白保國(guó)

(陜西省一八五煤田地質(zhì)有限公司，陜西 榆林 719000)

0 引言

橫山采油廠白狼城集輸站滑坡點(diǎn)地處大理河支流右岸，東距307國(guó)道約3 km，滑坡區(qū)旁側(cè)有采油廠廠區(qū)公路，交通較為便利。集輸站位于黃土溝壑區(qū)，造成滑坡地質(zhì)災(zāi)害的主要因素為地質(zhì)條件及降水，文中就滑坡產(chǎn)生機(jī)理進(jìn)行分析，并結(jié)合工程實(shí)際進(jìn)行治理。

1 地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

采油廠集輸站地貌屬黃土丘陵地貌，溝壑縱橫，地形起伏大，相對(duì)高差約180 m；屬于典型的黃土地貌，黃土沖溝發(fā)育，切割強(qiáng)烈，溝谷多呈“V”形，形成梁峁塬溝谷相間分布區(qū)，植被稀疏，水土流失嚴(yán)重。治理區(qū)位于鄂爾多斯臺(tái)向斜東翼陜北斜坡上，地層近水平展布，傾角1°～3°，屬于黃河一級(jí)支流無(wú)定河流域，二級(jí)支流大理河流域。

滑坡所在地為黃土梁峁溝壑區(qū)，沖溝發(fā)育，切割強(qiáng)烈，溝谷多呈“V”形，基巖僅在溝谷地段出露，谷坡較陡，坡度15°～28°，地貌呈臺(tái)階狀，上部陡，下部變緩。

1.2 地層巖性

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與地震

滑坡所在區(qū)域在大地構(gòu)造上屬于中朝準(zhǔn)地臺(tái)，按斷塊構(gòu)造劃分和大地構(gòu)造性質(zhì)、新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度、塊體運(yùn)動(dòng)方式、斷裂、地震活動(dòng)及應(yīng)力場(chǎng)特征，本區(qū)屬于鄂爾多斯斷塊隆起區(qū)和陜北高原隆起區(qū)一、二級(jí)構(gòu)造單元。

鄂爾多斯斷塊隆起內(nèi)部構(gòu)造簡(jiǎn)單，塊體完整性較好，不發(fā)育活動(dòng)斷裂，屬于穩(wěn)定塊體區(qū)，地震活動(dòng)微弱，無(wú)6級(jí)以上地震發(fā)生。根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》(GB1830620)，區(qū)內(nèi)地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為 0.35 s，地震動(dòng)峰值加速度小于0.05 g，相應(yīng)的地震基本烈度為Ⅵ級(jí)。

1.4 水文地質(zhì)條件

滑坡區(qū)地下水類(lèi)型主要為第四系松散層孔隙水、基巖風(fēng)化帶裂隙水。

第四系松散層孔隙水主要賦存于黃土孔隙中(孔洞和垂直節(jié)理發(fā)育)，由于區(qū)內(nèi)沖溝發(fā)育，其潛水呈不連續(xù)分布，該地下水埋深變化大。滑坡區(qū)賦存高含水地層，含水層為上更新統(tǒng)馬蘭黃土，其相對(duì)隔水層為上更新統(tǒng)古土壤或中更新統(tǒng)離石黃土?；聟^(qū)基巖風(fēng)化帶裂隙水一般埋藏較深，部分區(qū)段受補(bǔ)給影響其地下水相對(duì)富集。

2 滑坡基本特征及危害

2.1 滑體空間形態(tài)

橫山采油廠白狼城集輸站滑坡點(diǎn)坡度較緩，前緣臨靠東支溝，后緣面與前緣面高差30～45 m，總坡度30°～35°?；潞缶墝挾燃s150 m，中部寬度約180 m，前緣寬度約200 m，平均寬度約177 m，主滑長(zhǎng)度85～110 m，滑坡平均厚度約8.0 m，體積約155 760 m3，如圖1所示。

圖1 滑坡體空間形態(tài)示意Fig.1 Spatial form of landslide mass

2.2 滑坡變形特征及其危害

滑坡體后緣出現(xiàn)弧形的張拉裂縫，有錯(cuò)臺(tái)現(xiàn)象，滑坡體兩側(cè)呈“∩”型裂縫；后緣裂縫寬度2～36 cm，觀察深度0.5～1.5 m。后緣錯(cuò)臺(tái)高度0.2～0.5 m，陡坡段伴生表土滑塌體，前緣有明顯的擠出鼓脹開(kāi)裂現(xiàn)象，如圖2所示。

