第２９卷第１１期 ２０１３年６月 甘肃科技 Ｇａｎｓｕ Ｓｃｉｅｎｃｅ ａｎｄ Ｔｅｃｈｎｏｌ Ｉ２．２９Ⅳｏ．１ｌ Ｊｕｎ．２０１３ 某隧道弃碴场滑坡复杂地质 条件下成因分析及整治措施 余和广 ，陈喜峰 （１．中铁西北科学研究院有限公司，甘肃兰州７３００００；２．江苏省交通规划设计院股份有限公司，江苏南京２１０００５） 摘要：某隧道弃碴场位于路线左侧８５０ｍ山谷中，处于一大型老滑坡上，经过不断地弃碴加载，导致老滑坡局部复 活，危及弃碴场安全，影响正常弃碴，同时，不良地质环境有可能引发泥石流，威胁弃碴场下游村庄的安全。对弃碴 场复杂地质条件下弃方后出现的各类病害问题进行了分析，最终采用抗滑桩支挡、地表截排水、填方反压与绿化防 护相结合的综合治理措施，为解决类似工程问题提供了可借鉴的经验。 关键词：滑坡；泥石流；抗滑桩；综合治理 中图分类号：Ｘ４３ 该隧道弃碴场位于线路左侧约８５０ｍ的山谷 中，占荒沟６．８６ｈｍ ，弃碴场位于一大型老滑坡体 雪。沟内为季节性流水，主要为大气降水，冲沟汇水 面积约７５万ｍ 。 ２．２．２地下水 上。弃碴场计划弃碴５０万ｍ ，已弃碴方量约 ３Ｏ万ｒｎ’。在连续强降雨的不利影响下，弃碴场表 地下水类型主要为第四系孔隙潜水、水量不大， 仅能在坑内少量聚集，无常流水，水质良好。 面以及弃碴场后部山体上方坡面出现大量贯通裂 缝，山谷下部已施工挡土墙错断开裂，滑坡发生滑动 变形，影响弃碴场安全，导致无法继续弃碴，影响隧 洞正常施工。同时，不利的地形地貌条件在强降雨 的影响下，山谷上弃碴场的松散物质有引发泥石流 的可能，将威胁冲沟下游村庄的安全。因此，该弃碴 场滑坡必须及时治理。 ３滑坡变形原因分析 根据勘察资料以及现场变形情况分析，变形原 因主要有以下几点： １）大气降雨的影响，由于当地连续强降雨的影 响，降雨强度达到百年一遇，大量地表水汇集后下渗 至土体内，软化土体强度，最终导致滑坡滑动。 １滑坡性质及变形特征 该滑坡体为一堆积层（黄土质）中型滑坡，滑面 ２）该滑坡位于一大型老滑坡体中前部，根据地 貌显示，老滑坡曾出现多次大规模变形，为滑坡滑动 变形提供了不利基础。 ３）人为因素，隧洞施工将大量弃方堆填于滑坡 中后部，于老滑体上加载，造成滑坡产生滑动变形， 此为该滑坡变形的直接原因。 位于底部基岩顶面，深度在１２—２０ｍ之间，滑坡宽 约１４０ｍ，纵向长度约２３０ｍ，体积约３８万ｍ。。滑坡 滑动方向大致与冲沟方向垂直。滑坡发生滑动变形 后，坡体出现大量裂缝，滑坡前缘挡土墙被挤断开 裂，后缘及侧界裂缝明显且贯通，后缘裂缝下错最大 达１ｒｌｌｏ ４）弃碴未进行碾压压实，仍为松散体，便于地 表水下渗软化滑面强度，也为不利影响因素之一。 ２地质条件 ２．１地层岩性 ４滑坡滑动的方式以及滑坡推力的选 取 ４．１滑坡滑动的方式 根据钻探揭露，弃碴场下部为下第三系泥岩夹 砂岩及砾岩，表层为第四系黄土，厚度５—２２．５ｍ不 按设计弃碴完成后，由于弃碴场后部地势较平 缓，原有山体以及弃方体均可处于稳定状态，仅弃碴 场前部易发生滑动变形，因此，仅考虑弃碴场前部土 体的不稳定性问题。根据现场实际地形条件，滑坡 有以下３种滑动变形可能： 等，弃碴为强风化砂泥岩。 ２．２水文地质特征 ２．２．１地表水 碴场沟谷地表水主要补给来源为大气降水和融 ｌｌ８ 甘肃科技 第２９卷 图２原有滑坡主断面 ３）弃碴基本沿着山谷沟底地形进行弃方，应考 虑弃方体本身稳定性问题…，即考虑弃方体沿着地 面线发生滑动变形的可能，滑动方向大致与沟底地 形走势一致，如图３所示Ⅱ一Ⅱ断面方向。 