新疆吉木薩爾縣賈家灣村滑坡防治工程

王占和，陳德斌，吳賢勇，付晶，黃振富，韓偉，楊飛飛

(新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊，新疆昌吉 831100)

新疆吉木薩爾縣賈家灣村滑坡防治工程

王占和1，陳德斌1，吳賢勇1，付晶1，黃振富1，韓偉1，楊飛飛1

(新疆地礦局第二水文工程地質(zhì)大隊，新疆昌吉 831100)

吉木薩爾縣賈家灣村滑坡長期威脅著當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)的安全，對其進行有效防治，已迫在眉睫。根據(jù)該滑坡災(zāi)害防治工程勘察、設(shè)計、施工全過程的資料成果，對其進行了進一步整理，在此基礎(chǔ)上對滑坡產(chǎn)生的原因、穩(wěn)定性、主要影響因素做系統(tǒng)分析，提出合理、可行的樁板墻防治工程措施。并對治理工程施工注意的問題和治理效果做了分析評價，為新疆后期的類似土質(zhì)滑坡防治工程提供一些借鑒。

賈家灣;滑坡;防治工程;抗滑擋土墻;抗滑樁

1 自然地理概況

1.1 交通位置

防治區(qū)位于吉木薩爾縣城南西，直線距離約20km。有鄉(xiāng)村公路與縣道X170線相通，經(jīng)縣道X170線北行可至吉木薩爾縣城與省道S303線相連，經(jīng)省道S303線東至奇臺、西至阜康、烏魯木齊市，交通便利。

1.2 地貌特征

防治區(qū)位于博格多峰北側(cè)，準噶爾盆地南緣的泉子街山間斷陷盆地中部，總地勢南高北低。

1.3 氣象水文

防治區(qū)屬大陸性干旱氣候，年均氣溫5°～7℃，年平均降水量164.02mm。

防治區(qū)屬葦湖溝流域，區(qū)內(nèi)水網(wǎng)遍布，泉水出露眾多，除由南而北流經(jīng)防治區(qū)東側(cè)的葦湖溝為區(qū)內(nèi)較大河流外，其余多為泉水溢出形成的泉集河。

2 地質(zhì)背景

2.1 地層

地層主要為第四系地層，具體為中更新統(tǒng)冰水沉積層和上更新統(tǒng)沖洪積層。更新統(tǒng)冰水沉積層巖性為第四系冰磧泥礫，棕色、紅褐色，稍密－中密、無層理，磨圓度較好，分選性較差，礫徑一般20～30cm，泥質(zhì)含量30%。上更新統(tǒng)沖洪積層巖性為沖洪積含礫粉土，厚2.5～10m，其下為卵礫石，粒徑一般10～20cm，分選性差，磨圓度較好，卵石含量約占30%～40%，稍密－中密。

2.2 構(gòu)造

防治區(qū)在大地構(gòu)造上屬北疆—興安地層大區(qū)準噶爾拗陷南緣烏魯木齊山前拗陷東段。防治區(qū)位于泉子街斷陷盆地內(nèi)，區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。

2.3 水文地質(zhì)概況

防治區(qū)位于泉子街斷陷盆地，源于高山帶大小河每年有2×108m3的水流經(jīng)泉子街盆地，直接下滲補給盆地內(nèi)第四系礫石含水層。由于冰川終磧堤及第三系泥巖等不透水層受北部構(gòu)造翹起的影響，泉子街盆地內(nèi)地下水的運移受到阻塞而溢出，防治區(qū)屬泉水溢出帶。

2.4 工程地質(zhì)概況

區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)巖組為礫類土單層土體和粉土、卵石雙層土體。

礫類土單層土體:組成巖性主要為圓礫、漂石、礫砂，級配較差，結(jié)構(gòu)密實，工程地質(zhì)條件較好，可做為建筑物持力層，承載力特征值取fak=400kPa。碎石含量大于70%。

粉土、卵石雙層土體:巖性上部為厚數(shù)米的灰黑色、青灰色粉土，粉土層含有少量礫石，該層土體已達到飽和、易產(chǎn)生滑坡。其底部為中更新統(tǒng)冰磧泥礫(卵石)，其工程地質(zhì)條件較差，承載力特征值fak＜80kPa。下層卵礫石土層結(jié)構(gòu)稍密，碎石含量大于50%。工程地質(zhì)條件較好，可做為建筑物持力層，承載力特征值取fak=200kPa。

3 滑坡特征

3.1 滑坡體平面形態(tài)及規(guī)模

滑坡體平面形態(tài)呈圈椅狀，地表植被發(fā)育。在滑坡前緣有明顯的堆積體呈鼓脹凸起狀，高約5m，堆積體松散，含較多腐殖質(zhì)。滑坡體長約180m，寬約120m，滑體面積為21600m2，滑體平均厚度6.0m，體積約1.3×105m3，主滑方向10°，坡角約為7°，該滑坡屬于淺層中型滑坡。滑動面形態(tài)上部陡，中下部趨緩(圖1)。

