三峽庫區(qū)巴東油庫場地邊坡防護

三峽庫區(qū)巴東油庫場地邊坡防護摘要：對巴東油庫場地邊坡地質(zhì)地形條件進行了邊坡穩(wěn)定分析計算，提出了幾組邊坡治理與油罐基礎(chǔ)布置方案，綜合比較分析了各組方案邊坡穩(wěn)定性、技術(shù)經(jīng)濟等方面因素，確定了治理邊坡治理和油庫布置位置最合理方案。關(guān)鍵詞：邊坡；油庫位置；穩(wěn)定；方案1工程概述及工程地形地質(zhì)條件湖北省巴東油庫位于巴東新縣城西2km的長江南岸，高程175～260m斜坡地段上，在按設(shè)計進行油庫場地修整及油庫基礎(chǔ)場地施工時，坡面出現(xiàn)大量的變形、裂縫、坍塌等現(xiàn)象，在此情況下，對坡體又進行詳細勘探，并展開了對邊坡防護和油庫布置位置的研究。巴東油庫場地邊坡北部臨江，見圖1，南部后緣靠山，東西兩側(cè)分別有白巖溝和涼水溪沖溝深切。場地后緣山坡高程950m，坡度30°～35°，在300m高程左右為一大平臺，為巴東油庫公司的宿舍區(qū)，場地前緣從沿江公路以下，以30°左右的坡度向長江延伸，巖層以15°～22°略傾向山里，廠區(qū)地形總體坡度向北，總體屬順坡向坡，由于紅石包山脊位于西側(cè)，東側(cè)分布幾個淺層坍滑區(qū)微坳地形，使場地地形東低西高。東部標高180m以上地形平緩，坡角20°左右，在場區(qū)施工改造后形成205m高程和182m高程二級平臺，加上其后部的滑坡平臺，改造后的地形呈三個相對平緩的臺階狀分布。圖1巴東油庫場地邊坡剖面圖區(qū)內(nèi)普遍為第四系松散堆積體覆蓋，基巖為三疊系中統(tǒng)巴東組第三、四段，其中第三段為防護區(qū)主體巖石，第四段僅在紅石包附近出露。場區(qū)沒見較大規(guī)模的斷層出露，僅在向斜核部見順層逆沖斷層，寬1～5cm。不同部位裂隙的發(fā)育程度、產(chǎn)狀及其組合方式均有一定的差異，向斜核部地段巖層劈理發(fā)育，其走向多與向斜軸向平行，傾向多與巖層傾向相反，以陡傾角為主，傾角78°～90°。區(qū)內(nèi)揭露巖體有全風(fēng)化帶厚度0.5～2.5m，強風(fēng)化帶厚1.0～24.02m，弱風(fēng)化帶沒有揭穿。場區(qū)位于鄂西五峰暴雨區(qū)的三峽庫區(qū)滑坡，在三峽工程運行期，雨量豐沛。場區(qū)內(nèi)水文地質(zhì)簡單，大氣降雨以紅石包山脊為分水嶺，場區(qū)后緣山坡部分順坡流入，西側(cè)流入白巖溝，東側(cè)大部分通過排水系統(tǒng)引入箱涵，少量順坡流入長江，場區(qū)后緣地表水順坡流入，入滲地下。區(qū)內(nèi)地下水入滲補給條件好，但場區(qū)巖體滲透性也較強，總體地下水不豐，含水較弱，屬孔隙水或裂隙水，具潛水特征。場區(qū)內(nèi)存在2處淺層滑坡體和1個變形體，其中I、II號滑坡體位于場區(qū)內(nèi)，I號位于高程205～260m高程之間，一般厚度6.8～17m，方量約9.6×104m3，II號滑坡體位于181～195m高程之間，方量為1.2×104m3；變形體是擋土墻施工時出現(xiàn)的拉裂縫，長約110m。場區(qū)存在深層滑坡體，滑坡高程在145～256m之間，垂直向最大厚度40m左右，總方量約100×104m3。2邊坡穩(wěn)定性分析2.1參數(shù)的選取根據(jù)工程地質(zhì)勘測結(jié)果，淺層滑面材料試驗建議值為c=15～25kPa,Ф=9～15。反分析應(yīng)以滑體實際狀況為條件?，F(xiàn)場調(diào)查表明，I號滑坡體前緣在擋土墻開挖時上部滑坡體產(chǎn)生拉裂松動變形，在自然狀態(tài)下滑體已處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)，在久雨和暴雨期，土體飽和，滑體有下滑的跡象，說明土體飽和時已經(jīng)失穩(wěn)。因此反分析計算對象選取I號滑坡基槽上部滑坡體，計算工況選取自然狀態(tài)下一定的飽水率。采用極限平衡方法反分析計算，在極限狀態(tài)下滑面的參數(shù)c、Ф有不同組合，計算結(jié)果見表1。參數(shù)1參數(shù)2參數(shù)3cφcφcφ11120159022220通過上述試驗及計算成果，再與三峽地區(qū)同類材料參數(shù)確定，并考慮一定的安全儲備，覆蓋層滑面參數(shù)選取c=17kPa,Ф=6°。采用同樣的方法分析深層滑坡體滑面的參數(shù)，并考慮三峽蓄水后軟弱夾層的軟化，選取參數(shù)c=40kPa,Ф=18°。2.2滑坡體穩(wěn)定安全系數(shù)邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)在計算分析時應(yīng)考慮各種工況，三峽水庫建成后，該區(qū)段處于三峽水庫回水區(qū)，水位發(fā)生重大變化，水庫設(shè)計洪水位高程175m，校核洪水位高程180m，防洪限制最低水位高程145m，運行期水庫水位在高程145～175m之間波動，因此計算分析考慮了3種工況，既水庫未蓄水工況、庫水位保持在145～175m之間任意某一水位保持不變工況、庫水位從175m驟降至145m時工況。通過計算可知，邊坡最不利工況是庫水位從175m驟降至145m時工況。在此工況下計算，I號滑坡體穩(wěn)定安全系數(shù)為0.709，II滑坡體穩(wěn)定安全系數(shù)為0.639，深層滑坡體穩(wěn)定安全系數(shù)為1.04。3岸坡坡面整治坡面整治主要目的是采用削坡減載方法增加邊坡穩(wěn)定安全系數(shù)，降低下滑力；平整場地便于油庫建設(shè)；在經(jīng)濟上是為了降低邊坡支擋措施及油庫基礎(chǔ)的工程總造價。坡面整治應(yīng)依照原始地形條件，經(jīng)過坡面整治后坡面規(guī)整，對淺層滑坡體及變形不穩(wěn)定地帶，盡可能以削坡減載的形式使其達到穩(wěn)定。I號滑坡體坡面極不規(guī)整，整體穩(wěn)定性較差，且較大部分位于深層滑坡體的后緣和深層滑面較陡部位，因此對該部位采用削坡減載的工程處理方法，既能保證I號滑坡體的穩(wěn)定，又能減少深層滑體的下滑力，對紅石包的拉裂變形體，主要為修建公路開挖時所造成，削坡減載的方法也能使其達到穩(wěn)定。削坡減載主要部位在217.0m高層以上至260m高程（I號滑坡體后緣），在217.0m高程左右形成平臺布置油罐，清除217.5m高程擋土墻頂部高程以上至260m高程處覆蓋層,見圖2。通過削坡減載，達到增強坡體的穩(wěn)定，又能使坡面平整，有利于場區(qū)建筑物的布置。4油庫布置方案選擇油庫合理位置方案擬定應(yīng)考慮邊坡各種治理措施，在綜合考慮邊坡治理和油庫建設(shè)技術(shù)及經(jīng)濟的基礎(chǔ)上，選取最優(yōu)方案。油庫位置必須滿足《石油庫設(shè)計規(guī)范》的有關(guān)規(guī)定及邊坡的地質(zhì)及地形條件。由此擬訂2種布置方案（圖2）。再根據(jù)方案比較，選定方案b,確定油罐布置在場區(qū)東部原高程220.0～245.0m位置。該處位于深層滑坡體以外。圖2油庫布置位置圖5邊坡防護方案的選擇5.1邊坡防護方案擬定滑坡體穩(wěn)定問題主要包括滑坡體沿深層滑動面滑移、I號滑坡體穩(wěn)定、II號滑坡體穩(wěn)定、公路南北兩處擋土墻穩(wěn)定問題。按選定的油罐布置方案布置油罐，在進行坡面合理的整治，通過削坡減載后，無支擋措施，庫區(qū)水位175m高程驟降至145m高程計算工況，深層滑坡體的計算穩(wěn)定安全系數(shù)為1.120，I號淺層滑坡體安全系數(shù)為1.54，II號滑坡體穩(wěn)定安全系數(shù)仍為0.639。根據(jù)建筑地基基礎(chǔ)設(shè)計規(guī)范本工程為二級建筑物，在正常運行時穩(wěn)定安全系數(shù)要達到1.15。由此I號淺層滑坡體滿足穩(wěn)定要求，不須加固；但II號滑坡體和深層滑坡體的安全系數(shù)不滿足設(shè)計要求，必須治理。安全系數(shù)取1.15采用剛體極限平衡分析原理計算下滑力，計算成果見表3。表3滑坡體下滑力力下滑力計計算成果滑坡體表面高程/m剩余下滑力/kkN滑面高程/m表面高程/m剩余下滑力/kkN滑坡體表面高程/m剩余下滑力/kkN深