图３新增滑坡主断面 ４．２滑坡推力计算与选取 为节省工程数量以降低造价，根据地形条件，工 程布设于滑坡左侧外冲沟较窄处。 对于第１）种滑动方式，由于地形条件所限，只 需保证弃碴厚度即可满足原有滑坡稳定性，因此，需 检算弃碴完成后原有滑坡的稳定性，即图２所示的 断面稳定性，稳定性须达到安全要求 Ｊ。 对于第２）种滑动方式，选取原有滑坡滑带土指 标强度，按传递系数方Ｌ３ 计算工程位置处滑坡推 力，推力大小为１３６５ｋＮ／ｍ。 对于第３）种滑动方式，参照经验数据选取滑带 土指标强度 计算工程位置处滑坡推力，推力大小 为１０８０ｋＮ／ｍ。 此外，由于弃碴填方体较高，工程位置处还需考 虑主动土压力作用 Ｊ，其值为９６７ｋＮ／ｍ。 因此，设计推力选取滑坡推力与土压力较大值， 为１３６５ｋＮ／ｍ。 ５ 治理方案考虑以及治理措施 ５．１治理方案考虑 方案设计须从以下４方面考虑： １）保证已有滑坡的稳定性；２）避免产生新增滑 坡；３）防止泥石流病害的发生 ；４）保证弃碴场的 弃碴容量。 对已有滑坡的整治：于滑坡左侧界外冲沟较窄 处设置桩板墙 后，充分利用隧洞弃方对滑坡前缘 设置适当坡率及宽平台，逐级回填反压，并辅以地表 排水措施，确保滑坡的稳定，同时也可防止泥石流的 发生，保证弃碴场和冲沟下游村庄的安全。 为避免新增滑坡滑动，设置抗滑桩、挡土板进行 支挡，保证坡体稳定。 为防止泥石流发生，针对泥石流产生的两个主 要原因进行治理。对地表水的处理：１）采用截排水 沟截断地表水对弃方体的补给；２）设置排洪沟疏排 山体汇集的地表水－８ ；３）对弃方体表层设置黏土层 隔断地表水的下渗；４）弃方体横、纵断面设置成 １０％的坡率便于地表水迅速流出。对弃方松散物质 的处理：１）保证压实度，杜绝松散物质；２）下游设置 桩板墙，对弃方体进行支挡。 按设计要求逐级回填弃碴，弃碴总体容量为５７ 万ｍ ，能满足弃碴要求。 ５．２治理措施 工程措施如下： １）为防止弃方引发新的滑坡以及泥石流，冲沟 下方较窄处设置５根抗滑桩，抗滑桩采用Ｃ３０砼现 场浇筑，截面为２．０ｍ Ｘ ３．０ｍ，桩长２０ｍ，高出地面 １０ｍ，抗滑桩嵌入中至弱风化泥岩长度不小于８ｍ。 ２）抗滑桩之间设置Ｃ２５钢筋砼挡土板，挡土板 厚３０ｃｍ，与抗滑桩搭接长度不小于４０ｃｍ，挡土板底 部埋人地面线以下不小于ｌｍ，板上设置泄水孔，挡 土板采用内挂的形式与抗滑桩搭接。 ３）两端抗滑桩与山体之间空隙采用Ｃ２５砼进 第ｌｌ期 余和广等：某隧道弃碴场滑坡复杂地质条件下成因分析及整治措施 表面进行植草绿化。 １１９ 行填补，以便于桩后填方，为便于桩与土体联合受 力，填补嵌入两侧山体内，填补设置呈台阶状，台阶 宽２ｍ，高１ｍ，填补厚度为１．５ｍ。 ４）为抵抗滑坡推力，采用隧道弃碴对滑坡前缘 进行回填反压，反压后，共设置６级边坡，坡率均为 １：１．５，坡高为８ｍ。每级坡之间设一５０ｍ宽平台， 平台坡率均为１０％。为便于地表水快速流人冲沟侧 排洪沟内，弃方横向坡率设为１０％。 ５）弃方完成后于冲沟侧稳定地层设置一Ｃ２０ 砼排洪沟，将山体汇集的地表水引至村庄外侧冲沟 内，排洪沟底宽２ｍ，高１．５ｍ，内侧坡率１：０．５，厚 ０．４ｍ。 ６总结 弃碴场一般选址于沟谷地段，由于特殊地形地 势条件，易发生滑坡变形。