齊振宇 蘇愛軍

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 教育部長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心，湖北 武漢 430074)

三峽庫區(qū)某滑坡防治工程設(shè)計研究

齊振宇 蘇愛軍

(中國地質(zhì)大學(xué)(武漢) 教育部長江三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害研究中心，湖北 武漢 430074)

以三峽庫區(qū)某滑坡工程地質(zhì)勘察資料為依據(jù)，分析了該滑坡體的巖土組成和物理力學(xué)性質(zhì)以及造成滑坡的原因，針對該滑坡特點(diǎn)進(jìn)行了防治設(shè)計，提出了以抗滑樁和基巖山梁布設(shè)排水洞為主、開裂房屋灌漿加固和修筑排水溝為輔的綜合治理方案，使該滑坡得到及時有效的治理。

滑坡，應(yīng)急搶險，抗滑樁，綜合治理

0 引言

三峽庫區(qū)某滑坡南側(cè)坡體在建公租房建設(shè)項目，該項目北距國道(路面黃海高程812 m)45.0 m～105.0 m。2013年9月，由于在國道北側(cè)進(jìn)行大面積開挖形成高陡臨空面，導(dǎo)致該滑坡南側(cè)坡體產(chǎn)生滑移變形，A，B兩棟公租房北側(cè)地面出現(xiàn)平行房屋走向的拉裂縫，A，B兩棟公租房及其周圍擋土墻部分墻體開裂。針對出現(xiàn)的險情，相關(guān)部門開始對A，B兩棟公租房進(jìn)行變形觀測，通過變形觀測數(shù)據(jù)分析，A，B兩棟公租房變形仍有加劇的趨勢。

為了確保人民的生命財產(chǎn)安全和社會穩(wěn)定，相關(guān)部門采取應(yīng)急治理工程措施(鉆孔灌注樁、固結(jié)灌漿)對變形的A，B兩棟公租房進(jìn)行加固處理，使滑坡體變形速度得到明顯控制。為了保證該滑坡的長期穩(wěn)定，在應(yīng)急搶險的基礎(chǔ)上進(jìn)一步實(shí)施綜合治理措施(抗滑樁、排水洞、排水溝)[1，2]。下面將對一些關(guān)鍵技術(shù)問題進(jìn)行較詳細(xì)的分析、論述。

1 滑坡概況

該滑坡長約430 m，前緣寬約280 m，后緣寬約120 m，面積6.5×104m2，體積104×104m3，滑坡總體地形坡度為9°，平面形態(tài)呈瓶口狀，前緣高程780 m，后緣高程870 m，總體地勢南高北低。

根據(jù)巖土層物質(zhì)組分、孔隙發(fā)育程度、含水性分析，滑坡含(隔)水層組可劃分為第四系松散巖類孔隙含(隔)水層組和巖溶裂隙含水層，影響其穩(wěn)定性的主要是接受降水補(bǔ)給的第四系松散巖類孔隙水，水位埋深隨降水強(qiáng)度變化而變化。

2 變形監(jiān)測與一期應(yīng)急治理工程

針對滑坡前緣及公租房出現(xiàn)的裂縫，相關(guān)部門對公租房本身及滑坡整體進(jìn)行了監(jiān)測。結(jié)果顯示，自2013年9月26日～2013年11月，公租房整體向北西方向傾斜，傾斜角度約0.25°，房頂最大水平位移約10 cm,且變形仍有加劇的趨勢；另外滑坡后緣及周界地表沒有出現(xiàn)拉裂縫，拉裂縫主要集中于公租房北側(cè)地面，至公租房南側(cè)8 m位置消失。

基于上述情況，為保證公租房的安全，采取了鉆孔灌注樁、樁基灌漿、集水井的一期應(yīng)急治理工程措施。在公租房北側(cè)0.8 m處布設(shè)兩排鉆孔灌注樁(內(nèi)插工字鋼)，水平間距1.0 m，排距1.5 m，樁徑150 mm，共140根；對公租房北側(cè)和西側(cè)樁基布設(shè)1個～2個固結(jié)灌漿孔；另外在其南側(cè)5 m處布設(shè)集水井用來降低滑坡體地下水位，具體布置見圖1。

