照寨滑坡防治工程研究

吳自金

（貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊(duì)，貴州 都勻 558000）

貴州省位于中國(guó)西南部，處于云貴高原的東部，92%都是山地，是我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害最為嚴(yán)重的省份之一。2019年，受入汛早、汛期長(zhǎng)、雨量大等因素影響，災(zāi)情較往年大幅增加，全年發(fā)生各類地質(zhì)災(zāi)害29起，死亡44人、失蹤9人、受傷13人，直接經(jīng)濟(jì)損失2億多元，特別是水城“7.23”特大山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害，造成43人死亡、9人失蹤，損失十分慘重，教訓(xùn)極為深刻，這充分說(shuō)明貴州省地質(zhì)災(zāi)害防治工作面臨的形勢(shì)仍然十分嚴(yán)峻復(fù)雜。為了減小滑坡給人民群眾帶來(lái)的生命財(cái)產(chǎn)損失，需要對(duì)滑坡的治理工程進(jìn)行準(zhǔn)確分析，確保設(shè)計(jì)安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、技術(shù)可行。

1 工程概況

照寨滑坡位于三都縣都江鎮(zhèn)光明村照寨組，滑坡位于山地斜坡上部，整體平面形態(tài)呈鼻狀凸出，滑坡體長(zhǎng)103m，寬95m，均厚約6.0m，體積約5.9×104m3，規(guī)模為小型。暴雨是本地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害形成的主要誘發(fā)因素，照寨滑坡自2015年雨季形成后緣裂縫以來(lái)，近幾年滑坡變形持續(xù)發(fā)展，現(xiàn)滑坡后緣已形成0.5m～0.8m滑坡壁，滑坡體中上部存在多條裂縫及下錯(cuò)小坎，其滑動(dòng)方向近似與坡向垂直，滑坡兩側(cè)出現(xiàn)斜裂縫，滑坡處于蠕動(dòng)變形階段。該滑坡已嚴(yán)重威脅滑坡下方村民37戶218人的生命財(cái)產(chǎn)安全，受威脅財(cái)產(chǎn)約703.6萬(wàn)元。為防止下個(gè)雨季到來(lái)由于暴雨誘發(fā)滑坡體發(fā)生整體下滑，必須對(duì)滑坡進(jìn)行治理，時(shí)間非常緊迫。

2 滑坡穩(wěn)定性影響因素

滑坡的破壞機(jī)理由各種因素綜合確定，主要包括內(nèi)因和外因兩個(gè)方面。內(nèi)因主要有：地形地貌、地層巖性、水文地質(zhì)（如持續(xù)強(qiáng)降雨及水流作用）等；外因主要為人類工程活動(dòng)（包括切坡、爆破等），兩者相互聯(lián)系、相互補(bǔ)充，現(xiàn)對(duì)滑坡成因定性分析如下。

2.1 地形地貌因素

滑坡區(qū)地貌單元屬中低山溝谷斜坡地貌，從微地貌單元看，滑坡位于山地斜坡上部，地形坡度20°～42°，地形特點(diǎn)為上下較陡，中間平緩，滑坡體相對(duì)高差達(dá)50m，特別是下方鄉(xiāng)村公路修建時(shí)形成的較陡斜坡為滑坡形成提供了臨空面。

2.2 地層巖性因素

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和鉆探，滑體物質(zhì)為第四系殘坡積層，主要由殘坡積粉質(zhì)粘土及強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖風(fēng)化物組成，碎石含量約10%～20%，土體結(jié)構(gòu)松散，孔隙率高，力學(xué)性質(zhì)差，分布于整個(gè)坡面上，厚度為4m～8m，均厚6m。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)滑坡體上出現(xiàn)的裂縫以及鉆勘揭露的坡體特征，推測(cè)滑坡體主要沿著殘坡積層與基巖界面產(chǎn)生折線形滑動(dòng)，滑帶面傾角15°～35°?；仓饕獮榍喟卓谙档ぶ奕郝±锝M（Qbl）灰綠色、淺紫色粉砂巖，產(chǎn)狀175°∠17°，為硬質(zhì)巖組。