对于弃碴场滑坡的治理， 应综合考虑各类滑坡发生的可能性，防止已有滑坡 再次失稳变形以及产生新增滑坡变形，同时，对于大 面积汇水地区，还应考虑泥石流病害的处治。本治 理工程措施经过几个雨季的考验，没有发生任何灾 害，说明对滑坡的治理措施是安全可靠的，达到了预 期的目的。 参考文献： ［１］ 马惠民，王恭先，周德培．山区高速公路高边坡病害防 ６）为避免地表水下渗弃方体内，于弃方周界设 置ｌ道Ｃ２０砼截排水沟，截断地表水对弃方体的补 给，将地表水顺畅引至排洪沟，截排水沟断面为梯 治实例［Ｍ］．北京：人民交通出版社，２００６． ［２］变通部第二公路勘察设计院公路设计．路基［Ｍ］．北 京：人民交通出版社，２００４． 形，底宽０．６ｍ，高０．６ｍ，内侧坡率１：０．５，厚０．３ｍ。 ７）为防止水流冲刷，抗滑桩处排洪沟、截排水 沟出口处设２个尺寸长宽高为２ｍ×２ｍ×１．５ｍ的 消力池，消力池厚０．３ｍ。 ８）为迅速汇集冲沟上游的地表水，防止地表水 溢出于排洪沟、截排水沟外，排洪沟、截排水沟进水 口两侧处呈八字形设置４道Ｃ２０砼拦水墙，每道拦 ［３］王恭先．滑坡学与滑坡防治技术［Ｍ］．北京：中国铁道 出版社，２００４． ［４］铁道部第一勘测设计院．铁路工程地质手册［Ｍ］．北 京：中国铁道出版社，２０１０． ［５］李海光．新型支挡结构设计与工程实例［Ｍ］．北京：人 民交通出版社，２０１１． ［６］ 中铁西北科学研究院．特殊地质与灾害防治［Ｍ］．甘 肃科学技术出版社，２００６． 水墙长５ｍ，宽０．２ｍ，高出地面０．３ｍ，埋人地面以下 不小于０．４ｍ。 ９）为防止弃方体上地表水下渗，弃方体表层采 用黏土进行夯填封闭处理，黏土层厚度为０．３ｍ。 １０）为避免水土流失，保持生态环境，对弃碴场 （上接第５８页） ［７］ 铁道第二勘察设计院．铁路路基支挡结构设计规范 ［Ｍ］．北京：中国铁道出版社，２００６． ［８］徐邦栋．滑坡分析与防治［Ｍ］．北京：中国铁道出版 社，２００１． 自从Ｙ Ｈ Ｐａｏ等开创利用人工神经网络解决电力 系统安全评估问题的方法以来，人工神经网络在 电力系统的应用己渗透到电力系统的各个研究领 域 引。 大型柴油发电机组系统是一个高阶强藕合的非 线性系统，工况、环境以及外部复杂的负载，更增加 了电力网络谐波和电磁干扰等问题，使系统更加复 杂。而人工神经网络以其良好的非线性处理能力及 优良的容错性能为解决未知不确定非线性系统的建 模问题提供了一条新的思路。 人工神经网络具有如下特点：１）良好的非线性 映射能力。２）并行分部处理。３）只需非线性系统 较少的先期知识。４）自学习和自适应能力：神经网 络在训练时能从历史数据中提出规律性的知识记忆 于网络的权值中，并且具有泛化能力。５）信息的融 合能力：神经网络可以同时处理定量信息和定性信 息，因此可以综合利用传统的工程技术和人工智能 技术。 综上所述人工神经网络的算法在电量采集上是 比较合适的算法。 参考文献： ［１］卢卫平，高新华．交流采样技术在数据采集中的应用 及改进［Ｊ］．广东电力，１９９８，１１（４）：２９—３１． ［２］孙开放，游至诚．一种高精度的微机交流采样的算法 ［Ｊ］．华中理工大学学报，１９９７，２５（５）：５９—６３． ［３］张红，王成梅．电力系统交流采样方法比较［Ｍ］．北 京：华北电力技术，１９９９． ［４］王叔青，蔡维由．交流采样测量的精度问题及解决方 法［Ｊ］．工业仪表与自动化装置，２０００，１５（２）：４２—４５．