圖2 滑坡前緣擠脹開(kāi)裂現(xiàn)象Fig.2 Expansion and cracking at the front edge of landslide

根據(jù)前、后緣的滑坡特征形態(tài)與地表的張拉裂縫現(xiàn)象及勘查中鉆孔所揭露的滑動(dòng)面位置，該滑坡的滑動(dòng)面剖面形狀為向東傾斜的緩坡?；娲怪鄙疃?.8～10.0 m。平均深度約8.0 m，滑面相對(duì)高差2.0～15.0 m。

2.3 滑坡變形破壞及形成機(jī)理分析

滑坡的形成，是由黃土的特性、邊坡地貌形態(tài)和基巖面起伏狀態(tài)決定的。集輸站場(chǎng)地后緣有高峻的山體，由于人工開(kāi)挖，土體形成了新的空間形態(tài)，造成重力、地應(yīng)力重新分布；黃土的結(jié)構(gòu)和物質(zhì)成分是形成黃土滑坡的物質(zhì)基礎(chǔ)，黃土在沉積時(shí)，形成欠壓密、低濕度、高孔隙率的特性，物質(zhì)成分主要為石英、長(zhǎng)石，粘粒成分主要是中等親水性的伊利石。作為黃土骨架的砂粒和粗粉粒，在天然狀態(tài)下，由于上述膠結(jié)物的凝聚結(jié)晶作用被牢固的粘結(jié)著，故使?jié)裣菪渣S土具有較高的強(qiáng)度，而遇水時(shí)，水對(duì)各種膠結(jié)物具有溶解軟化作用，土的強(qiáng)度突然下降便產(chǎn)生濕陷，地表出現(xiàn)裂隙裂縫。地下水是土質(zhì)滑坡最為重要的誘發(fā)因素。土體含水量，無(wú)論是人為用水還是降雨造成，含水量都是滑坡失穩(wěn)的決定因素，當(dāng)土體飽和失穩(wěn)時(shí)，滑動(dòng)帶以塑性摩擦滑移。大氣降水作為地下水補(bǔ)給來(lái)源，在黃土滑坡形成的條件中，地下水的活動(dòng)為斜坡變形破壞提供了十分重要的動(dòng)力條件。地下水沿裂隙空隙下滲并常在溝谷底部溢出，改變了斜坡的水文地質(zhì)條件，一方面增加了斜坡土體的重量，對(duì)不穩(wěn)定土體產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力及向上的浮托力；另一方面降低了斜坡軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，并起著溶解、沖刷、軟化的作用，使不穩(wěn)定土體和穩(wěn)定土體之間的粘結(jié)力減小，降低了黃土斜坡土體的穩(wěn)定性。場(chǎng)地4個(gè)臺(tái)階建成后原有沖溝被掩埋，地下水流場(chǎng)發(fā)生變化，雨后地表水疏導(dǎo)不暢，強(qiáng)烈下滲，局部形成滯水，造成地下水向古沖溝低洼地帶滲透或者向土體邊坡滲透。從山頂?shù)綔瞎?，基巖面呈臺(tái)階狀分布，在地下水和重力的作用下，破壞了土體穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，出現(xiàn)濕陷、張裂、失穩(wěn)、蠕動(dòng)或滑移，造成了黃土新生坡基滑坡的跡象或重大滑坡的征兆。馬蘭黃土是滑坡的主體，馬蘭黃土具有很強(qiáng)的濕陷性，節(jié)理裂隙發(fā)育，屬于易滑地層。

2.4 滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)實(shí)地踏勘及鉆探勘察，滑坡地貌明顯，滑坡基底基巖面呈臺(tái)階狀分布，濕陷性黃土在一定壓力作用下，遇水后發(fā)生顯著的沉陷。滑坡體呈現(xiàn)“簸箕狀”或“舌狀”，滑坡體后緣已出現(xiàn)高差1.5 m的錯(cuò)臺(tái)及多處張裂隙、剪裂縫，并在雨季頻繁發(fā)生。溝谷地段地勢(shì)低洼，滑坡體向溝谷方向表現(xiàn)出不斷加重趨勢(shì)，前緣有順坡滑移的現(xiàn)象，出現(xiàn)鼓脹隆起，底部蠕滑錯(cuò)動(dòng)。在場(chǎng)地東部邊坡地段，同樣出現(xiàn)黃土濕陷及大小不等的裂隙，邊坡失穩(wěn)，形成了黃土潛在滑坡威脅，均反映了場(chǎng)地目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)。對(duì)廠區(qū)的設(shè)施及辦公區(qū)造成直接威脅。

