粵北山區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害搶險治理方案探析

陳強

摘 要：滑坡是粵北山區(qū)最常見、最主要的地質(zhì)災(zāi)害。本文結(jié)合工程實例，在現(xiàn)場勘查的基礎(chǔ)上，對滑坡特點、工程地質(zhì)和水文地質(zhì)特征、形成機理、穩(wěn)定性進行了深入分析。粵北山區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)灰?guī)r，滑坡土體呈現(xiàn)二元結(jié)構(gòu)特征，坡積粉質(zhì)黏土（滑坡土體）地表裂隙發(fā)育，暴雨期間雨水沿裂隙滲入軟化土體，土體飽和，強度降低;工程建設(shè)對坡腳進行了高角度的切坡開挖，砌石擋土墻質(zhì)量較差，易形成滑坡。黏性土邊坡破壞形式為圓弧滑動，屬于淺層潛蝕-滑移型土質(zhì)滑坡，滑移深度在10m以內(nèi)。滑坡?lián)岆U、治理的方案按兩個階段制定，即臨時性應(yīng)急搶險和永久性治理。

關(guān)鍵詞：滑坡?lián)岆U;地質(zhì)災(zāi)害;滑坡治理;應(yīng)急搶險;錨索;抗滑樁

Abstract： Landslide， which is a serious threat to the safety of the people's lives and property who live at the foot of the mountain， is the most common and main geological hazard in the mountainous areas of North Guangdong Province. Combining with engineering examples， this paper analyzes the characteristics， formation mechanism， hydrologic engineering geological conditions and stability of the landslide. It also puts forward a scheme of landslide rescue and treatment in two stages： temporary emergency rescue and permanent control. Such scheme not only eliminated most of the danger in the shortest time， but also eradicated the geological disaster of landslide.

Keywords： Landslide rescue; Geological disaster; Landslide treatment; Emergency rescue; Anchor cable; Anti-slide pile

0 前言

粵北地處南嶺山脈南部，該區(qū)地貌類型以低山、丘陵為主，山間河流兩側(cè)分布有河谷盆地?；率腔洷鄙絽^(qū)最常見、最主要的地質(zhì)災(zāi)害，滑坡常常給工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)及人民生命財產(chǎn)安全造成巨大的損失，有的甚至是毀滅性的災(zāi)難，因此，對突發(fā)性滑坡地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置的工作十分重要。對已滑動的滑坡地質(zhì)災(zāi)害進行搶險治理，既要能在最短時間內(nèi)控制險情，減少財產(chǎn)損失和人員傷亡、為后期滑坡治理贏得時間，又要考慮永久性治理措施從根本上消除安全隱患（陳生東，2011）。

1 工程概況

2016年5月16日韶關(guān)國家森林公園蓮花北路東側(cè)山體受連日強降雨影響，發(fā)生了滑坡地質(zhì)災(zāi)害，坡面出現(xiàn)了多道拉裂縫，其中滑坡后緣裂縫寬約35cm，垂直位移約1m，坡腳人工邊坡出現(xiàn)了鼓脹變形，局部已坍塌，嚴重威脅坡腳2棟居民樓50多人的生命財產(chǎn)安全?，F(xiàn)場通過踏勘調(diào)查對滑坡災(zāi)害基本情況、地質(zhì)背景、引發(fā)因素等進行了分析，該區(qū)地貌單元為丘陵地貌，滑坡前緣高程85m，后緣高程103m，滑坡體橫向長度約50m，縱向長度約40m，滑坡類型為土質(zhì)滑坡，滑坡規(guī)模約3000m3。據(jù)初步推斷，滑坡目前處于變形發(fā)展階段。

1.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

該滑坡位于韶關(guān)南東蓮花山背斜軸部，馬壩-大塘向斜西北側(cè)，軸向20°，長約10km，寬約5km。背斜西南傾伏，翼部發(fā)育次級同向褶曲。軸部出露泥盆系帽子峰組（DCm），翼部出露石炭系大賽壩組（CdS），兩翼地層傾角40°左右，北東翼被上中侏羅統(tǒng)不整合覆蓋，本區(qū)出露地層為下石炭統(tǒng)灰?guī)r層。