層

滑

坡

體217.08556.4深

層

滑

坡

體181.56304.5II

號

滑

坡

體205.5302.0205.510246.33181.53703.0201.0546.6201.010827.44173.23359.7190.51975.1190.59693.3173.21786.8190.52594.1190.510650.00163.01314.3181.51062.8181.58437.5145.0869.6181.5748.2根據(jù)工程措施要求的地形條件和下滑力計算成果，邊坡防護選擇兩種治理方案。以工程措施布置時地形條件好為主選擇工程治理方案a，見圖3(a)，在公路北擋土墻下邊緣173.23m高程處布置一排抗滑樁，保證公路北擋土墻的穩(wěn)定，在公路南擋土墻布置抗滑樁，以保證公路南擋土墻及深層滑坡體的穩(wěn)定。考慮下滑力分布情況擬定治理措施方案b見圖3（b），在江邊173.4m高程處擋土墻下布置一排抗滑樁，以保證深層滑體的穩(wěn)定及江邊擋土墻的穩(wěn)定。在公路南擋土墻布置抗滑樁，以保證公路南擋土墻及II號滑坡體的穩(wěn)定。圖3邊坡防護方案圖5.2邊坡防護方案比較及選擇擬定的邊坡防護方案，主要不同在于抗滑樁治理的滑坡對象不同，方案的確定主要從工程造價，場地綜合治理、施工條件、技術(shù)條件等幾方面綜合比較，最終確定了采用方案b。方案b主要優(yōu)點是在治理深層滑坡的同時，治理