福州市永泰旗山滑坡特征及治理工程設(shè)計(jì)

黃國(guó)平, 黃瑛瑛, 柳侃，葉龍珍

(1.福建省地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；2.江西省贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，贛州 341000)

福州市永泰旗山滑坡特征及治理工程設(shè)計(jì)

黃國(guó)平1,2, 黃瑛瑛1, 柳侃1，葉龍珍1

(1.福建省地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，福州 350002；2.江西省贛南地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，贛州 341000)

永泰旗山滑坡是福建省少見(jiàn)的深層中型巖質(zhì)滑坡之一，2010年“5.18”強(qiáng)降雨誘發(fā)，滑坡中后緣拉張裂縫發(fā)育，前緣出現(xiàn)剝落、掉塊、鼓脹、小滑坡，出現(xiàn)較明顯的滑動(dòng)征兆，采取應(yīng)急卸方減載11×104m3，對(duì)滑坡穩(wěn)定性起了重要作用。為徹底消除滑坡隱患，對(duì)滑坡進(jìn)行了詳細(xì)勘察、監(jiān)測(cè)以及施工圖設(shè)計(jì)。文章基于旗山滑坡變形活動(dòng)特征，采用抗滑樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索支擋+削坡減載聯(lián)合坡面防護(hù)+微型樁局部加固+截排水(地表及地下)綜合治理方案，為福建省相關(guān)類(lèi)型滑坡防治提供參考案例。

滑坡；特征；治理工程設(shè)計(jì)；永泰

1 概述

旗山滑坡位于永泰縣城東部旗山安置小區(qū)后山，2010年5月18日開(kāi)始，永泰縣出現(xiàn)持續(xù)性降雨過(guò)程，21日巡查人員發(fā)現(xiàn)小區(qū)后山斜坡出現(xiàn)數(shù)條拉張裂縫，坡腳出現(xiàn)小崩塌和鼓脹現(xiàn)象，且有不斷擴(kuò)大趨勢(shì)，出現(xiàn)較明顯的滑坡前兆，滑體潛在方量達(dá)60×104m3。旗山安置小區(qū)為近年新建小區(qū)，共安置600余戶3 000多人，小區(qū)后山開(kāi)挖形成高陡邊坡，拉張裂縫至坡腳變形區(qū)高差達(dá)60 m，高差大，一旦滑動(dòng)，危及小區(qū)安全，后果不堪設(shè)想?；轮卮箅U(xiǎn)情引起了省、市領(lǐng)導(dǎo)乃至國(guó)務(wù)院相關(guān)領(lǐng)導(dǎo)的高度重視，啟動(dòng)了Ⅰ級(jí)應(yīng)急響應(yīng)，迅速轉(zhuǎn)移了受威脅的群眾，并及時(shí)對(duì)滑坡采取應(yīng)急措施。23日，大型機(jī)械進(jìn)場(chǎng)作業(yè)，開(kāi)展削坡減載措施，同時(shí)，實(shí)行24 h加密巡查、監(jiān)測(cè)，應(yīng)急卸方11×104m3，大大緩解了滑坡隱患威脅。隨后，對(duì)滑坡進(jìn)行了勘察、設(shè)計(jì)及深部位移監(jiān)測(cè)工作。

2010年11月滑坡勘察期間，受臺(tái)風(fēng)影響，滑坡出現(xiàn)復(fù)活跡象。2011年7月始開(kāi)展治理方案設(shè)計(jì)，2012年6月開(kāi)始對(duì)滑坡進(jìn)行全面工程治理，2013年治理工程基本結(jié)束。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

滑坡區(qū)位于侵蝕剝蝕高丘陵位于河流階地的結(jié)合部位，山脈主要呈北東-南西向，地勢(shì)起伏較大，頂?shù)赘叱?7.5 m(大樟溪東風(fēng)電站壩面)～438.2 m(旗山尾)，相對(duì)高差一般大于150 m，最大相對(duì)高差達(dá)400 m，自然坡度一般25°～35°，局部大于50°。

