集安市净水厂滑坡灾害成因分析及防治措施

集安市净水厂滑坡灾害成因分析及防治措施

0总结集安市净水厂是集安市主要供水厂，对滑动事故造成严重威胁。通过成因分析,提出滑坡灾害防治工程措施。1水源及工区内特征集安市滑坡灾害工程区位于吉林省集安市城区北西方,隶属于吉林省集安市胜利村管辖。地理座标:东经126°10′04″~126°10′05″,北纬41°07′40″~41°07′41″,见工程位置图1。工程区属亚温带大陆性季风气候区,其特点为四季分明,雨热同季,气候温暖湿润,雨水充沛,风速低缓,霜冻期短,多年平均气温6.6℃,平均无霜期149天,多年平均降水量941mm,多年平均蒸发量1107mm,降水多集中于8月份,最大冻土深度1.4m。通沟河在工程区北侧通过,发源于长白山老岭西南,流经大荒沟、大青沟、小青沟等地;由集安市西南注入鸭绿江,全长约40km,流域面积362km2,平均流速5.98m3/s,为集安市城区饮用水水源。工程区北高南低,海拔标高190~215m,坡度17°左右,地貌形态为构造剥蚀丘陵,由燕山期花岗岩组成,花岗岩完整程度为较破碎。在面积为6m2范围内共见有3组节理裂隙:(1)产状为110°∠65°,裂隙长度为0.7m,宽度为0.03m,裂隙状态为闭合,裂隙面粗糙;(2)产状为210°∠55°,裂隙长度为1.5m,宽度为0.01m,裂隙状态为张开,粗砂充填,裂隙面较粗糙;(3)产状为325°∠45°,裂隙长度为1.1m,宽度为0.06m,裂隙状态为闭合,裂隙面较粗糙。天然密度为2.3~2.8g/cm3,吸水率为0.10~0.70,饱和单轴抗压强度为80MPa。,坡体表面由第四系残坡积亚粘土夹碎石及杂填土构成。大地构造位于中朝准地台(Ⅰ)、辽东台隆(Ⅰ1),太子河—浑江陷褶断束(Ⅰ12),清河台穹(Ⅰ12-1)南部。鸭绿江大断裂从工程区西侧通过。在工程区内发现有2条断层,分别为F1、F2。F1断层分布在工程区的北部,走向西南—东北,倾向西北,断层性质为性质不明断层,在工程区内区长800m;F2分布在工程区西部,走向西北—东南,倾向西南,断层性质为性质不明断层,在工程区内区长950m。依据《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001),工程区区地震动峰值加速度<0.05g,地震基本烈度为Ⅵ度区,属地壳相对稳定区。根据区内岩土体的成因年代、物质组成、结构构造、物理力学性质,将区内划分为坚硬块状岩体组及松散岩类土体组。坚硬块状岩体组由燕山期花岗岩构成,岩石单轴抗压强度〉80MPa,软化系数0.69~0.84,岩石重度为26~27kN/m3,吸水率0.1%~0.7%。区内断裂构造不发育,节理发育程度中等岩体稳定性,完整性较好,主要表现为风化裂隙水沿岩石结构面渗入,对上覆松散岩层产生影响。产生滑坡灾害。松散岩类土体组,由亚粘土夹碎石及人工杂填土构成,黄褐灰褐色,厚1.0~1.8m,密度1.8~2.0g/cm3,孔隙比30%~45%,压缩模量5~8MPa,压缩系数0.4MPa-1,内摩擦角13°~15°,内聚力15kPa,地基承载力特征值150~200kPa。2滑坡及损坏2.1化山期坡面植被滑坡体高度15~25m,坡顶宽度为300m,坡脚宽度为320m,长度50m左右,坡度在17°左右,坡向180°,坡体表面主要由杂填土及少量亚粘土夹碎石构成,下部为基岩,岩性为燕山期花岗岩,坡面整体植被较发育,边坡上部为净水厂厂区及道路,坡脚及边坡前缘分布居民住宅。根据现场调查,场内道路出现不均匀沉降,并且部分路面出现裂缝,经测量滑坡的后缘拉裂面长度约为300m;位于坡体前缘及坡脚的居民住宅大部分墙体出现裂痕,部分住宅地面发生明显变形,证明目前坡体已发生变形;滑坡前缘部位常年有地下水流出,流出水为风化裂隙水、大气降水及净水厂渗漏水,极不利于边坡自身稳定。结合现场调查,初步认为净水厂滑坡坡体后缘拉裂,边坡前缘已明显变形,滑坡为土质滑坡,滑动面为基岩面,由于风化裂隙水、净水厂渗水及雨季降水导致滑动面充水,极不利于坡体的稳定。2.2滑坡和危害2.2.1坡脚及滑坡东北部坡体及边坡变形区范围内的主要影响单位净水厂滑坡的危害方式多以地面开裂或下陷为主,并导致房屋变形、开裂、倾斜、墙基错断等,根据现场调查及当地国土局提供的资料,在斜坡变形区范围内共影响位于坡脚及滑坡前缘的住户共32户,位于坡体下部的养老院1座,位于坡体上部的净水厂道路300m,厂房3座。此外,斜坡变形导致净水厂不能正常工作,也将影响集安市部分区域的用水问题。2.2.2环境危机边坡一旦发生滑动,严重影响周边居民的自然环境质量,也直接影响在当地居民的身心健康,也对于构建和谐社会产生了不良的效应。3挡土墙稳定性验算结合净水厂滑坡灾害现状,采用以下治理措施:(1)设置排水孔:针对边坡坡脚及前缘常年渗水,对坡体稳定极度不利的问题,在坡脚处设置水平钻孔排水,从而降低坡体内部的净水压力,有利于坡体的稳定性。(2)排水沟:在边坡上部及坡脚挡墙下部均修排水沟,防止降水入渗,有利于坡体稳定,设计排水沟为梯形断面,总长约650m,顶宽1m,底宽0.5m,沟深0.5m,铺面厚0.2m。(3)挡土墙:在边坡坡脚部位修建高为4.5m的挡土墙,防止坡体滑动对影响范围内的居民生命财产安全产生不利影响。挡土墙稳定性验算:首先,设计的砌体挡土墙,其墙高h=4.5m,其中地面以上高度h1=2.5m,基础埋深h2=2m,顶宽a=0.5m,底宽b=1.5m,墙背坡率1:0.4,墙面直立。然后,采用朗肯土压力计算公式对挡土墙稳定性进行验算。a—主动土压力与垂线间夹角(°);γ1—墙背土容重,取γ1=16kN/m3;γ2—地基土容重,取γ2=20kN/m3;Ka—主动土压力系数;Ea1—墙背土作用在墙体上的主动土压力(kN/m);Ea2—地基土作用在墙体上的主动土压力(kN/m);Ea1水平—主动土压力的水平分力(kN/m);Ea1垂直—主动土压力的竖向分力(kN/m);μ—挡土墙基底对地基的摩擦系数,取μ=0.5;G—挡土墙自重(kN/m);KL—抗倾覆安全系数,取KL=1.5;Ks—抗滑安全系数,取Ks=1.3。按照设计尺寸及选取的经验参数,经验算其抗倾覆稳定系数为1.55;抗滑移稳定系数取1.48,均满足稳定性要求。4地表径流增加了坡体稳定性,保证了坡体稳定滑坡治理工程首先在坡