3 變形機(jī)制分析及穩(wěn)定性評價

3.1 變形機(jī)制分析

根據(jù)滑坡拉裂縫位置、工程施工情況并結(jié)合地下水位和地層巖性等綜合因素，分析認(rèn)為組成滑坡的碎石土、碎塊石土，結(jié)構(gòu)松散，孔隙度大，透水性好，滑帶含碳質(zhì)粉質(zhì)粘土夾碎石，透水性較差，加之持續(xù)的大到暴雨通過碎石土、碎塊石土滲入滑帶土，使地下水位線上升，碎石土、碎塊石土重度增加，滑帶土飽水，抗剪強(qiáng)度降低。由于該縣生態(tài)經(jīng)濟(jì)園場平過程中，在國道北側(cè)大面積開挖形成高陡臨空面，使地下水位線局部降低，地下水滲透壓力急劇增加，局部發(fā)生滑動破壞，使上部失去支撐形成臨空面，地下水位線又局部降低，地下水滲透壓力增加，進(jìn)一步向后發(fā)生滑動破壞，如此持續(xù)向后傳遞破壞直至A，B兩棟公租房以南6.0 m處，因此判定其破壞機(jī)制為前緣牽引式[3,4]。

表1 巖土物理力學(xué)參數(shù)

3.2 穩(wěn)定性評價

根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計及施工技術(shù)規(guī)范》的規(guī)定，工程等級為Ⅱ級，防治工程設(shè)計時安全系數(shù)取1.15，巖土物理力學(xué)參數(shù)見表1。分別以公租房南側(cè)6 m(裂縫終止處)和變形體后緣為邊界兩種可能的變形破壞方式對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行計算分析，計算方法采用傳遞系數(shù)法，計算程序采用作者編制的滑坡穩(wěn)定性計算與分析軟件進(jìn)行，分條情況如圖2所示。根據(jù)雨季和旱季地下水位情況的不同分兩種計算工況進(jìn)行計算，地下水位線根據(jù)前期勘察監(jiān)測資料、集水井水位及工程經(jīng)驗確定。巖土物理力學(xué)參數(shù)指標(biāo)如表1所示，得出典型剖面的穩(wěn)定性系數(shù)如表2所示。

表2 代表性剖面穩(wěn)定性系數(shù)

計算結(jié)果表明，以公租房南側(cè)6 m為后邊界計算穩(wěn)定性系數(shù)為0.960 5，處于不穩(wěn)定狀態(tài)，以滑坡后緣為后邊界計算穩(wěn)定性系數(shù)為1.052 7，處于穩(wěn)定狀態(tài)但安全儲備不足，必須采取適當(dāng)?shù)拇胧┯枰灾卫怼Ｍ瑫r為先前對該滑坡變形破壞機(jī)制判定為前緣牽引式提供了有力的佐證，即在誘發(fā)因素作用下滑坡變形不協(xié)調(diào)，導(dǎo)致前緣公租房南側(cè)產(chǎn)生拉裂縫，逐步向滑坡后緣擴(kuò)展至公租房北側(cè)(局部失穩(wěn)破壞，整體穩(wěn)定)。另外，根據(jù)工況2穩(wěn)定性系數(shù)可知在雨季來臨之前采取適當(dāng)?shù)拇胧σ炎冃蔚腁，B兩棟公租房進(jìn)行搶險加固并防止滑坡向后緣擴(kuò)展引起更大規(guī)模的滑坡也是十分迫切的。

4 滑坡二期綜合治理工程

根據(jù)滑坡整體剩余下滑力大、地下水位高的特點(diǎn)，在先前一期搶險工程的基礎(chǔ)上，按照安全、經(jīng)濟(jì)、簡單易實(shí)施的原則，確定該滑坡二期綜合治理方案為抗滑樁+排水洞+排水溝[5]。

4.1 排水洞與排水溝工程設(shè)計

A棟公租房西側(cè)基巖山梁中布設(shè)兩條排水洞通至滑體滑帶，排水洞采用圓拱直墻式斷面，斷面尺寸寬×高為2.0 m×2.5 m，主洞長242 m，支洞長142.5 m?；挛鱾?cè)邊界布設(shè)一條排水溝，排水溝截面尺寸寬×高為500 mm×700 mm，過水?dāng)嗝鏋榫匦危瑪嗝娉叽鐚挕粮邽?00 mm×300 mm。

4.2 抗滑樁設(shè)計

針對工程區(qū)兩種可能變形破壞方式進(jìn)行剩余下滑力計算，由于排水洞施工完成后地下水位得到有效控制，剩余下滑力計算過程中地下水位按設(shè)計控制地下水位考慮，計算剖面如圖3所示，抗滑樁設(shè)計抗滑力計算結(jié)果見表3。