1.2 工程地質(zhì)條件

根據(jù)巖土工程勘察資料（廣東省地質(zhì)局第三地質(zhì)大隊，2016），按地層成因類型和巖土層性質(zhì)，地層自上而下分為：第四系坡積層（Qdl）和第四系殘積層（Qel），具體描述如下：

（1）坡積粉質(zhì)黏土（滑坡土體）（層序號3-1a）：由坡積土層向下滑移后形成，淺紅、棕紅、黃褐色，可塑狀，濕，主要由粉粒和黏粒組成，含少量風(fēng)化礫石和鐵錳質(zhì)結(jié)核。受滑坡擾動和雨水沖刷滲透影響，土芯較濕軟，遇水易崩解成散體狀。層厚4～6m，平均厚度4.81m。

（2）坡積粉質(zhì)黏土（層序號3-1）：坡積而成，淺紅、淺黃、黃褐色，可塑狀，濕，主要由粉粒和黏粒組成，含少量風(fēng)化礫石和鐵錳質(zhì)結(jié)核。土芯柱狀，遇水易崩解。層厚2.40～10.60m，平均厚度5.13m。

（3）殘積粉質(zhì)黏土（層序號4）：殘積而成，淺黃、褐黃、紫褐、灰褐色，硬塑狀為主，局部夾可塑狀，稍濕，主要由粉粒和黏粒組成，下部含少量灰?guī)r孤石和強風(fēng)化灰?guī)r塊石。土芯柱狀，稍有光澤，干強度中等，韌性中等。揭露層厚20.80～34.08m，平均厚度28.99m。

各巖土層的工程地質(zhì)參數(shù)建議值如表1所示：

1.3 水文地質(zhì)條件

該區(qū)地表水徑流主要為雨水和山體滲透水匯集并沿著山體和排水溝自上而下順勢流至山腳下市政排水溝，邊坡上方匯水面積約3000m2。

地下水埋藏較淺，穩(wěn)定水位埋深1.2～6.3m。地下水類型主要為第四系土層滯水和巖石裂隙水。上部第四系粉質(zhì)黏土層中含孔隙水，下部基巖含裂隙水。土層孔隙水與大氣降雨關(guān)系密切，孔隙水主要靠大氣降水、地表水的滲入和地下側(cè)向徑流補給;巖石裂隙和巖溶裂隙水主要為上部破碎巖中的孔隙水越流補給和上部山體雨水、泉水的側(cè)向補給。排泄則以側(cè)向地下徑流及大氣蒸發(fā)為主。

2 滑坡類型及形成機理

本區(qū)土體呈二元結(jié)構(gòu)特征，坡積粉質(zhì)黏土（滑坡土體）（層序號3-1a）在長期的風(fēng)化作用下產(chǎn)生裂隙，在暴雨時受雨水的沖刷，雨水沿裂隙滲入軟化土體，土體飽和，強度降低;滑坡前緣地帶在工程施工時，對坡腳進行了高角度的切坡開挖，使斜坡土體失去支撐，為滑坡提供了地形臨空面環(huán)境。以上因素導(dǎo)致下滑力增大，抗滑力減小，土體產(chǎn)生自身變形和沿軟弱結(jié)構(gòu)面或接觸面發(fā)生滑動，潛在滑移面大致為坡積粉質(zhì)黏土（層序號3-1a）與坡積粉質(zhì)黏土（層序號3-1）的接觸界面，黏性土邊坡破壞形式主要為圓弧滑動，屬于淺層潛蝕-滑移型土質(zhì)滑坡，滑移深度在10m以內(nèi)。

在滑移和坍塌后，邊坡頂部出現(xiàn)寬約30～50cm的張開型裂縫，坡面上零星分布有山頂上滑落下來的茶樹、灌木等，坡腳處原有石砌擋土墻已經(jīng)坍塌，1號辦公樓和相鄰民宅處地坪堆積有大量滑落下來的崩積物。原有砌石擋土墻因年久失修，擋土墻背土壓力增大后墻體膨脹變形，在滑坡土體的沖擊下原砌石擋土墻最終發(fā)生坍塌破壞。

