史建勇

(中煤長(zhǎng)江生態(tài)環(huán)境科技有限公司，江蘇 南京 210046)

0 前 言

隨著山區(qū)工程建設(shè)的推進(jìn)，無(wú)法避免對(duì)山體進(jìn)行開(kāi)挖，破壞邊坡的平衡狀態(tài)，在極端環(huán)境情況下，極易發(fā)生滑坡及崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。為了避免滑坡對(duì)人民的生命和財(cái)產(chǎn)安全造成危害，對(duì)滑坡進(jìn)行分析研究和治理是必要的[1-4]。目前，已有大量學(xué)者對(duì)滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了研究。許英姿[5]以三峽庫(kù)區(qū)巴東太磯頭東滑坡為例，研究了格構(gòu)錨固的機(jī)理、設(shè)計(jì)理論及方法，認(rèn)為格構(gòu)梁和錨固工程相結(jié)合不僅可以加固深層土體，而且能兼顧淺層護(hù)坡。馮興亮等[6]通過(guò)對(duì)蓉遵高速公路某滑坡的機(jī)理和穩(wěn)定性進(jìn)行分析，提出了綜合治理方案，認(rèn)為錨索+抗滑樁結(jié)合坡面輔助措施可以很好地提高滑坡的穩(wěn)定性。但是，普通的格構(gòu)錨固體系在實(shí)際工程應(yīng)用中存在一定的局限性。對(duì)于下滑力較大的土質(zhì)邊坡，格構(gòu)梁需要承受較高的預(yù)應(yīng)力，格構(gòu)梁可能受力嵌入土層，無(wú)法起到淺層護(hù)坡的效果，楊銘等[7]提出了筏板式格構(gòu)-錨桿-錨索復(fù)合抗滑新型支擋結(jié)構(gòu)，采用此結(jié)構(gòu)提高了格構(gòu)護(hù)坡的整體效果。

本文以江蘇省鎮(zhèn)江市句容地區(qū)蓮山北側(cè)滑坡為例，從滑坡的地質(zhì)構(gòu)造、地質(zhì)條件、滑坡的地質(zhì)基本特征及穩(wěn)定性等方面進(jìn)行綜合分析設(shè)計(jì)，并提出相應(yīng)的治理方案。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料和現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查情況分析，治理區(qū)地貌類型屬于低山丘陵區(qū)，由數(shù)座山峰連綿組成。地形起伏變化較大，附近海拔最高處為南部的蓮山，山頂標(biāo)高約250 m。近年來(lái)，由于建筑修建對(duì)蓮山北側(cè)山體進(jìn)行不同程度的開(kāi)挖，多處臨空邊坡，局部已發(fā)生了滑塌。治理區(qū)山體坡度總體較陡，一般45°～60°，局部超過(guò)70°，接近直立。

1.2 氣象條件

工程區(qū)屬北亞熱帶中部氣候區(qū)，具有明顯的季風(fēng)特征，干濕冷暖、四季分明、熱量充裕、無(wú)霜期長(zhǎng)、雨水豐沛、光照充足，氣候條件比較優(yōu)越。年平均氣溫15.2℃。雨水豐沛，年降水量1 058.8 mm，常年各季雨量分配：春季256 mm，占24%；夏季497.6 mm，占47%；秋季194 mm，占18%；冬季112.0 mm，占11%。鎮(zhèn)江市常年平均風(fēng)速為3.5 m/s，3月份平均風(fēng)速約4.2 m/s，為全年最大。

1.3 水文地質(zhì)條件

邊坡治理范圍內(nèi)無(wú)較大的地表水系，但根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，汛期時(shí)坡腳處排水溝匯水量較大。但是，工程區(qū)賦含地下水，主要為松散巖類孔隙水和巖溶裂隙水。松散巖類孔隙水含水層巖性主要為上部填土及碎石土，受季節(jié)影響明顯。以大氣降水為主要補(bǔ)給源，以地表泄流、大氣蒸發(fā)、地下滲流為主要排泄途徑。巖溶裂隙水主要賦存于灰?guī)r的風(fēng)化裂隙和構(gòu)造裂隙中，具有微承壓性，該層主要接受大氣降水和潛水補(bǔ)給，沿風(fēng)化裂隙、構(gòu)造裂隙滲流，且松散巖類裂隙水直接補(bǔ)給巖溶裂隙水。根據(jù)野外鉆探顯示，坡腳鉆孔中穩(wěn)定水位在2.0～2.5 m，坡面處鉆孔中穩(wěn)定水位在6.0～6.5 m。

