流动对坡体不会构成威胁 因此 边坡区水文地质条件较简单 3 53 5 边坡岩体性质边坡岩体性质 边坡岩体波速测试 勘察时利用浅震仪在 4 4 5 5 6 6 7 7 14 14 15 15 16 16 18 18 剖面对边坡岩体进行了压缩波的波速测 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 试 测试结果见表 3 2 其中碎石土的波速为 0 482 0 840km s 浅部岩体 的的波速为 1 803 3 227km s 下部岩体的的波速为 3 487 4 019km s 按 岩土工程勘察规范 中关于岩石风化程度分类标准判别 勘察区内接近 地表岩石属于中等风化的类型 其下为微风化类岩石 详见相应剖面图 边坡岩体风化特征 据上所述 铜盆溪高边坡坡体主要由中厚层状泥质灰岩组成 虽泥质含 量较多 但抗风化解力仍较强 根据地面调查和边坡岩体波速测定结果 坡 体岩石出露部位和浅部风化程度不高 以中等风化为主 据进行波速测量 8 条剖面统计结果 中风化带垂直厚度由 2 0 8 0m 不等 且具坡脚地段薄中 上部厚的特点 最厚部位在地势相对平缓处 见剖面图 全区统计结果 中 等风化层垂厚平均值为 5 1m 据地面调查资料 高边坡局部地段分布在强风化层 即位于 4 4 和 13 13 线的坡脚地段 上述地段分别为薄层状泥灰岩和薄层状钙质泥岩展 布位置 由于层薄 泥质含量高 地表和浅部风化程度较强 风化裂隙沿岩 体劈理发育 微张开且密集 导致岩体十分破碎 呈碎片和碎屑状 强度极 低 手捏即碎 同时产生顺层风化 强风化层沿薄层状岩体进入坡体内部 使其上部中厚层泥质灰岩受风化层压缩沉陷影响 产生张开裂隙 给局部坡 体稳定带来不利的影响 表 3 2 岩石压缩波波速统计表 压缩波速度 VP m s 碎石土中风化岩微风化岩剖面号 范围值平均值范围值平均值范围值平均值 4 4 503 7907042440 321429863520 41184015 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 5 5 482 7235982358 322730803607 40193942 6 6 488 6795522412 311728483712 39244008 7 7 527 8156292283 294527563783 39543955 14 14 550 8406742076 274024653676 37973689 15 15 496 7155762183 252323133583 40233601 16 16 570 8046311899 264524123599 38453721 18 18 452 7706121803 243722413487 36433556 边坡岩块物理力学性质 勘察中共取 17 组岩块样进行了物理力学性质测试 区内不同岩性岩块 物理力学综合指标见表 3 3 表 3 3 岩块物理力学性质统计结果表 由表 3 3 所示 高边坡泥质灰岩饱和单轴抗压强度为 104 1Mpa 按 岩 土工程勘察规范 规定 本类岩石为硬质岩石 划归亚类为极硬岩石 泥灰 岩的饱和单轴抗压强度小于 30 Mpa 属软质岩类 亚类为次软岩石 因此泥 灰岩尤其是薄层状泥灰岩将与节理裂隙一起控制高边坡变形破坏的发展过程 对高边坡稳定不利 3 63 6 勘察区周边环境及人类工程活动勘察区周边环境及人类工程活动 勘察区高边坡于 1997 年修建城区主干公路中环路时人工切坡形成 中 泥质灰岩泥灰岩 天然饱和天然饱和 密度 g cm3 2 742 752 552 56 泊松比0 150 120 25 弹性模量 Em MPa 12 9911 794 67 单轴抗压强度 Em Gpa 106 84104 111 2912 58 C Mpa 10 59 63 292 41 抗剪强度 45 743 338 136 2 岩 组 指 标 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 环路贯穿整个勘察区的北侧 走向近北东 45 长约 600m 宽 14 15m 两侧 人行道宽 2 3m 