滑坡變形破壞表現(xiàn)形式為前緣剪出，后緣出現(xiàn)拉裂縫、漏水洞；站場(chǎng)建設(shè)期間，削坡場(chǎng)平，其填土區(qū)未有效夯實(shí)及硬化處理，包括排水渠滲漏、工業(yè)廢水等水源下滲，使得坡體土被反復(fù)浸潤(rùn)，致其抗剪強(qiáng)度降低，又使隔水層形成的滯水帶致土體軟化，力學(xué)強(qiáng)度低，導(dǎo)致上部土體及自身重力增大而下滑，前緣臨空面在坡體上形成拉應(yīng)力，前緣出現(xiàn)擠脹鼓起或出現(xiàn)溜滑現(xiàn)象，在后緣產(chǎn)生橫向的裂縫，由于前緣的滑動(dòng)又引起后面土體拉裂縫，從而逐漸形成橫向的拉裂縫。目前裂縫處于潛在發(fā)展期，總體看，該滑坡為牽引-拉裂式滑坡，破壞模式為蠕滑-拉裂型。

3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害的整治措施

對(duì)滑坡形成的主要因素以及不同的成因，實(shí)施不同工程的措施并進(jìn)行治理。依據(jù)橫山采油廠白狼城集輸站滑坡的形成，分部分進(jìn)行整治，依次為抗滑樁，坡面平整壓實(shí)，排水工程，其中抗滑樁工程為主體工程。

3.1 抗滑樁

3.1.1 抗滑樁

分A型抗滑樁和B型抗滑樁2種樁型，A型抗滑樁樁長(zhǎng)14 m，設(shè)計(jì)滑坡推力為973.859 kN/m；B型抗滑樁樁長(zhǎng)16 m，設(shè)計(jì)滑坡推力1 315.565 kN/m。推力按矩形分布進(jìn)行設(shè)計(jì)，樁中心距為6 m。

施工A型抗滑樁數(shù)4根，采用全埋式，樁截面尺寸2 m×2.5 m，嵌入穩(wěn)定巖層深度為樁長(zhǎng)的2/5，即入巖深度為5.6 m，按最大剪力9 600.424 N，極限彎矩31 991.99 kN·m控制配筋。B型抗滑樁數(shù)為23根，樁長(zhǎng)16.0 m，樁截面尺寸2 m×2.5 m，嵌入穩(wěn)定巖層深度為樁長(zhǎng)的2/5，即入巖深度為6.4 m，按最大剪力12 637.307 kN，極限彎矩52 683.09 kN·m控制配筋。

3.1.2 擋土墻

在抗滑樁的施工過(guò)程中，孔內(nèi)會(huì)出現(xiàn)流泥、滲水、積水等問(wèn)題，致使鎖口輕微下沉，為保證安全施工及施工質(zhì)量，在抗滑樁靠山側(cè)施工擋土墻是必要的保證措施。在白狼城集輸站滑坡點(diǎn)治理中，完成17號(hào)抗滑樁靠山側(cè)擋土墻5.0 m×0.8 m×2.0 m(長(zhǎng)×寬×高)、1～8號(hào)抗滑樁靠山側(cè)擋土墻(斷面呈“凸”狀，長(zhǎng)47 m、下部寬1.3 m、上部寬0.8 m、高4.0 m)和1～8號(hào)抗滑樁上方重力式擋土墻(斷面呈階梯狀，長(zhǎng)19.2 m，下部寬1.8 m，上部寬1.2 m，高3.8 m)3座，以保證孔口及孔底施工人員安全，如圖3所示。

圖3 施工完畢的擋土墻Fig.3 Completed retaining wall

3.1.3 高壓旋噴樁

在滑坡治理期間，在抗滑樁施工的過(guò)程中出現(xiàn)了流泥、滲水問(wèn)題，致使正常的人工挖孔不能滿足施工需求，區(qū)域土層為馬蘭黃土，含水層厚度約6～8 m，含水量大、呈流塑狀，容易造成塌方，威脅人身安全。為確保工程進(jìn)度、保證工程質(zhì)量，采用“高壓旋噴樁帷幕支護(hù)方案”對(duì)抗滑樁四周進(jìn)行加固處理。在預(yù)定位置以高壓設(shè)備使?jié){液成為20 MPa的高壓流用噴嘴中噴射出來(lái)，沖擊破壞土體，當(dāng)流量大、速度快和呈脈動(dòng)狀的噴射流超出土體強(qiáng)度時(shí)，在噴射流的沖擊力、離心力和重力等的作用下，與漿液攪拌混合，并按一定的漿土比例和質(zhì)量大小有規(guī)律的重新排列。噴嘴一邊旋轉(zhuǎn)一邊提升，漿液凝固后則形成圓樁狀固結(jié)體旋噴樁。采用水灰比1∶1；形成樁徑φ500 mm的旋噴樁；施工中控制提升速度10～25 cm/min；漿壓20～25 MPa；漿液流量 80～120 L/min；旋轉(zhuǎn)速度15 r/min；旋噴提升速度 10～15 cm/min，以保證旋噴質(zhì)量。