旗山滑坡位于北東-南西向山梁的山嘴，山梁頂?shù)紫鄬?duì)高差30～70 m，周邊自然坡度20°～30°，局部大于40°。山前為河流階地，坡度10°～15°。旗山小區(qū)建設(shè)時(shí)，對(duì)山嘴進(jìn)行了開(kāi)挖，形成高陡人工切坡，切坡寬約100 m，高50～60 m，坡度35°～60°，坡面呈不規(guī)則狀，凹凸不平，局部開(kāi)挖成臺(tái)階，臺(tái)階高6～10 m不等，臺(tái)階間平臺(tái)寬3～4 m，未采取支護(hù)措施。

滑坡區(qū)地層簡(jiǎn)單，除大樟溪沿岸及其支流為第四系沖洪積外，大部分區(qū)域?yàn)榘讏紫迪陆y(tǒng)黃坑組下段(K1h1)灰白色-紫灰色厚層狀凝灰質(zhì)砂礫巖、角礫巖夾晶屑凝灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀：NE75°/SE∠30°～45°。

場(chǎng)地巖土體自上而下可分為9層[1]：素填土①、殘坡積含碎石粘性土②、全風(fēng)化凝灰?guī)r③、散體狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r④-1、散體狀強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖④-2、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r⑤-1、碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化花崗斑巖⑤-2、中風(fēng)化凝灰?guī)r⑥-1、中風(fēng)化花崗斑巖⑥-2。

地下水類(lèi)型主要為基巖裂隙水，含水層上部含風(fēng)化裂隙水，下部含網(wǎng)狀或脈狀裂隙水?；聟^(qū)見(jiàn)有3處泉水出露，流量1.0～5.0 l/min(雨季)，流量明顯受降雨控制，一般情況下水量較小。場(chǎng)地地下水主要接受大氣降水及后側(cè)山體的側(cè)向補(bǔ)給，向南側(cè)大樟溪排泄。

3 滑坡基本特征

滑坡經(jīng)過(guò)2010年5月大暴雨與2011年8月底9月初臺(tái)風(fēng)暴雨作用，滑體前、后緣及左右翼出現(xiàn)較明顯的變形跡象，其中后緣拉張裂縫與兩翼出現(xiàn)的剪切裂縫組成滑坡周界輪廓?；缕矫娉世刃危拭嫔铣石B瓦狀分布，主軸長(zhǎng)約165 m，前緣寬約175 m，平均寬約145 m，滑坡面積約24 000 m2，滑體最大厚度約33 m，最小厚度15 m，平均厚度約25 m，體積約60×104m3，其中已經(jīng)卸載約11×104m3，潛在方量49×104m3，主滑方向270°?；w表層為殘坡積含碎石粘性土，其下為碎塊狀-碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化礫巖、砂礫巖和砂巖。滑坡后緣深切，后緣壁陡直，切穿鎖固段[2]——巨厚層-厚層狀礫巖、砂礫巖和砂巖層后，進(jìn)入凝灰?guī)r夾層，滑帶(面)位于凝灰?guī)r風(fēng)化軟弱夾層之中，傾角15°～20°。

后緣在標(biāo)高165～171 m之間發(fā)育多條拉張裂縫，延伸長(zhǎng)40～60 m，寬度一般20～30 cm，最大寬度達(dá)40 cm，可見(jiàn)深度1～3 m，前后下錯(cuò)明顯，局部高差50 cm(圖1)，2011年8月底 “南瑪都” 臺(tái)風(fēng)中裂縫有加寬、延長(zhǎng)趨勢(shì)。中部標(biāo)高148～156 m之間在“南瑪都”臺(tái)風(fēng)中，密集分布細(xì)小橫向拉張裂縫，斷續(xù)延伸40～70 m，寬2～10 mm。滑坡左翼發(fā)育一條剪切裂縫，延伸長(zhǎng)約60 m，裂縫寬3～5 cm，可視深度20～40 cm。

右翼前緣發(fā)育一處小滑坡，后緣下錯(cuò)20～30 cm，寬約30 m，前緣見(jiàn)鼓脹現(xiàn)象，體積約3 000 m3。另外，坡面出現(xiàn)多處巖石沿著節(jié)理裂隙面剝落、掉塊現(xiàn)象。坡腳巖石出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象和鼓脹裂縫，房后水泥地面開(kāi)裂、隆起?！澳犀敹肌币u擊后，變形加劇，混凝土擋墻出現(xiàn)明顯拱出，水溝變窄，見(jiàn)片狀泉水及多處泉眼出露。