表3 抗滑樁設(shè)計抗滑力

根據(jù)表3設(shè)計單寬下滑力及現(xiàn)場情況，確定在A，B兩棟公租房擋土墻北側(cè)4.05 m處布設(shè)一排抗滑樁，抗滑樁為方樁，采用A，B兩種類型[5]。A型抗滑樁布設(shè)在西側(cè)，樁中心間距5.0 m，樁截面尺寸寬×高為2.0 m×3.0 m，樁長26 m，嵌固深度11 m，共10根。B型抗滑樁布設(shè)在東側(cè)，樁中心間距5.0 m，樁截面尺寸寬×高為2.0×3.0 m，樁長25 m，嵌固深度11 m，共9根，抗滑樁以中風(fēng)化基巖為嵌固段?？够瑯稑俄敳荚O(shè)連系梁，連系梁截面尺寸寬×高為1 m×0.7 m。

4.3 治理效果評價

一期應(yīng)急治理工程施工完成后A，B兩棟公租房經(jīng)監(jiān)測未發(fā)現(xiàn)裂縫發(fā)展，整個邊坡的變形均在安全控制范圍內(nèi)，解決了短時間內(nèi)對滑坡及擬建建筑物支護(hù)的問題，滿足了抗滑工程的要求，為二期工程的順利開展贏得了寶貴的時間[6]。通過開挖排水洞疏導(dǎo)滑體中地下水不但減少滑體內(nèi)地下水向下游排泄量，降低了滲透壓力，防止滑坡前緣進(jìn)一步牽引破壞，而且提高了滑坡的整體穩(wěn)定性，大大降低了剩余下滑力。采用排水洞與抗滑樁相結(jié)合的方案不但使該滑坡得到徹底根治，而且與單純使用抗滑樁治理相比工程造價減少約40%。

5 結(jié)論和建議

綜上所述，可以得出如下結(jié)論和建議：

1)該滑坡為一大型牽引式滑坡，工程開挖產(chǎn)生高陡臨空面并在地下水滲透壓力作用下逐步失穩(wěn)破壞。

2)通過一期采用鉆孔灌注樁、固結(jié)灌漿、集水井等工程措施，公租房開裂得到有效控制，防止滑坡繼續(xù)向后緣變形破壞。

3)采用排水洞疏排地下水，降低了滑體內(nèi)地下水位，降低了滑坡前緣局部滲透壓力同時減少了剩余下滑力，與傳統(tǒng)單純使用抗滑樁對滑坡進(jìn)行治理相比大大降低了工程造價。

4)滑坡應(yīng)急治理工程結(jié)束后，應(yīng)在其關(guān)鍵部位設(shè)置少量變形監(jiān)測點(diǎn)，同時，應(yīng)進(jìn)一步完善滑坡體上的排水系統(tǒng)，從而確?；碌恼w穩(wěn)定。

[1] 王恭先.滑坡防治中的關(guān)鍵技術(shù)及其處理方法[J].巖石力學(xué)與工程學(xué)報，2005(21):20-29.

[2] 劉傳正.地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計的基本問題[J].水文地質(zhì)工程地質(zhì)，1995,22(1):7-11.

[3] 宋東日，任偉中，沈 波，等.牽引式滑坡的破壞機(jī)制及其加固措施探討——以某高速公路牽引式滑坡為例[J].巖土力學(xué)，2013(12):3587-3593.

[4] 袁從華，童志怡，盧海峰.牽引式滑坡特征及主被動加固比較分析[J].巖土力學(xué)，2008(10):2853-2858.

[5] 劉新榮，梁寧慧，黃金國，等.抗滑樁在邊坡工程中的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2006(1):56-62.

[6] 劉傳正，李瑞英，李鐵峰，等.三峽庫區(qū)白衣庵滑坡防治工程研究[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報，2003,14(1):48-54.

[7] 胡琪亮.邊坡地質(zhì)災(zāi)害治理技術(shù)研究和分析[J].山西建筑，2014，40(15)：86-87.

Research on a landslide prevention engineering design in Three Gorges reservoir area

Qi Zhenyu Su Aijun

(GeologicalDisasterResearchCenter,ThreeGorgesReservoir,EducationMinistry,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Taking a landslide engineering geological survey data in Three Gorges reservoir area as the basis, analyzed the rock and soil composition and physical and mechanical properties of the landslide and the reasons caused landslide, according to the landslide characteristics made prevention design, put forward the comprehensive treatment plan taking the anti slide pile and bedrock ridge drainage hole layout for the main, the crack housing grouting reinforcement and drainage ditch construction as supplement, made the landslide obtained timely and effective governance.

landslide, emergency rescue, anti slide pile, comprehensive treatment

2015-01-13

齊振宇(1989- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)09-0052-03

P642.22

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