3.1.4 滲水井

針對(duì)抗滑樁樁孔內(nèi)滲水嚴(yán)重，根據(jù)實(shí)際地質(zhì)情況，分別在一標(biāo)段和二標(biāo)段各施工4個(gè)滲水井，采用2種規(guī)格，φ600 mm×7.5 m滲水井2個(gè)，φ360 mm×12.5 m滲水井2個(gè)，分別下入規(guī)格為φ325 mm×6.0 m和φ219 mm×10.5 m的濾水管，填入3～8 mm礫石作為濾料，經(jīng)過(guò)不斷的抽排水，有效減少了抗滑樁樁孔內(nèi)的滲水量，如圖4所示。

圖4 正在施工的滲水井Fig.4 Seepage well under construction

3.2 坡面平整

為保證治理后坡面的整體穩(wěn)定性，對(duì)抗滑樁后側(cè)的坡體進(jìn)行坡面平整壓實(shí)，根據(jù)坡面的不同分別進(jìn)行削坡、填方，設(shè)置2～3級(jí)平臺(tái)，與現(xiàn)有坡體形成兩級(jí)邊坡，在第一級(jí)邊坡坡面進(jìn)行漿砌片石坡面防護(hù)，漿砌片石護(hù)坡厚40 cm，如圖5所示。

圖5 抗滑樁上方漿砌片石護(hù)坡Fig.5 Mortar rubble slope protection above anti slide pile

3.3 排水工程

排水工程主要由排水溝與急流槽構(gòu)成。

坡體上排水溝布置在坡頂、坡體中部和抗滑樁后側(cè)共3排。排水溝采用0.5 m×0.5 m尺寸，用M10水泥砂漿MU30片石內(nèi)勾縫砌筑。水流順排水溝流入坡體中下部急流槽中，急流槽采用C20混凝土砌筑。在滑坡邊界外側(cè)設(shè)置A型截水溝，共施工4條排水溝，2條急流槽，如圖6所示。

圖6 排水溝與急流槽Fig.6 Drainage ditch and chute

4 治理效果

橫山采油廠白狼城集輸站滑坡點(diǎn)治理工程完成抗滑樁27根，其中A型抗滑樁4根，B型抗滑樁23根；抗滑樁擋土墻3座；每個(gè)抗滑樁周?chē)贾酶邏盒龂姌?6個(gè)，共計(jì)高壓旋噴樁為720個(gè)；施工4個(gè)滲水井；對(duì)抗滑樁上方坡體進(jìn)行填方，形成人工填方邊坡，使上方的坡體與現(xiàn)有坡體形成兩級(jí)邊坡，在第一級(jí)邊坡面用漿砌片石進(jìn)行坡面防護(hù)；施工排水溝4條，急流槽2條，抗滑樁、擋土墻、坡面平整和排水溝等部分工程經(jīng)驗(yàn)收符合設(shè)計(jì)及規(guī)范要求。

通過(guò)對(duì)滑樁進(jìn)行高壓旋噴樁帷幕加固，成功解決了流泥、積水和滲水等問(wèn)題，使抗滑樁施工得以順利進(jìn)行。通過(guò)對(duì)抗滑樁坡體人工填方邊坡，有效增加了坡面的整體穩(wěn)定性。

5 結(jié)論

滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生對(duì)人們的生產(chǎn)和生活帶來(lái)了嚴(yán)重影響，目前滑坡的治理方法有很多，其中支擋、排水在滑坡治理工程中具有靈活性、實(shí)用性；在進(jìn)行滑坡治理的過(guò)程中，要結(jié)合實(shí)際地質(zhì)、地形條件并綜合分析后選擇最佳治理方案，最大限度的避免滑坡現(xiàn)象的發(fā)生。建議日常及時(shí)對(duì)坡體上存在的裂縫、落水洞等下滲通道予以修復(fù)，以減少地表水的下滲，防止次生災(zāi)害發(fā)生；對(duì)易產(chǎn)生滑坡的地段進(jìn)行長(zhǎng)期觀測(cè)，并適當(dāng)布設(shè)滲水井，確保地下水排放，消除安全隱患。