上述特征表明，滑坡出現(xiàn)推移-牽引式復(fù)式特征[3]。降雨是滑坡的主要觸發(fā)因素，深部位移監(jiān)測(cè)滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，僅在2010年5月及2011年8月的兩次強(qiáng)降雨過(guò)程中有活動(dòng)跡象，滑坡對(duì)強(qiáng)降雨非常敏感[4-5]。

4 治理工程設(shè)計(jì)

4.1 設(shè)計(jì)原則及參數(shù)取值

(1) 設(shè)計(jì)原則[6- 7]

按照“綜合治理，一次根治，不留后患，安全可靠，經(jīng)濟(jì)合理”的原則，邊坡安全等級(jí)為一級(jí)，使用年限為50 a，采用動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)法，根據(jù)施工現(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際地質(zhì)狀況、施工情況和變形、監(jiān)測(cè)信息對(duì)原設(shè)計(jì)及時(shí)進(jìn)行校核、修改和補(bǔ)充。場(chǎng)地的抗震設(shè)防烈度為7度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10 g，所屬設(shè)計(jì)地震分組為第一組，特征周期為0.35 s。

(2) 參數(shù)取值

①素填土：γ=18.8 kN/m3，C=8.0 kPa，φ=15.0°。

②殘坡積含碎石粘性土：γ=19.3 kN/m3，C=15 kPa，φ=23°。

③全風(fēng)化凝灰?guī)r：γ=22 kN/m3，C=25 kPa，φ=25°。

④散體狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r：γ=22.5 kN/m3，C=30 kPa，φ=30°。

⑤碎裂狀強(qiáng)風(fēng)化凝灰?guī)r：γ=23.5 kN/m3，C=35 kPa，φ=35°。

⑥滑帶土采用反算值及地區(qū)經(jīng)驗(yàn)值，推薦滑動(dòng)面計(jì)算參數(shù)：C=20 kPa，φ=25°。

(3) 推力計(jì)算

在邊坡應(yīng)急卸載的基礎(chǔ)上，根據(jù)斜坡變形特征，布置三條主剖面(詳見(jiàn)設(shè)計(jì)平面圖)，采用新版理正巖土邊坡計(jì)算軟件及slope軟件計(jì)算剩余下滑力。采用總應(yīng)力法，不考慮地震，考慮滲透力作用，不考慮邊坡外側(cè)靜水壓力，計(jì)算結(jié)果：1-1′、3-3′剖面坡腳下滑推力為零；2-2′剖面剩余下滑力= 1 346.853 kN，下滑力角度= 11.659°。

該機(jī)組汽封2010年進(jìn)行了1次改造，高中壓缸葉頂汽封改造為可退讓式汽封；高中壓缸隔板汽封、前后軸封、高中壓間(過(guò)橋)汽封改造為鐵素體刀齒蜂窩汽封和鐵素體接觸式蜂窩汽封。2016年機(jī)組揭缸檢查發(fā)現(xiàn)汽封已磨損嚴(yán)重，調(diào)節(jié)余量難以滿足要求，為適應(yīng)節(jié)能技術(shù)的進(jìn)步、提升機(jī)組性能，本次A修決定將高中壓缸隔板汽封、前后軸封、高中壓間(過(guò)橋)汽封、高中壓缸葉頂汽封全部進(jìn)行了更換。經(jīng)招標(biāo)，選用汽封結(jié)構(gòu)形式為鐵素體汽封和鐵素體接觸式汽封。

4.2 方案設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡變形特征、形成機(jī)制、可能產(chǎn)生破壞的模式，結(jié)合滑坡應(yīng)急卸載實(shí)際情況，對(duì)場(chǎng)地采取放坡+抗滑樁+框架錨桿(索)+微型樁固腳+坡面防護(hù)+排水治理方案[8-10](圖2)。

放坡：按一定坡率對(duì)山坡進(jìn)行削方減載，降低下滑力。

抗滑樁：在坡腳布設(shè)一排大口徑抗滑樁作為主要支護(hù)措施。

框架錨桿(索)：邊坡開(kāi)挖形成后，在坡面上按一定間距布置錨桿(索)，作為該邊坡支護(hù)的主體結(jié)構(gòu)，采用框架梁進(jìn)行連接，增加支護(hù)結(jié)構(gòu)的整體性。