圖1 滑坡體平面圖Fig.1 Plan of the landslide

3.2 滑坡后緣

滑坡后緣呈圈椅狀，后緣壁高約2.0m，可見多處弧狀拉張裂縫，裂縫寬5～20cm，可視深度10～50cm，裂隙長度50m，土體下滑形成陡坎，陡坡中可見第四系中更新統(tǒng)冰磧砂礫石與上層粉土接觸帶，在接觸帶附近的砂礫石中地下水呈片狀滲出。

3.3 滑體

滑體主要為飽和粉土，飽和粉土呈軟塑—流塑狀，天然狀態(tài)下c=18.753kPa，φ=8.74°;飽和狀態(tài)下c=16.631kPa，φ=5.69°［1］。

3.4 滑床

滑床物質(zhì)組成為第四系冰磧泥礫，呈黃褐色、姜黃色，巖性為礫砂，含鈣質(zhì)結(jié)核，結(jié)構(gòu)緊密，局部呈現(xiàn)半膠結(jié)狀態(tài)且透水性差。下部滑床埋深5.7～6.2m，總的特征是后緣至前緣埋深逐漸增大(圖2)。

3.5 滑帶

在滑體下部主要為飽和粉土和冰磧泥礫層直接接觸，飽和粉土呈軟塑—流塑狀;下部冰磧泥礫層工程性質(zhì)較好，透水性差。地表水及降雨的入滲促使滑體軟化，容重增大，從而沿粉土與冰磧泥礫層表面形成的軟弱帶向下蠕滑?；瑤撂烊粻顟B(tài)下c= 18.653kPa，φ=8.86°;飽和狀態(tài)下c=16.538kPa，φ =5.72°［1］。

4 滑坡穩(wěn)定性計算評價

圖2 滑坡剖面圖Fig.2 Cross section of landslide mass

對該滑坡進行穩(wěn)定性計算，根據(jù)計算結(jié)果(表1)，在自重(現(xiàn)狀)工況、自重+暴雨工況及自重+暴雨+地震工況下，穩(wěn)定系數(shù)分別為1.02、0.57、0.41;剩余下滑力分別為597kN/m、2177kN/m、3626kN/m。該滑坡在工況1條件下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，與實際調(diào)查相符;工況2及工況3條件下，其穩(wěn)定系數(shù)均Kf＜1.00，處于不穩(wěn)定狀態(tài)［1］。

表1 滑坡各工況穩(wěn)定性系數(shù)計算結(jié)果表Table 1 Catculated stable coefficients for different engineering conditions

5 滑坡形成機制

滑坡滑動的主要原因是由于滑體受后緣泉水溢出及地表水的浸潤影響，促使滑體粉土含水量增大，容重增加。而后沿與下部第四系冰磧礫石形成的軟弱結(jié)構(gòu)面向下蠕滑，滑坡屬于牽引式滑坡。

6 滑坡防治工程設(shè)計

6.1 總體設(shè)計思路

滑坡屬牽引式滑坡，排水和阻滑是防治該滑坡的總體設(shè)計思路，因此，該滑坡采用樁板式抗滑擋土墻和削方減載相結(jié)合的綜合防治方案。在滑坡前緣部位設(shè)置樁板式抗滑擋土墻，擋土墻預(yù)留排水孔，即阻擋了滑坡體的下滑，滑坡體內(nèi)的地下水可順利排除，不破壞濕地，又可有效攔擋滑坡蠕動變形。

6.2 樁板式擋土墻的平面布置設(shè)計

該滑坡采用樁板式擋土墻、削方減載、裂縫回填相結(jié)合的綜合防治方案進行。板式擋土墻設(shè)置在滑坡體前緣，采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，由樁及樁間擋土板兩部分組成，利用樁深埋部分的錨固作用和被動土壓力維護擋土墻的穩(wěn)定，墻后回填透水性強的砂礫石材料(圖3)。

圖3 樁板式擋土墻工程設(shè)計剖面圖Fig.3 Engineering design of the wall blocking soil with some stakes like a plank

6.3 樁板式擋土墻結(jié)構(gòu)設(shè)計

樁板式擋土墻分為樁和擋土板兩部分，樁由埋入地下的圓形鉆孔樁、系梁和系梁上矩形樁三部分構(gòu)成。

6.3.1 樁的設(shè)計

樁采用鋼筋混凝土結(jié)構(gòu)，樁設(shè)置成一排，地面以下鉆孔樁截面設(shè)置成圓形，地面以上樁截面設(shè)置成矩形，鉆孔樁嵌入滑床內(nèi)長度不小于樁總長的1/3，本次設(shè)計嵌入段長度不小于4m。根據(jù)地層剖面，設(shè)計樁總長10m(其中鉆孔樁有效長度5.8m，系梁高1.2m，矩形樁長3m)，共設(shè)置17根樁，樁中心點間距3m，嵌入卵礫石層錨固段長不小于4m。鉆孔樁截面為圓形，直徑為1.5m。為使樁群體受力，增加樁的整體性，采用系梁將群樁結(jié)合為一個整體，系梁高(厚度)1200mm，寬2100mm，系梁澆筑前預(yù)埋矩形樁鋼筋［2］。