均架设有照明路灯 中环路东段有高 1 5 2 5m 的片石挡 墙 挡墙趾部位有掩埋式军用光缆和城市主干供水管道 勘察区周边建有工业与民用建筑物和公路交通设施 其中崩滑体东侧建 有县电影院住宅楼 在勘察区西部有铜盆溪大桥 中部建有汽车修理厂 洗 车房等设施 勘察区高边坡后缘 20 50m 有近北东向的高压电线斜穿勘察区 后缘 勘察区及周边人类工程活动主要是修路切坡和建筑物地基开挖 3 73 7 不良地质作用与现象不良地质作用与现象 边坡范围内的不良地质作用主要有崩塌 崩滑 岩溶等 崩塌危岩体主 要分布在 区 边坡分区详见综合工程地质图 崩滑主要发生在 和 区 岩溶现象主要见之于边坡坡顶 1 区为一危岩区 由于人工切坡形成陡峻的斜坡 高度在 45 米以上 上部坡角在 60 以上 上陡下缓 坡体上部由相对坚硬的泥质灰岩组成 岩 石节理 裂隙发育 岩体破碎 下部有一层厚 3m 薄层泥灰岩软层 边坡后 缘发育一系列陡立的裂隙 并且已经明显张开 局部已有明显的错落 参见 照片 1 且不时有岩块滚落 区是一个崩滑区 参见照片 2 连通好的近南北向与近东西节理在此 区相当发育 近南北向节理控制崩滑体的东西侧边界 近东西节理控制崩滑 体后缘 崩滑体呈板状沿层面向下滑移 已经形成东西宽 40m 南北长 55m 的浅层顺层滑坡体 是一个潜在崩滑区 发生崩滑变形机理与 区相似 在 2 区坡体转 向处形成楔形体向下滑塌 目前正处在蠕变变形阶段 岩体已十分破碎 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 局部已产生拉裂缝 本区岩溶不太发育 岩溶形态以溶隙为主 根据槽探工程揭露 溶隙主 要沿节理裂隙发育 形成 5 30cm 裂缝 溶隙深度在于 1 3m 溶蚀裂缝多被 粘土充填 3 83 8 边坡岩体类型及基本质量等级边坡岩体类型及基本质量等级 3 8 13 8 1 边坡岩体类型边坡岩体类型 边坡完整程度边坡完整程度 构成本边坡的主体岩层为中厚层状的泥质灰岩和泥灰岩 主要结构面有 层面 节理裂隙面 根据 岩土工程勘察规范 GB50021 2002 对岩体结 构类型划分规定 勘察区 区为块状结构外 其它区均为层状结构 根据对 区 区岩体的弹性纵波速试验结果见表 3 2 区岩体纵波 速成度范围为 2200 3200 m s 区岩体纵波速度范围为 1800 2700 m s 根据中国地大 武汉 在相邻勘察区狮子包对岩块波速 测试资料 泥质灰岩纵波速度范围为 3100 5000 m s 故 区 区边坡 岩体的完整性系数应在 0 35 0 75 的范围内 根据各边坡结构面发育程度 岩体结构类型 岩体完整性系数岩体体积 结构面数 按照 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 附录 A 2 岩 体完整程度类型划分如表 3 4 表 3 4 岩体完整程度划分结果表 结构面发育程度 边坡 部位 组数 平均间距 m 结构类型 岩体完整性系 数 KV 岩体体积 结构面数 岩体完整 程度 31 1块状结构8较完整 30 6层状结构0 35 0 7514较完整 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 30 8层状结构12较完整 30 4层状结构0 35 0 7522较完整 注 岩体体积结构面数为野外统计结果 采用方法为在 2 5m2的面上统 计近南北向 近东西向裂隙的每米条数之和 边坡岩体类型边坡岩体类型 根据岩体完整程度 结构面结合程度 结构面产状 边坡自稳能力等因 素 对照 建筑边坡工程技术规范 GB50330 2002 附录 A 表 A 1 岩质边 坡的岩体分类 的划分标准 边坡岩体分类见表 3 5 表 3 5 边坡岩体分类结果表 边坡 部位 岩体完整 程度 结构面 结合程度 结构面 产状 直立边坡 自稳能力 边坡类型 区较完整结构面结合一般 无外倾结构面南北向 节理面倾角为 80 较稳定 区较完整结构面结合较差 南北向节理面与东西 向节理面组合线近于 垂立 局部塌落 区较完整结构面结合一般 南北向节理面与东西 向节理面近于直立 稳定 区较完整结构面结合较差 外倾结构面以层面为 