衡東烈士紀(jì)念園邊坡工程地質(zhì)勘察及防治探究

盧仕吒

(湖南省核工業(yè)地質(zhì)局三〇六大隊(duì)，湖南 衡陽 421001)

1 概況

1.1 自然條件

衡東縣位于湖南東部偏南，坐落于湘江中游的衡陽盆地和醴攸盆地之間，東臨攸縣，西接衡山，南瀕衡南，北連株洲。區(qū)內(nèi)由洣水及數(shù)條二級(jí)支流和公路構(gòu)成的水陸交通網(wǎng)絡(luò)，極大地便捷了對(duì)外的交通條件。

衡東地區(qū)屬亞熱帶季風(fēng)氣候，四季分明，溫暖濕潤，雨量充沛，光照充足。根據(jù)衡東縣氣象局統(tǒng)計(jì)資料，衡東縣平均降雨量為1 364.6 mm，一般降雨量1 200～400 mm，年最大降雨量在1997年，為1 985.4 mm，年最小降雨量在2011年，為794.6 mm；月最大降雨量在2010年4月，為297.7 mm，月最小降雨量在2011年7月，為2.2 mm；最大日降雨量在2006年8月22日，為71.9 mm。降雨集中在每年5至8月，在這段時(shí)期，常出現(xiàn)洪水泛濫，山洪暴發(fā)。境內(nèi)年均日照1 491 h，年均無霜期297 d，年平均氣溫18.2 ℃，最高氣溫41.2 ℃，最低-7.6 ℃，年均蒸發(fā)量為1 501.9 mm。沿線地表水最終所流經(jīng)地域?qū)匍L江流域湘江水系，主要河流為洣水河。

衡東烈士紀(jì)念園邊坡工程位于衡東縣河西新區(qū)新建坪橋路東側(cè)，為衡東烈士紀(jì)念園建設(shè)過程中開挖山體形成的邊坡。

1.2 地質(zhì)概況

1.2.1 地形地貌

邊坡及山體地貌為剝蝕殘丘地貌單元，場地整體為南高北低，山體較陡，地勢起伏較大，基本保持原始狀態(tài)，山體高度為30～50 m，自然坡度為20°～50°。山體地層主要由粉砂質(zhì)泥巖組成，第四系覆蓋變化較大，厚度一般為1.0～6.0 m，山體植被較發(fā)育，多為灌木及喬木，分布有松樹及杉樹等。

1.2.2 地質(zhì)構(gòu)造

根據(jù)《湖南省地質(zhì)圖》、《湖南省構(gòu)造綱要圖》及現(xiàn)場踏勘，本場區(qū)位于衡陽新華夏系凹陷盆地東北部邊緣，主要出露古生界泥盆系、石炭系和二疊系地層，主要的地質(zhì)構(gòu)造為新華夏系NNE向的斷裂構(gòu)造，為衡陽盆地的基底。該區(qū)零星有海西和燕山期花崗巖侵入體。衡陽盆地自第三系以來，一直處于緩慢抬升階段，區(qū)域性整體抬升是區(qū)內(nèi)新構(gòu)造的主要形式，無活動(dòng)斷裂及區(qū)域性大斷裂通過，場區(qū)處于相對(duì)穩(wěn)定狀態(tài)。

2 邊坡工程地質(zhì)特征

2.1 邊坡形態(tài)特征

該邊坡為衡東烈士紀(jì)念園建設(shè)過程中開挖山體形成的邊坡。由于現(xiàn)場地還未整平至設(shè)計(jì)標(biāo)高，所以邊坡還未完全形成。該邊坡為巖土混合邊坡，邊坡長約為493.4 m，坡高2.6～14.0 m，坡角在45°以上，局部近乎垂直。邊坡上方為自然山體，無建筑物，下方為擬建烈士紀(jì)念園。

2.2 邊坡物質(zhì)組成

據(jù)鉆孔揭露，場地內(nèi)各巖土層特征自上而下分別描述如下(其中①～④為地層序號(hào))：

①粉質(zhì)黏土(Qdl)：坡積成因，黃褐色，可塑，主要由黏粒及少量粉粒組成，含塊石，粒徑為5～60 cm，最大超過120 cm，無搖振反應(yīng)，干強(qiáng)度、韌性中等。該層在場地內(nèi)主要分布在邊坡頂部，厚度1.0～3.8 m。

②粉質(zhì)黏土(Q4el)：殘積成因，紅褐色，硬塑，主要由黏粒及少量粉粒組成，局部含泥巖風(fēng)化碎塊，土芯刀切面較光滑，無搖震反應(yīng)，干強(qiáng)度、韌性中等。該層大部分場地有分布，厚度1.0～5.2 m。

③強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(K)：紅褐色、紫紅色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，原巖結(jié)構(gòu)構(gòu)造已大部分破壞，巖石礦物已變色，節(jié)理裂隙極發(fā)育，巖芯破碎，多呈碎塊狀及半巖半土狀，局部短柱狀，巖質(zhì)極軟，手指可刻痕，錘擊易碎，巖石質(zhì)量等級(jí)為Ⅴ級(jí)。該層全場分布，厚度0.9～3.3 m。