1.4 地質(zhì)構(gòu)造與地震

治理區(qū)經(jīng)歷過(guò)多期構(gòu)造活動(dòng)，地質(zhì)構(gòu)造相當(dāng)復(fù)雜，構(gòu)造類型眾多，但從區(qū)域總體構(gòu)造格架看，區(qū)內(nèi)區(qū)域性地質(zhì)構(gòu)造主要有龍?zhí)丁獋}(cāng)頭復(fù)式背斜、范家塘復(fù)式向斜、寶華山—巢風(fēng)山復(fù)式背斜及寶華山—東培山斷裂等。其中范家塘復(fù)式向斜緊鄰本治理區(qū)北部，呈東西向延伸，兩端被巖體侵吞長(zhǎng)11 km，寬1～3 km，核部為范家塘組，產(chǎn)狀較平緩，兩翼為三疊—石炭系，巖層較陡立或倒轉(zhuǎn)。該區(qū)及附近歷史上曾發(fā)生過(guò)多次破壞性地震，分別為1630年2月4日句容北4.75級(jí)地震，1679年12月26日溧陽(yáng)5.5級(jí)地震，1839年10月12日溧陽(yáng)西5級(jí)地震，1913年4月3日鎮(zhèn)江5.75級(jí)地震，1930年1月3日鎮(zhèn)江5.25級(jí)地震，1974年4月22日溧陽(yáng)5.5級(jí)地震，1979年7月9日溧陽(yáng)6.0級(jí)地震。其中尤以近40年前的溧陽(yáng)2次地震破壞性較大，發(fā)生地位于茅山東麓溧陽(yáng)市上沛一帶。1979年溧陽(yáng)地震共造成死亡41人、重傷654人、輕傷2 305人，共損壞房屋343 659間。其中，倒塌93 554間，嚴(yán)重破壞72 633間，中等破壞106 238間，輕微損壞71 234間，直接經(jīng)濟(jì)損失13 589萬(wàn)元，間接經(jīng)濟(jì)損失約4 058萬(wàn)元，共計(jì)損失約1.76億元。

該治理區(qū)抗震設(shè)防烈為7度，地震設(shè)計(jì)分組為第一組，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10 g。

1.5 工程地質(zhì)條件

巖土層可劃分四大工程地質(zhì)層，5個(gè)亞層。描述如下。

①填土：黃褐色、稍濕、松散，主要成分為粉質(zhì)黏土，偶夾小石子及植物根莖，厚度0.3～0.7 m。

②粉質(zhì)黏土：黃褐色、硬塑、切面光滑、干強(qiáng)度及韌性高、含氧化物及礦物質(zhì)，且具礦物質(zhì)浸染斑紋，局部粘粒含量較高，主要集中于Ⅱ區(qū)的山坳處，厚度0.5～4.0 m。

③碎石土：雜色、密實(shí)，粉質(zhì)黏土夾泥塊狀碎石，碎石粒徑5～7 cm，少量可達(dá)10 cm，含量約40%稍濕，厚度0.4～3.5 m。

④-1強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r：灰白色、風(fēng)化強(qiáng)烈呈碎塊狀，直徑1～2 cm，強(qiáng)度較低，局部夾含硬塊直徑約3 cm，強(qiáng)度較高，厚度約0.5～7.7 m。

④-2中風(fēng)化灰?guī)r：灰白色，巖性完整呈柱狀，局部呈碎塊狀。直徑2～5 cm，節(jié)長(zhǎng)5～40 cm，塊狀構(gòu)造，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，具溶蝕現(xiàn)象，局部巖芯表面呈蜂窩狀，沿裂隙發(fā)育方解石細(xì)脈。

2 治理區(qū)地質(zhì)災(zāi)害基本特征

由于治理范圍內(nèi)邊坡現(xiàn)狀、地層情況等差別較大，因此，為了方便描述與分析滑坡的具體特征，現(xiàn)將治理區(qū)分為4個(gè)分區(qū)，Ⅰ區(qū)位于治理區(qū)的西側(cè)；Ⅱ區(qū)位于治理區(qū)的中部；Ⅲ區(qū)位于治理區(qū)東部；Ⅳ位于治理區(qū)Ⅲ-1與Ⅲ-2之間的陽(yáng)角區(qū)，分區(qū)如圖1所示。