主 倾角 42 35 已出现顺层滑动 3 8 23 8 2 基本质量等级基本质量等级 边坡勘察区出露的基岩为三叠系中统 组第三岩性段的中 厚层泥质灰 岩夹薄层泥灰岩 钙质泥岩 中厚层泥质灰岩和薄层状泥灰岩 钙质泥岩 饱和抗压强度为 4 31Mpa 属软岩类 结构面结合差 劈理 极发育 软化系数为 0 21 10 米 在后期溶蚀作用下 形成上宽下窄的溶蚀裂缝 其中在探槽 TC3 槽底 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 附近裂缝宽度达 1 2 米 粘土充填 见照片 3 岩石节理裂隙发育 主要 有南北向和东西向两组 其节理性质为共轭剪节理 节理面较平直 闭合性 较好 均陡立 70 根据临空面和坡体形态的差异 分为三个亚区 见附图 1 综合工程地质平面图 1 1 区区 在剖面形态上为一系列台阶式陡坎组成 见照片 4 陡坎走向东西 北 东 坎高 50 150cm 由一系列巨块状或契形体组成 总体坡角为 60 70 最大高差 33 米 该区主要发育两组节理 近南北向和近东西向 均为陡倾 结构面 层面 坡面与结构面间的组合关系见赤平投影图 图 3 两组节理 和坡面几乎等角度相交 近南北向节理和坡面交角约 50 近东西向节理和 坡面交角约 40 由于该亚区位于山脊 396 54 高地 的北西侧 边坡开 挖后 其应力释放的主要方向为北西至北北西向 产生卸荷作用 块石向该 方向崩落 因此形成了不同于整体坡型的陡坎微地貌 变形特征变形特征 陡坎上卸荷裂隙较发育 在卸荷回弹的作用下 原有应力场 中的东西向劈理卸荷张开 并在后期又受风化作用的进一步改造 但其影响 深度较浅 一般受层理面的控制 地表 2 3 米以下均已尖灭 局部还可见靠 陡坎外缘的岩体中节理面有一定程度拉开 部分块石用手即可以掰下 在人 工挖坡坡顶后缘 通过探槽工程揭露 坡顶卸荷裂隙也较发育 主要为近东 西向 影响范围在坡顶面后 20 米内 可能破坏模式及稳定性分析可能破坏模式及稳定性分析 岩层走向和坡面走向大角度相交 为斜向 坡 岩层倾角平缓 20 25 近南北向和近东西向节理均陡立 劈理 面虽为外倾结构面 但其影响深度很浅 因而岩体沿结构面整体滑移的可能 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 性较小 就野外观察所见 该区主要的破坏模式为逐级后退崩塌为主 其中 近东西向节理提供崩塌的后缘边界 控制了陡坎的形成 区内南北向断层 F1 作为崩塌区的东侧边界 近南北向节理使岩石的整体性降低 并与近东西向 节理共同作用 使岩体呈块状或板块状崩落 故其危害主要为崩塌和危石坠 落 值得注意的是由于该区下部的软层的存在 目前已可观察到和其上部岩 石出现明显的风化差异性 如果该软层被风化掏蚀 其上部陡坎可能成为以 悬臂梁形式突出的岩体 有可能产生较大规模的座滑变形破坏 目前该区岩体尚处于变形调整之中 处于欠稳定状态 必须加以治理 2 2 区区 该亚区坡度为 35 45 位于 L4 大裂缝的西侧 北西方向以中环路为 界 坡面上有较多残留崩塌块石 为边坡开挖后 岩体受近南北和近东西向 的两组节理控制崩落所形成 平面上形成下宽上窄不规则状的相对平缓区 结构面组合显示坡体稳定性良好 见赤平投影图 图 4 该区已经自我调整至稳定状态 主要危害是脱离母体的块石向下滚落影 响公路运营 3 3 区区 3 区位于南北向断层 F1 的东侧 见综合工程地质平面图 岩性 以厚层状泥质灰岩为主 节理间距约 0 5 1 2 米 节理面平直 结合紧密 裂面依附方解石薄膜 厚约 1 2mm 该区的特征是由一条近南北向大裂缝控 制形成了近于直立的陡坎 陡坎高 4 6 米 陡坎面即为裂缝壁 同时也是 临空面 见照片 5 在平行于中环路的方向 由于人工开挖形成 45 55 陡坡 坡高最高为 25 米 向东逐渐变低 直至和中环路平齐 所以其存在 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 向西和北西倾斜两个方向的临空面 在南北向陡坎这一侧 由于层面倾向临 空面内侧 反向 近东西向节理和南北向陡坎面近垂直相交 影响不大 