④中風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖(K)：紫紅色、紅褐色，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造，巖石主要由黏土礦物及少量碎屑礦物組成，局部夾薄層砂巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖芯較完整，呈短柱狀、柱狀，夾碎塊狀，遇水易軟化，干時(shí)易開裂崩解，屬于軟巖，巖石質(zhì)量等級(jí)為Ⅳ級(jí)，RQD為70～85。該層全場分布，最大控制層厚19.9 m。

3 邊坡穩(wěn)定性分析

3.1 邊坡現(xiàn)狀

邊坡上覆地層主要為坡積粉質(zhì)黏土①和殘積粉質(zhì)黏土②，下伏基巖為下第三系粉砂質(zhì)泥巖。坡積粉質(zhì)黏土①層中含較多孤石，孤石粒徑為5～60 cm，最大超過120 cm，在特大暴雨或重力作用下極易發(fā)生孤石墜落。

場地覆蓋層較厚，基巖未完全出露于地表，邊坡坡度較緩，且不是順層邊坡，巖石發(fā)生大規(guī)模崩塌、滑移的可能性較小?，F(xiàn)場測得邊坡巖層產(chǎn)狀為260°～275°∠4°～7°。邊坡未進(jìn)行放坡處理或采用任何支護(hù)措施，現(xiàn)在雖未發(fā)生大規(guī)模的滑動(dòng)，但局部已經(jīng)發(fā)生小規(guī)模的土體坍塌。

3.2 影響邊坡穩(wěn)定性的主要因素

根據(jù)對(duì)勘察資料進(jìn)行分析和現(xiàn)場調(diào)查，影響邊坡穩(wěn)定性的因素主要有以下幾方面：

(1)地質(zhì)構(gòu)造條件。場地邊坡節(jié)理裂隙較發(fā)育，雖未存在有順坡向節(jié)理面，且邊坡表部巖體裂隙大多數(shù)呈閉合狀，但不排除巖石節(jié)理交錯(cuò)形成楔形體，造成楔形體崩塌。

(2)巖土性質(zhì)。坡面出露的巖層為粉砂質(zhì)泥巖，粉砂質(zhì)泥巖屬于軟質(zhì)巖石，極易風(fēng)化，巖體裂隙發(fā)育，易發(fā)生局部崩塌、楔形體滑塌。

(3)水文地質(zhì)條件。該邊坡坡體大部分由粉砂質(zhì)泥巖組成，巖體中裂隙較發(fā)育，大多數(shù)為閉合裂隙，屬弱透水層；邊坡地下水埋藏較深，地下水對(duì)該邊坡的穩(wěn)定性影響較小。

(4)人為因素。因建路對(duì)山體進(jìn)行開挖，且開挖時(shí)采取了大型機(jī)械作業(yè)，致使坡面表部巖體破碎、松動(dòng)，對(duì)邊坡造成了較大的破壞，使該邊坡坡腳呈較陡坡面，巖石裸露，在一定程度上改變了山體原有的應(yīng)力平衡狀態(tài)。

3.3 邊坡變形破壞模式預(yù)測

該邊坡為巖土混合邊坡，現(xiàn)還未完全開挖完成，預(yù)計(jì)邊坡變形破壞模式主要有兩種：一種是在巖質(zhì)部分，由于巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，若存在兩組不連續(xù)的結(jié)構(gòu)面，當(dāng)兩組不連續(xù)面產(chǎn)狀組合達(dá)到一定條件時(shí)，它們與坡頂和坡面組成的楔體沿兩組不連續(xù)面交線滑動(dòng)，形成楔形體滑動(dòng)崩塌；另一種是在土質(zhì)部位，可能發(fā)生的變形破壞模式為粉質(zhì)黏土的圓弧滑動(dòng)，以粉質(zhì)黏土下部為剪出口的圓弧逐級(jí)滑移變形破壞。

4 邊坡防治建議

4.1 防治工程方案建議

防治工程方案：(1)采用錨桿擋土墻或格構(gòu)式錨桿擋土墻進(jìn)行支護(hù)；(2)坡面增加深層泄水孔，泄水孔插入土體深度應(yīng)不小于1.0m；(3)坡面、坡頂植樹種草，完善截水、排水措施。

4.2 防治工程設(shè)計(jì)參數(shù)建議

綜合分析巖、土體物理力學(xué)試驗(yàn)成果，并參照《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》有關(guān)規(guī)定，邊坡支護(hù)參數(shù)取值見表1。

表1 邊坡支護(hù)參數(shù)建議值表

5 結(jié)論

按委托要求，本次邊坡勘察基本查明了邊坡的地質(zhì)環(huán)境條件及其規(guī)模、類型、范圍和發(fā)展趨勢，為邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)提供了工程地質(zhì)依據(jù)。經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查分析與穩(wěn)定性計(jì)算，邊坡局部地段已經(jīng)發(fā)生小規(guī)模的崩塌，目前整體處于可能滑動(dòng)狀態(tài)，在遇強(qiáng)降雨及節(jié)理等其他作用下，有沿順坡向節(jié)理面產(chǎn)生崩塌的可能，危及坡腳建筑物和行人安全，因此必須進(jìn)行治理。