2.3 水文地質(zhì)因素

降雨為該滑坡變形破壞的最大影響因素。雨水滲入地下，轉(zhuǎn)化為地下水，對(duì)潛在不穩(wěn)定體的穩(wěn)定性產(chǎn)生較大影響。降雨對(duì)潛在不穩(wěn)定體的影響主要表現(xiàn)在以下三個(gè)方面：降雨滲入土體，使土體含（飽）水，增加土體自重，滑動(dòng)推力增大；降雨轉(zhuǎn)化為地下水，使土體軟化，產(chǎn)生潤(rùn)滑作用，降低抗剪強(qiáng)度，減小抗滑阻力；降雨轉(zhuǎn)化為地下徑流，產(chǎn)生孔隙水壓力、浮托力，減小抗滑阻力。

2.4 人類工程活動(dòng)

影響滑坡的人為因素主要表現(xiàn)為滑坡前沿鄉(xiāng)村公路修建時(shí)開挖及滑坡左側(cè)修建房屋開挖地基基礎(chǔ)等工程活動(dòng)，區(qū)內(nèi)破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈，對(duì)淺層滑坡體影響較大。

3 滑坡成因分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該滑坡目前變形主要為滑坡后緣已形成0.5m～0.8m滑坡壁，滑坡體中上部存在多條裂縫及下錯(cuò)小坎，滑坡兩側(cè)出現(xiàn)斜裂縫，可判斷滑坡處于蠕動(dòng)變形階段，滑動(dòng)面基本形成，但尚未全部貫通。在暴雨或連續(xù)降雨過(guò)程中，大量雨水入滲，導(dǎo)致覆蓋土層充分飽水，土中孔隙水壓力急劇增大，部分雨水下滲沿巖土界面流動(dòng)向下排泄，水對(duì)土巖界面起到“潤(rùn)滑劑”的作用，接觸帶的抗剪強(qiáng)度大大降低，在自身重力以及動(dòng)水壓力作用下沿下伏基巖面發(fā)生順坡向下的蠕動(dòng)變形，發(fā)展到一定程度，滑坡變形將加劇，直至形成貫通的滑動(dòng)面，發(fā)生整體垮塌。

4 滑坡穩(wěn)定性總體評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，該滑坡目前處于蠕動(dòng)變形階段，變形主要表現(xiàn)為表層土體滑動(dòng)，尤其是暴雨后，有再次發(fā)生滑動(dòng)變形的可能。由此定性判斷，該滑坡整體處于處于不穩(wěn)定～欠穩(wěn)定狀態(tài)。任何不利因素均可能加劇區(qū)內(nèi)滑坡體失穩(wěn)破壞，對(duì)村民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成極大的威脅，危險(xiǎn)性大，應(yīng)盡快實(shí)施綜合防治方案。

5 穩(wěn)定性分析及推力計(jì)算

該滑坡威脅滑坡下方鄉(xiāng)村公路過(guò)往人員車輛以及滑坡下方都江鎮(zhèn)光明村照寨組37戶218人的生命財(cái)產(chǎn)安全，受威脅財(cái)產(chǎn)約703.6萬(wàn)元，滑坡防治工程設(shè)計(jì)安全等級(jí)按Ⅱ級(jí)考慮，設(shè)計(jì)暴雨重現(xiàn)期取20年，校核暴雨重現(xiàn)期取50年。荷載組合及工況：①設(shè)計(jì)工況Ⅰ：采取自重，模擬天然狀態(tài)。②校核工況Ⅲ：自重+暴雨，模擬飽水狀態(tài)。Ⅱ級(jí)防治工程的穩(wěn)定安全系數(shù)工況Ⅰ：Ks=1.25、工況Ⅲ ：Ks=1.10。

該滑坡采用室內(nèi)試驗(yàn)和反演法綜合確定滑帶土物理力學(xué)參數(shù)，采用折線滑動(dòng)法計(jì)算達(dá)到穩(wěn)定安全系數(shù)時(shí)設(shè)置抗滑樁處樁后滑坡推力，采用圓弧滑動(dòng)法計(jì)算抗滑樁修建后土體的穩(wěn)定性，防止樁后土體越頂。