樁板式擋土墻采用C40砼，縱向受力鋼筋采用三級φ32鋼筋，構(gòu)造鋼筋采用二級φ22鋼筋，箍筋采用二級φ16鋼筋，鋼筋保護層厚度不小于50mm［2］。

6.3.2 擋土板設(shè)計

擋土板采用預(yù)制吊裝，板長2960mm，厚度250mm，板寬600mm，兩樁間設(shè)置擋土板5塊，共80 塊;混凝土強度等級為C40，縱向受力鋼筋采用二級φ22鋼筋，箍筋采用一級φ8鋼筋，鋼筋保護層厚度不小于50mm。擋土板兩側(cè)各750mm位置處預(yù)留直徑φ100mm的吊裝孔，擋土墻安裝完畢后做泄水孔使用，孔后設(shè)置反濾層。

6.3.3 樁與板的連接

系梁寬出方形柱300mm，將擋土板坐在系梁頂面，擋土板和系梁之間留50mm縫，留做泄水使用，用方柱預(yù)埋鋼筋和擋土板錨栓孔相連。

6.3.4 擋土墻排水設(shè)計

擋土板和系梁間預(yù)留50mm縫隙可作排水用，若遇暴雨天氣，擋土板預(yù)留直徑φ100mm吊裝孔則可作泄水孔使用，系梁頂面位于泄水孔下方，系梁寬2100mm，保證了原地面不會被泄水孔流出的水流掏空。經(jīng)過計算，預(yù)留縫及泄水管泄流能力完全滿足滑坡處出露泉水的流量。

7 滑坡防治效益

目前防治區(qū)內(nèi)的滑坡體在不利工況條件下處于不穩(wěn)定狀態(tài)，如滑坡發(fā)生滑動，將直接威脅到滑坡體剪出口處居民住戶、家畜、耕地的安全。通過防治工程的實施，是滑坡處于穩(wěn)定狀態(tài)，消除了滑坡對賈家灣村居民生命、財產(chǎn)構(gòu)成的威脅，防治效益顯著。

防治工程項目的實施完成，防治區(qū)內(nèi)水土得到保持，防治區(qū)內(nèi)的裂縫、積水洼地全部得以回填、平整、壓實，基本恢復(fù)原始地貌，保護了沼澤濕地，對當(dāng)?shù)氐纳鷳B(tài)環(huán)境保護具有極大的促進意義。

8 結(jié)束語

通過對處于地下水溢出帶的滑坡災(zāi)害的防治，即保證了滑坡的穩(wěn)定性，維護了當(dāng)?shù)厝嗣裆敭a(chǎn)的安全，還有效地保護了沼澤濕地，保護了生態(tài)環(huán)境。樁板式擋土墻的應(yīng)用，利用樁和板的組合，即阻擋了滑坡的下滑，又可有效地進行排水，防治效果良好，可為后期類似滑坡的治理提供借鑒。

［1］宋旭東，陳麗華，王朝斌，等.新疆吉木薩爾縣大有鄉(xiāng)賈家灣村滑坡災(zāi)害勘查報告［R］.2009.

［2］振富，陳德斌，郭建新，等.新疆吉木薩爾縣大有鄉(xiāng)賈家灣村滑坡災(zāi)害防治工程設(shè)計［R］.2009.

Abstract:The landslide at Jiajiawan Village，Dayou Town，Jimsar County，has been threatening the safety of the residents’lives and properties.Controlling this landslide already becomes utmost urgent.According to the landslide data of the whole process including investigation and design and construction，the further sorting of the data was proceeded by the authors.On this foundation，the author not only analyzed the reason and stability and main influence factors of the landslide synthetically，but also put forward the reasonable and viable control engineering measures of a wall with some stakes like a plank.In addition，the authors analyzed and evaluated the control results and the problem that should be noticed in the construction process.It is expected to provide some suggestion for the later control project of soil landslide similar to this project in XinJiang.

Key words:landslides;control;retaining wall;pile

Landslide prevention in Jiajiawan Village，Jimsar County，Xinjiang Autonomous Regions

WANG Zhan－h(huán)e，CHEN De－bing，WU Xian－yong，F(xiàn)U Jing，HUANG Zhen－fu，HAN Wei，YANG Fei－fei
(The Second Hydrogeological and Engineering Geology Team of XinJiang Bureau of Geology and Mineral Resources，Xinjiang Autonomous Regions Chanji831100，China)

1003－8035(2010)03－0029－04

P642.22

A

2010－03－22;

2010－05－05

王占和(1964—)，男，學(xué)士，高級工程師，水文地質(zhì)工程地質(zhì)專業(yè)。

E－mail:xjcdb2009@sina.com