裂缝以东的南北向节理平行于南北向陡坎面 产状陡立 在平行于中环路这 一侧 岩层走向和坡面走向大角度相交 岩层产状平缓 约 25 倾向和 坡面倾向斜交 近东西向节理陡立 不构成外倾的结构面 结构面间的组合 关系见赤平投影图 图 5 可能破坏模式及稳定性分析可能破坏模式及稳定性分析 在南北向陡坎东侧 南北向节理在风化作 用下 可能发生开裂 引起小规模向西倾倒崩塌 沿中环路方向这一侧陡坎 其破坏模式 1 区相似 其危害主要为崩塌和危石坠落 但由于坡高较小 0 25 米 坡角 45 55 较 1 区平缓许多 且由于其靠近公路 坡 体上的松石已被人工清除 在坡脚修有 2 5 米高浆砌挡墙 故其危害程度小 于 1 区 该亚区处于基本稳定状态 但存在局部性崩塌的可能 区区 位于桩号 2 60 3 50 之间 在地形上看 区为处在两山脊之间的地 势低洼处 斜坡相对平缓 基本上为自然斜坡 坡脚与中环路平齐 坡体主 要由泥质灰岩组成 岩石节理裂隙发育 坡面走向与岩层走向夹角约 80 为切向坡 坡角变化在 20 25 之间 坡脚局部地段达 30 该区有少 量民居 实地调查未见有变形迹象 该区处于基本稳定状态 区区 位于桩号 3 50 4 65 之间 原始地形为北西向山脊 修建中环路及简 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 易公路时人工切坡后形成一个向北西张开向南东收敛的折扇形 坡体主要由 中厚层泥质灰岩夹薄层泥灰岩组成 根据结构面与坡面的关系及可能的破坏 模式可分为三个亚区 分别为 1 2 3 见综合工程地质平面图 1 1 区 区 位于桩号 3 50 3 80 之间 为一切向坡 岩层走向与坡面夹角约 50 70 该区西侧是由修建南北向便道切坡形成高 7 11 米陡坎 陡坎处 岩性有上硬下软的特点 见照片 6 坡脚出露地层为薄层状钙质泥岩 出露 厚度约 2 4 米 上覆岩石为中厚层状泥质灰岩夹泥灰岩 由于两者强度和 抗风化能力的差异 接触界面见有层间虚脱面 上覆岩石以节理发育为特点 软层则劈理密集 多见揉皱褶曲构造 层面的倾向和临空面倾向斜交 近东 西向节理和临空面大角度相交 近南北向节理基本平行于临空面 结构面间 的组合关系见赤平投影图 图 6 由于人工陡坎的存在 野外已观察到处于变形中的南北向拉张卸荷裂缝 并见到已经倾倒崩塌的岩块 另外在风化差异的影响下 坡脚的软层已出现 凹向坡体内的顺层风化 使上部的岩体处在悬空状态 从而可能造成规模稍 大的倾倒式崩塌 但由于陡坎高度较低 以及崩塌影响范围距中环路尚有 10 余米距离 且崩塌方向主要向西 因此崩塌产生的危害性较小 1 区该区处于欠稳定状态 2 2 区 区 位于桩号 3 80 4 30 之间 该区由于中环路在此处转弯 相应的坡体 走向从北东向过渡到近东西向 坡度 50 60 岩层产状 16 42 为 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 斜向坡 岩层走向和坡面的交角为 30 65 地形上见数个台阶式陡坎 见照片 7 近南北向节理和坡面走向交角较大 近东西向节理近于平行于坡面走向 或以小角度相交 结构面间的组合关系见赤平投影图 图 7 由于该亚区岩体泥质成分已相对增高 岩体强度变低 又存在中厚层和 薄层泥质灰岩和泥灰岩互层 节理的连续性较差 在走向上常呈现 S 形 且伴有派生次级羽状节理 在切层的能力上 由于存在较软层使应力释放 垂直贯穿性很差 其中南北向节理较东西向节理发育程度要好 坡上陡坎边 部卸荷裂隙相当发育 裂隙一般倾向坡内 走向近东西向 发育深度不大 变形特征变形特征 坡上可见部分岩体中的东西向节理面已拉开 岩石已松动 有的块石已经崩落 使坡体呈锯齿状 在坡顶后缘 通过探槽工程揭露 坡 顶卸荷裂隙也较发育 主要为近东西向 影响范围在坡顶面后 15 20 米内 破坏模式和稳定性分析破坏模式和稳定性分析 岩层走向和坡面的交角为 30 65 属切向 坡 但层面斜向倾向坡外 在南北向节理和东西向节理的切割下 南北向节 理为侧边界 东西向节理为后缘边界 岩体将以楔形体的形式沿层间裂隙 向下滑移 另一方面由于卸荷裂隙的存在 岩体已出现向北西及北侧小规模 