圖1 邊坡治理分區(qū)圖

2.1 Ⅰ區(qū)基本特征

Ⅰ區(qū)的投影面積約9 400 m2，原始地貌為低山丘陵，由于工程建設(shè)對(duì)原始山體進(jìn)行開(kāi)挖，邊坡坡頂高程為+58.00 m，坡腳道路高程為+18.00 m。由于工程建設(shè)時(shí)對(duì)邊坡采用削坡處理，坡腳處現(xiàn)存在4級(jí)臺(tái)階，臺(tái)階高度約10 m，臺(tái)階邊坡坡率為約1.75∶1，馬道寬度為5～8 m，最窄處約2.0 m，邊坡的整體坡度約1∶1。

地層中夾含大量不穩(wěn)定的雜色碎屑巖層，如最西側(cè)夾含紫紅色的砂巖，中部多夾灰黃色泥質(zhì)灰?guī)r，局部存在泥質(zhì)夾層等，且灰?guī)r多以鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)為主，泥質(zhì)灰?guī)r的產(chǎn)狀為324°∠34°。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育、巖體破碎嚴(yán)重、結(jié)構(gòu)面以泥質(zhì)充填為主。因此，在降雨沖刷下，部分泥質(zhì)夾層滑塌，巖體間的泥質(zhì)被沖刷，形成大量的孔洞。

2.2 Ⅱ區(qū)基本特征

Ⅱ區(qū)位于Ⅰ區(qū)東側(cè)，分區(qū)的投影面積約8 500 m2，該區(qū)域植被存在明顯差別，且交界線呈圈椅狀，表明該區(qū)域發(fā)生過(guò)滑坡地質(zhì)災(zāi)害。同時(shí)，該分區(qū)下部亦存在較明顯的陡坎，表明近期發(fā)生過(guò)滑動(dòng)?；聦挾葹?0 m，滑坡長(zhǎng)度為75 m，滑向?yàn)?55°，滑體最大厚度為4.0 m，平均厚度2.0 m。

根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查及鉆孔資料顯示，滑體以粉質(zhì)黏土為主，滑面位于粉質(zhì)黏土與強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r的土巖交界面上，滑坡總方量約17 000 m2，屬小型土質(zhì)滑坡。同時(shí)，由于該區(qū)位于山坳處，匯水量較大，山間匯水最終沖刷形成深0.5 m、寬0.4 m的沖溝。

2.3 Ⅲ區(qū)基本特征

Ⅲ區(qū)位于最西側(cè)，分區(qū)的投影面積約6 500 m2，原始地貌為低山丘陵，由于工程建設(shè)對(duì)原始山體進(jìn)行開(kāi)挖，邊坡坡頂高程為+48 m，坡腳道路高程為+18 m。坡腳工程建設(shè)時(shí)對(duì)邊坡采用削坡處理，現(xiàn)該區(qū)存在2～3級(jí)臺(tái)階，臺(tái)階高度約10 m，臺(tái)階邊坡坡率為約1.75∶1，馬道寬度為5～8 m，最窄處約2.0 m，邊坡的整體坡率約1∶1。

根據(jù)該區(qū)內(nèi)地質(zhì)調(diào)查及相關(guān)鉆孔，Ⅲ-1區(qū)地層巖性以薛家村組角礫狀灰?guī)r為主，坡頂存在約1.0 m厚的覆蓋層。地層中夾含大量不穩(wěn)定的雜色碎屑巖層，以鈣質(zhì)、泥質(zhì)膠結(jié)為主，巖體結(jié)合差，近碎散體，外力作用下巖體易從表面滾落。部分區(qū)域巖溶發(fā)育，根據(jù)調(diào)查溶洞的高度約6 m，深度為4.0 m。

Ⅲ-2 區(qū)以灰?guī)r為主，節(jié)理裂隙發(fā)育，以泥質(zhì)膠結(jié)為主，局部呈塊狀結(jié)構(gòu)，灰?guī)r的整體性較好，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀為335°∠42°。部分區(qū)域巖溶發(fā)育，根據(jù)調(diào)查溶洞的高度約6 m，深度為4.0 m。

2.4 Ⅳ區(qū)基本特征

Ⅳ區(qū)位于Ⅲ-1與Ⅲ-2之間，分區(qū)投影面積約1 200 m2，由于兩側(cè)臨空，因此，其穩(wěn)定性比Ⅲ區(qū)差，需要進(jìn)行加密處理

3 滑坡成因分析

3.1 不良地質(zhì)作用

治理區(qū)范圍為薛家村、青龍組等多組灰?guī)r地層，在地下水影響下，巖溶發(fā)育；其中薛家村組含膏溶角礫狀灰?guī)r，由于石膏遇水極易溶蝕成洞穴，引起頂板巖石的壓裂塌落，其塌落的巖石角礫與殘留的石膏混合膠結(jié)成角礫巖。受地下水影響，洞穴內(nèi)的石膏及填充物等流失后形成大量洞穴。