6 滑坡的防治措施

6.1 方案比選

方案一設(shè)置抗滑樁+截排水溝；滑坡縱向較長(zhǎng)，滑體土層較厚，經(jīng)計(jì)算，滑坡剩余下滑力較大，在滑坡中下部設(shè)置抗滑樁對(duì)上部土質(zhì)滑坡體進(jìn)行支擋，抗滑樁支護(hù)結(jié)構(gòu)嵌入基巖以下，對(duì)樁后滑體起到良好的阻滑作用，且抗滑樁占地面積相對(duì)較小，對(duì)當(dāng)?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境破壞較??；現(xiàn)狀施工條件良好，該方案技術(shù)上可靠、施工可行、經(jīng)濟(jì)合理。方案二在滑坡體中下部、公路內(nèi)側(cè)分別設(shè)置兩道擋土墻，技術(shù)上基本可行，但是由于滑坡體土層較厚，滑坡剩余下滑力較大，擋土墻高度過(guò)大過(guò)厚，相應(yīng)的施工場(chǎng)地需求更大且施工要求更高。方案三通過(guò)搬遷避讓的方法可以讓當(dāng)?shù)卮迕襁h(yuǎn)離地質(zhì)災(zāi)害的威脅，根據(jù)當(dāng)?shù)鼐用褚庠?，搬遷措施可行性不大。綜上所述，本次滑坡防治工程采用方案一：設(shè)置“抗滑樁+截排水溝”。

6.2 治理方案簡(jiǎn)述

6.2.1 截排水溝工程

地表排水工程可以調(diào)整坡面水流、排除斜坡內(nèi)的地下水、截?cái)噙M(jìn)入坡內(nèi)的地下水流，對(duì)于防止坡體軟化、消除滲透變形作用、降低間隙水壓力和動(dòng)水壓力，都有很好的效果。為了不讓外圍地表水進(jìn)入滑坡區(qū)，可以沿著滑坡邊界修建截水溝，溝壁不透水。在鄉(xiāng)村公路內(nèi)側(cè)修建排水溝，排走坡體上部來(lái)水，防止對(duì)下方居民房屋的沖刷。截排水溝共長(zhǎng)510m，經(jīng)計(jì)算，設(shè)計(jì)排泄能力都大于匯水量，滿足要求。

6.2.2 抗滑樁工程

由于滑坡前緣坡體較陡，推力較大，滑坡發(fā)生可能性大，為了提高邊坡整體安全系數(shù)，保證照寨組受威脅群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，在滑坡體中下部布置一排抗滑樁，采用鋼筋混凝土澆筑，樁底支承條件為鉸接。樁混凝土強(qiáng)度等級(jí)為C30，抗壓強(qiáng)度設(shè)計(jì)值為14.3Mpa，抗拉強(qiáng)度設(shè)計(jì)值1.43MPa，彈性模量3.0×104MPa?？够瑯稙榉綐叮瑯堕L(zhǎng)15m，樁截面高2.0m，寬1.5m，樁中心距4m，共27根，樁縱筋級(jí)別HRB400，樁箍筋級(jí)別HRB400，間距100mm。樁頂設(shè)置冠梁高1.0m。

該滑坡工程經(jīng)過(guò)上述方案治理后，邊坡能達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)，將帶來(lái)較高的防災(zāi)減災(zāi)效益、社會(huì)效益和經(jīng)濟(jì)效益。

7 結(jié)論

照寨滑坡治理在土力學(xué)基本理論的指導(dǎo)下、嚴(yán)格遵照滑坡及各種工程設(shè)計(jì)規(guī)范，通過(guò)對(duì)場(chǎng)區(qū)滑坡的變形活動(dòng)動(dòng)態(tài)和發(fā)展規(guī)律進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查和研究，針對(duì)滑坡的實(shí)際情況提出了治理措施，其目的明確，針對(duì)性強(qiáng)，對(duì)小型滑坡治理有很強(qiáng)的指導(dǎo)意義。