崩滑 本亚区稳定程度较差 3 3 区 区 位于桩号 4 30 4 65m 之间 该区边坡走向已转为近东西向 岩层倾向 按近垂直坡体走向 为顺向斜坡段 岩层层面在坡面可见到压溶方解石薄膜 及镜状擦痕 岩层产状为 16 42 到坡顶岩层产状逐渐变缓 上部产状 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 为 16 30 其西段先前修建中环路时由于切坡 使浅部岩体失稳顺层滑 下 而其东侧岩体 桩号 4 47 4 65m 仍留在原地未动 见照片 8 根据 两侧的地形差异来看 已下滑的岩体厚约 2 4 米 估算其方量为 2600 立方 米 主要节理为近南北向和近东西向两组 虽坡体尚可见到北东和北西向节 理 但发育程度较差 属于南北向和东西向节理的派生的次级结构面 对边 坡稳定性影响不大 结构面间的组合关系见赤平投影图 图 8 破坏模式破坏模式 区内坡体由泥质灰岩组成 除单层厚度有差异外 但强度 上和抗风化能力上差异性不大 因此不存在明显的软弱夹层 故本亚区斜坡 变形破坏的主控结构面为层面 主要的破坏模式为顺层滑移 近东西向节理 提供后缘边界 南北向节理提供侧边界 在坡面的表层靠近坡脚部位 见到 一些近东西向卸荷裂隙 主要是继承和改造了原来的劈理构造 在卸荷回弹 的作用下而形成 向下延伸深度一般小于 1 米 未切穿层面 这些卸荷裂隙 作用是使岩体产生小块崩落 居次要因素 该段在坡顶处还见有近东西向 4 米高的陡坎 未滑下岩体 见剖面 15 线 陡坎近于直立 使层面临空 存 在崩滑的可能 但其方量较小 且该处坡体已变缓 10 可予以削方处 理 该区处于不稳定状态 区 区 位于桩号 4 65 5 05 之间 为已崩滑区 坡面走向为与岩层走向夹角 约 15 为一顺向坡 其成因为 99 年修建房屋地基开挖切坡产生临空面 坡脚失去支撑 加之南北向贯通性好的剪节理控制侧向边界 顺层面产生浅 层塌滑 形成崩滑堆积体 滑坡主滑方向为 5 滑坡前缘标高 357 米 后 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 缘标高 380 米 斜长 70 米 前缘宽 40 米 后缘宽 15 米 厚度 3 5 米 总 方量为 7000 方左右 滑体中部见近东西向拉裂缝 宽 0 10 0 25 米 延伸 长度 5 米左右 错落高度 0 03 0 05 米 滑面为泥岩和泥灰岩的层面 其破坏模式和 3 区相似 该区目前处于基本稳定状态 4 24 2 稳定性计算稳定性计算 4 2 14 2 1 计算方法计算方法 由以上的地质定性分析可知 不稳定区段大致可以归为两种类型 顺向斜坡 破坏机制为顺层滑移 切向陡倾斜坡 破坏机制主要为受结 构面控制的崩塌或崩滑 因此对两种不同类型的区段必须采取相应的计算方 法 并通过计算来定量判断不稳定区段发生崩滑的可能性 顺向斜坡区 3 区和 区 采用简单平面滑动法 如忽略坡前 1 米 高挡土墙的作用 则滑体的剪出口位于和路面平齐的坡脚 从坡脚沿层面延 伸至坡顶即为潜在滑移面 切向陡倾斜坡区 2 区 该区是受南北 东西向节理面和层间 裂隙三组结构面控制的楔形体式崩滑 崩滑主控结构面为层面或层间裂隙 当考虑侧限的阻力时 在本亚区主要是来自近南北向节理面的侧磨擦阻力 应以三维楔形体滑移公式计算 在本次计算中采用北京理正岩土计算软件 3 52 版建模及计算 切向陡倾斜坡区 1 区 从上节结构面分析可知 该区沿结构 面整体滑移的可能性很小 但该亚区坡高达 30 米 坡角达 70 且后缘拉 裂隙较发育 该区存在沿切层破裂面滑动的趋势 在剖面上计算通过该区底 点的一系列断面 断面范围界于坡顶边线和槽探工程控制的卸荷裂隙带的后 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 缘之间 的 K 值 其中具有最小安全系数的临界面即为潜在破裂面 该搜 索过程可由相应计算机程序完成 本次报告用理正岩土计算软件 3 52 版自 动搜索 在获得潜在破裂面后 然后计算各工况下的 K 值 4 2 24 2 2 计算参数的选取及建议值计算参数的选取及建议值 参数反演 3 区东段岩体 桩号 