根據(jù)鉆孔顯示，多數(shù)鉆孔內(nèi)均存在巖溶現(xiàn)象，鉆進(jìn)時(shí)無(wú)漏水，屬全充填狀態(tài)，充填物主要為粉質(zhì)黏土，夾含中風(fēng)化巖塊，巖塊直徑2～4 cm；根據(jù)地面調(diào)查及鉆探顯示，溶洞的最大尺寸為5.6 m。

3.2 人類工程活動(dòng)

滑坡治理區(qū)內(nèi)，人類工程活動(dòng)主要為修建坡腳建筑物。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，建筑物修建活動(dòng)造成山體邊坡原始地形發(fā)生改變，造成坡腳出現(xiàn)臨空面。

4 安全穩(wěn)定性分析

滑坡為楔形滑動(dòng)和平面滑動(dòng)，采用極限平衡原理、傳遞系數(shù)法進(jìn)行滑坡穩(wěn)定性計(jì)算。

4.1 力學(xué)參數(shù)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、鉆探等成果，并參考有關(guān)規(guī)范及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)，采用的巖土物理力學(xué)參數(shù)見(jiàn)表1。

表1 巖土層物理力學(xué)參數(shù)

4.2 計(jì)算結(jié)果

根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(DZ/T 0219—2006)規(guī)定，在自重+地下水工況下，抗滑安全系數(shù)Ks=1.15～1.30。通過(guò)計(jì)算，治理區(qū)Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ的安全系數(shù)分別為1.13、0.94、1.09和1.03。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(GB/T 32864—2016)可知治理區(qū)Ⅰ、Ⅲ和Ⅳ處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，Ⅱ區(qū)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，有必要對(duì)滑坡進(jìn)行相關(guān)治理。

5 設(shè)計(jì)方案

5.1 防治等級(jí)、設(shè)計(jì)參數(shù)

根據(jù)各區(qū)域穩(wěn)定性及破壞模式，綜合考慮經(jīng)濟(jì)、技術(shù)可行性，針對(duì)4個(gè)地質(zhì)災(zāi)害分區(qū)進(jìn)行治理。同時(shí)，根據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》(GB/T 38509—2020)[8]確定該工程項(xiàng)目防治工程等級(jí)為三級(jí)，并選取設(shè)計(jì)安全系數(shù)為1.2。

5.2 設(shè)計(jì)思路

治理區(qū)位于寶華山高鐵站附近、G312國(guó)道南側(cè)的江蘇可一數(shù)字文化發(fā)展有限公司南側(cè)，其地質(zhì)災(zāi)害隱患嚴(yán)重威脅了周邊企業(yè)人員車輛安全。因此，本項(xiàng)目的重點(diǎn)為消除該區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害隱患。本著因地制宜、安全可靠的原則，治理區(qū)治理思路如下。

1)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害治理。治理區(qū)邊坡以巖質(zhì)邊坡為主，絕大部分分區(qū)均存在滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害隱患，根據(jù)委托方要求，治理區(qū)內(nèi)邊坡無(wú)法進(jìn)行削坡，因此，主要采用錨桿格構(gòu)進(jìn)行加固。

2)治理區(qū)生態(tài)環(huán)境治理。通過(guò)掛網(wǎng)客土噴播、普通噴播對(duì)治理區(qū)所有坡面進(jìn)行綠化。

5.3 治理工程設(shè)計(jì)

1)Ⅰ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)方案。該區(qū)地層以薛家村組灰?guī)r為主，邊坡整體穩(wěn)定，臺(tái)階邊坡基本穩(wěn)定，存在楔形滑動(dòng)的可能性，滑面傾角33°(視傾角31°)，另外，該區(qū)域存在崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患。主要采用錨桿格構(gòu)、掛網(wǎng)客土噴播并結(jié)合截排水系統(tǒng)進(jìn)行治理。

錨桿類型為全長(zhǎng)粘結(jié)性錨桿，錨桿孔直徑D=0.13 m，傾角25°(水平向下)，錨桿長(zhǎng)度分為8.7 m及5.7 m，材料為φ20的HRB400普通螺紋鋼筋，錨桿間距豎向2.5 m，水平向2.5 m；格構(gòu)梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，斷面尺寸為0.3 m×0.3 m，每隔15 m設(shè)置伸縮縫；坡面格構(gòu)內(nèi)采用掛網(wǎng)客土噴播進(jìn)行綠化，平臺(tái)覆土普通噴播進(jìn)行綠化。