綜上所述，坡體不良的巖土組合和結(jié)構(gòu)特點是邊坡滑移的內(nèi)因。雨水的滲透和沖刷作用加劇了邊坡的變形;工程施工對坡腳進行了高角度的切坡開挖，使斜坡土體失去支撐;重力擋土墻質(zhì)量較差，是主要的誘發(fā)因素。

3 滑坡穩(wěn)定性分析

對場地內(nèi)現(xiàn)狀邊坡進行穩(wěn)定性計算，根據(jù)場地巖土工程條件，按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2013），采用圓弧滑動計算穩(wěn)定系數(shù)，滑坡推力按傳遞系數(shù)法計算。計算公式如下：

式中：Ks為邊坡穩(wěn)定性系數(shù);ci為第i計算條塊滑動面上巖土體的黏結(jié)強度標(biāo)準值（kPa）;φi為第i計算條塊滑動面上巖土體的內(nèi)摩擦角標(biāo)準值（°）;li為第i計算條塊滑動面長度（m）;θi、αi為第i計算條塊底面傾角和地下水位面傾角（°）;Gi為第i計算條塊單位寬度巖土體自重（kN/m）;Gbi為第i計算條塊滑體表面建筑物的單位寬度自重（kN/m）;Pwi為第i計算條塊單位寬度的動水壓力（kN/m）;Ni為第i計算條塊滑體在滑動面法線上的反力（kN/m）;Ti為第i計算條塊滑體在滑動面切線上的反力（kN/m）;Ri為第i計算條塊滑動面上的抗滑力（kN/m）。

根據(jù)場地實際情況結(jié)合本次勘察成果，工況為天然狀態(tài)、地下水按實測水位、不考慮地震因素。計算參數(shù)：按表1選取?；略谔烊粻顟B(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)0.786，邊坡天然狀態(tài)下基本處于不穩(wěn)定。

經(jīng)工程對比及計算結(jié)果表明：場地內(nèi)大部坡體在天然狀態(tài)下基本不穩(wěn)定，一旦遇到連續(xù)降雨，滑體重量增大、滑動帶土體強度和抗滑力減小、產(chǎn)生靜水壓力，應(yīng)力條件向不利方向發(fā)展，次級滑坡體有可能發(fā)生再次滑坡的危險。

4 滑坡應(yīng)急治理方案

滑坡目前處于變形發(fā)展階段，嚴重威脅著坡腳居民的生命財產(chǎn)安全，因此將滑坡應(yīng)急治理分為臨時性應(yīng)急搶險和永久性治理兩個階段進行。

4.1 臨時性應(yīng)急搶險措施

（1）削方減載：沿坡面按照1∶1.5分兩級放坡削減滑坡體土方，以減小滑坡的下滑力，從而提高邊坡整體穩(wěn)定性。

（2）回填壓腳：將削坡的土方回填反壓坡腳，以提高滑坡的抗滑力，從而提高邊坡整體穩(wěn)定性。

（3）坡面封堵及地表排水。為了盡量減小降水及其它水流通過地表裂縫滲入地下對邊坡的穩(wěn)定性造成的不利，設(shè)計采用覆蓋塑料薄膜對坡面進行封閉處理。沿坡頂和馬道上設(shè)置截、排水溝，防止雨水進入滑坡體。

（4）監(jiān)測與巡查：對滑坡進行實時變形監(jiān)測和巡查，若發(fā)現(xiàn)變形過大或變形加速，立即向相關(guān)部門預(yù)警，并采取疏散群眾等措施。