4 47 4 65 米 其西侧岩体均已产生顺层滑移 且该段岩体表面已出现拉张变形 出现多处拉裂缝 见剖面 18 18 可认 为该层岩体处于极限平衡状态 在饱水状态下其稳定系数 K 在 1 00 1 05 之间 用平面法反演层面 该处为泥质灰岩层面 在饱水状态下的抗剪强度 指标 计算公式如下 K Vcos tan Ac Vsin 式中 K 稳定系数 岩体的天然重度 kN m3 c 层理面的内粘聚力 Kpa 层理面的内磨擦角 A 层理面的面积 V 岩体的体积 层理面的倾角 采用剖面 18 18 进行反演计算 计算结果见表 4 1 表 4 1 计算结果表 C K16 18202224262830323436 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 180 81 0 84 0 87 0 90 0 93 0 97 1 00 1 03 1 06 1 09 1 12 190 84 0 87 0 90 0 93 0 96 0 99 1 02 1 05 1 09 1 12 1 15 200 86 0 89 0 92 0 95 0 99 1 02 1 05 1 08 1 11 1 14 1 17 210 89 0 92 0 95 0 98 1 01 1 04 1 07 1 11 1 14 1 17 1 19 220 91 0 94 0 98 1 01 1 04 1 10 1 10 1 13 1 16 1 19 1 23 230 94 0 97 1 00 1 03 1 07 1 10 1 13 1 16 1 19 1 22 1 26 240 94 1 00 1 03 1 06 1 09 1 12 1 16 1 19 1 22 1 25 1 28 251 00 1 03 1 06 1 09 1 12 1 15 1 18 1 21 1 25 1 28 1 32 261 02 1 06 1 09 1 12 1 15 1 18 1 21 1 24 1 27 1 31 1 35 根据反演结果并结合相邻工区的经验值 确定在饱水状态下泥质灰岩 层面 C 20Kpa 23 计算参数建议值 结构面 层面 节理面 力学参数是在进行了参数反演和参数验证的基 础上 并参考中国地大在相邻工区的建议值而确定 岩体力学参数是在综合 试验结果 相邻工区的经验值以及岩体强度估算而确定 最终选取计算参数 如下 表 4 2 岩组岩体力学计算参数建议值 泥质灰岩 密度 g cm3 2 66 泊松比0 32 弹性模量 Em GPa 8 5 单轴抗压强度 at Gpa 0 6 天然150 C Kpa 饱和120 天然28 抗剪强度 饱和26 岩 组 指 标 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 表 4 3 结构面计算参数建议值 抗剪强度参数 内聚力 KPa 内摩擦角度 结构面 性质 结构面岩性 天然饱和天然饱和 层面 中厚层 泥质灰岩 25202523 节理面 中厚层 泥质灰岩 23192321 4 2 34 2 3 计算剖面的选取计算剖面的选取 因为本次勘查布设剖面数量较多 且 区 2 亚区 3 亚区 区 区已通过地质分析判明处于基本稳定 稳定状态 故主要对 2 1 3 区选取代表性剖面进行稳定性计算 计算模型见图 9 1 区 5 6 线 2 区 三维楔形体滑移稳定性计算 计算模型参数如下 坡高 28 米 坡面 倾向 340 倾角 60 坡顶 倾向 340 倾角 20 层理面 主控面 产状 20 42 近南北向节理面 侧控面 产状 265 82 后缘拉裂隙 产状 175 78 后缘拉裂隙距坡顶边线距离 20 米 3 区 17 18 线 15 线计算的目的在于评价坡顶残留陡坎的稳定 性 4 2 44 2 4 计算工况计算工况 天然 饱水 天然 地震 巴东新县城铜盆溪东头高边坡工程地质勘察报告 需要说明的是 因为本区地下水水位很低 地表水排泄条件良好 本处 饱水状态特指暴雨情况下的瞬间充水状态 计算结果见表 4 4 表 4 4 各剖面的稳定性计算结果 稳定性系数 分区剖面编号 天然饱水天然 地震 5 5 1 611 401 45 2 6 6 1 6