2)Ⅱ區(qū)治理工程設(shè)計(jì)方案。該區(qū)以粉質(zhì)黏土為主，暴雨工況處于不穩(wěn)定狀態(tài)，該區(qū)主要采用錨桿格構(gòu)、普通噴播并結(jié)合截排水系統(tǒng)進(jìn)行治理。

錨桿類型為全長(zhǎng)粘結(jié)性錨桿，錨桿孔直徑D=0.13 m，傾角25°(水平向下)，錨桿長(zhǎng)度為8.7 m，材料為φ36的HRB400普通螺紋鋼筋，錨桿間距豎向3.0 m，水平向3.0 m；格構(gòu)梁混凝土設(shè)計(jì)強(qiáng)度為C30，斷面尺寸為0.3 m×0.3 m，每隔15 m設(shè)置伸縮縫；坡面格構(gòu)內(nèi)采用普通噴播進(jìn)行綠化，其他區(qū)域均采用普通噴播進(jìn)行綠化，坡腳設(shè)置高2 m的擋土墻。

3)Ⅲ-1區(qū)治理工程設(shè)計(jì)方案。該區(qū)地層薛家村組灰?guī)r為主，該區(qū)邊坡整體基本穩(wěn)定，存在平面滑動(dòng)的可能性，滑面傾角45°(視傾角43°)。該區(qū)主要采用挖錨桿、格構(gòu)、掛網(wǎng)客土噴播及截排水系統(tǒng)進(jìn)行治理，平臺(tái)采用覆土普通噴播進(jìn)行綠化。錨桿和格構(gòu)梁的具體設(shè)計(jì)參數(shù)與Ⅰ區(qū)相同。

4)Ⅲ-2區(qū)治理工程設(shè)計(jì)方案。該區(qū)地層薛家村組灰?guī)r為主，該區(qū)邊坡整體基本穩(wěn)定，存在平面滑動(dòng)的可能性，滑面傾角45°(視傾角44°)。該區(qū)主要采用錨桿、格構(gòu)、掛網(wǎng)客土噴播及截排水系統(tǒng)進(jìn)行治理，平臺(tái)采用覆土普通噴播進(jìn)行綠化。錨桿和格構(gòu)梁的具體設(shè)計(jì)參數(shù)與Ⅰ區(qū)相同。

5)加密區(qū)(Ⅳ區(qū))治理工程設(shè)計(jì)方案。該區(qū)處于Ⅲ-1與Ⅲ-2區(qū)連接處陽(yáng)角區(qū)，兩側(cè)均為臨空面，危險(xiǎn)性要比單面臨空大，需要對(duì)該區(qū)域進(jìn)行加密處理。采用錨桿、格構(gòu)、掛網(wǎng)客土噴播及截排水系統(tǒng)進(jìn)行治理，平臺(tái)采用覆土普通噴播進(jìn)行綠化。

6)綜合截、排水工程措施。根據(jù)鎮(zhèn)江市氣象資料，取暴雨重現(xiàn)期為50年，最大暴雨強(qiáng)度88.5 mm/h為設(shè)計(jì)暴雨強(qiáng)度，降雨歷時(shí)標(biāo)準(zhǔn)取60 min。因此，經(jīng)過(guò)計(jì)算，截水溝與坡腳排水溝采用底寬0.5m，深度0.5m，迎水面坡比為0。

5.4 治理效果分析

在采用上述加固措施之后，分析計(jì)算結(jié)果表明，邊坡整體穩(wěn)定?；轮卫韽氖┕ね旯ぶ帘疚膶懽鲿r(shí)，未發(fā)現(xiàn)變形，表明治理效果良好。

6 結(jié) 論

本文對(duì)鎮(zhèn)江山區(qū)某滑坡進(jìn)行了安全穩(wěn)定性分析，并提出治理方案，在治理方案實(shí)施后取得了良好的效果。

1)滑坡是由多種不良因素造成的。主導(dǎo)因素是地形地貌、地層巖性及地質(zhì)構(gòu)造等，人類活動(dòng)也可誘發(fā)滑坡。

2)滑體主要是粉質(zhì)黏土、碎石土和碎屑巖層等不穩(wěn)定巖土層，滑坡體破碎。滑面位于粉質(zhì)黏土與強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r的土巖交界面，滑床為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r。

3)對(duì)滑坡進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，結(jié)果表明，安全穩(wěn)定性系數(shù)小于規(guī)范要求，滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4)對(duì)滑坡采用“錨桿+格構(gòu)梁+護(hù)腳擋墻、截水溝+坡面噴播綠化”等治理措施，取得了良好的治理效果。

[ID：013783]