通過臨時性應(yīng)急搶險措施基本解除了險情，最短時間確保了人民群眾的生命財產(chǎn)安全，并為開展永久性治理勘察、設(shè)計、施工贏得了時間。

4.2 永久性治理方案

工程地質(zhì)條件、水文地質(zhì)條件、場地周邊環(huán)境、工程永久性及邊坡現(xiàn)狀特點，本著“安全適用、技術(shù)先進、經(jīng)濟合理、保護環(huán)境”的原則（鄭穎人等，2010），從工程造價、工期、施工可行性等方面綜合考慮，確定采用噴錨+錨拉格構(gòu)+錨拉抗滑樁綜合支護體系（圖1）。

（1）“噴錨支護”加固一級坡面土體

一級坡面按1∶1.5放坡，采用噴錨進行坡體加固。錨桿采用Ф28鋼筋，長度15m，間距1.5m×1.5m;坡面掛Ф8鋼筋網(wǎng)間距100mm×100mm，噴C25砼厚150mm;一級平臺種植爬藤植物綠化坡面（圖2）。

（2）“錨拉格構(gòu)支護” 加固二級坡面土體

二級坡面按1∶1.5放坡，采用錨拉格構(gòu)進行坡體加固，預(yù)應(yīng)力錨索采用4束鋼絞線，長度35m，其中自由段7m，錨固段28m，抗拔力設(shè)計值260kN，鎖定值220kN;采用格構(gòu)（框架梁）行坡體加固，格構(gòu)采用半埋入式“#”形鋼筋砼框架梁，框架梁尺寸均為400mm（寬）×400mm（高）;梁砼C25，梁間距2m;錨桿位于格構(gòu)梁交點處，格構(gòu)間裸露土體種植草皮綠化（圖2）。

（3）“錨拉抗滑樁”加固坡腳

坡腳采用“錨拉抗滑樁”加固措施?？够瑯恫捎萌斯ね诳坠嘧?，樁徑1.2m，樁間距2m，樁長15m，錨固深度9m，樁身采用C30水下混凝土。預(yù)應(yīng)力錨索采用4束鋼絞線，兩道錨索，長度分別為35m、30m，其中自由段分別為8m、7m，錨固段分別為27m、23m，抗拔力設(shè)計值260kN，鎖定值220kN;坡面掛Ф8鋼筋網(wǎng)間距100mm×100mm，噴C25砼厚150mm;坡腳種植爬藤植物綠化坡面（圖2）。

整個工程的施工采用信息化動態(tài)施工，施工過程及時向設(shè)計單位反饋現(xiàn)場工程地質(zhì)情況，設(shè)計單位根據(jù)現(xiàn)場反饋信息不斷修正完善設(shè)計。

5 滑坡應(yīng)急治理效果分析

2016年5月18日進場搶險，2016年9月25日滑坡治理工程完工，從坡面上代表性監(jiān)測點W5號點的監(jiān)測數(shù)據(jù)可以看出：治理工程完工后滑坡變形已經(jīng)穩(wěn)定（圖3）。整個滑坡?lián)岆U治理實現(xiàn)了預(yù)期的目標(biāo)。

6 結(jié)論

（1）本滑坡屬于突發(fā)性淺層潛蝕-滑移型土質(zhì)滑坡，坡體不良的巖土組合和結(jié)構(gòu)、暴雨期間雨水的滲透和沖刷作用、人工活動對坡腳進行的高角度切坡開挖，是形成滑坡的主要因素。

（2）韶關(guān)森林公園蓮花北路東側(cè)滑坡災(zāi)情較嚴重，將滑坡?lián)岆U治理分為臨時性應(yīng)急搶險和永久性治理兩個階段進行，效果顯著。臨時性應(yīng)急搶險在最短時間內(nèi)基本消除險情，為后期綜合治理贏得了寶貴的時間。永久性治理從根本上治理該滑坡地質(zhì)災(zāi)害，保障了坡腳居民生命財產(chǎn)安全。

（3）“錨拉格構(gòu)”+“錨拉抗滑樁”主動受力型支護體系應(yīng)用于滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理，效果較好，值得推廣。

（4）滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理應(yīng)加強變形監(jiān)測工作，治理施工應(yīng)采用信息化動態(tài)施工。

參考文獻：

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