微型樁：在3-3′剖面標(biāo)高96 m平臺(tái)設(shè)置5排φ180微型樁，加固坡腳巖土。

坡面防護(hù)：框架間應(yīng)采用六棱砼塊進(jìn)行防護(hù)，砼塊內(nèi)種植地被類(lèi)植物，起到坡面防護(hù)的作用，同時(shí)使治理后的邊坡更加美觀。

排水：在坡后修建截排水溝，依山勢(shì)設(shè)置導(dǎo)流槽、消能池，同時(shí)應(yīng)在邊坡面上布置一定數(shù)量的深層仰斜排水孔，及時(shí)排除坡體內(nèi)的地下水。

根據(jù)滑坡不同位置變形特征和推力大小，不同的部位采取不同的設(shè)計(jì)，具體如下：

2-2′剖面：標(biāo)高160 m以上預(yù)留15 m寬平臺(tái)，按坡率1∶1放坡，設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力600 kN；標(biāo)高96～160 m以下分8級(jí)放坡，自上而下坡率分別為1∶1.5(6級(jí))、1∶1.25(2級(jí))，每級(jí)高8 m，標(biāo)高128 m處設(shè)置6m寬平臺(tái)，標(biāo)高96 m處設(shè)置6 m寬平臺(tái)，其余平臺(tái)寬2 m；標(biāo)高96 m平臺(tái)外側(cè)設(shè)置1.8 m×2.4 m抗滑樁，樁長(zhǎng)約24 m，水平間距4 m，分別在冠梁和樁身設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力800 kN；標(biāo)高91.5 m處設(shè)置5 m寬平臺(tái)，以下按坡率1∶1放坡；標(biāo)高160 m以下第7、8級(jí)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力800 kN；其余臺(tái)階采用截水骨架護(hù)坡支護(hù)(圖4)。

3-3′剖面：標(biāo)高160 m以上預(yù)留15 m寬平臺(tái)，按坡率1∶1放坡，設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力600 kN；標(biāo)高96～160 m以下分8級(jí)放坡，自上而下坡率分別為1∶1.5(6級(jí))、1∶1.25(2級(jí))，每級(jí)高8 m，標(biāo)高128 m處設(shè)置6 m寬平臺(tái)，標(biāo)高96 m處設(shè)置11 m寬平臺(tái)，其余平臺(tái)寬2 m；標(biāo)高96 m平臺(tái)設(shè)置5排φ180微型樁，樁長(zhǎng)18 m，間距1.5 m；標(biāo)高96 m以下按坡率1∶1放坡。標(biāo)高160 m以下第7、8、9級(jí)設(shè)置預(yù)應(yīng)力錨索框架，錨索單孔設(shè)計(jì)拉力600 kN；其余臺(tái)階采用截水骨架護(hù)坡支護(hù)(圖5)。

4.3 監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

施工過(guò)程及治理工程竣工后，在坡體上設(shè)置12個(gè)地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)、6個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)及6點(diǎn)地下水監(jiān)測(cè)，以觀測(cè)滑坡變形趨勢(shì)及檢驗(yàn)治理施工效果。

5 結(jié)論

旗山滑坡是典型的由人類(lèi)工程活動(dòng)引起、強(qiáng)降雨誘發(fā)的工程滑坡?；缕矫娉世刃?，剖面成疊瓦狀，潛在方量約60×104m3，危及旗山小區(qū)3 000多人生命財(cái)產(chǎn)安全?；挛挥谕怀錾阶斓那熬?，旗山小區(qū)建設(shè)大規(guī)模開(kāi)挖形成高陡人工邊坡，在強(qiáng)降雨作用下誘發(fā)斜坡失穩(wěn)變形現(xiàn)象。強(qiáng)降雨產(chǎn)生的地表水沿卸荷裂隙入滲，在邊坡中上部產(chǎn)生多條拉張裂縫，裂縫切穿滑坡鎖固段后，進(jìn)入軟弱夾層，形成潛在的滑動(dòng)面；滑坡前緣出現(xiàn)剝落、鼓脹變形、小崩滑等現(xiàn)象?；卤憩F(xiàn)出推移-牽引復(fù)試特征。應(yīng)急卸載11×104m3后，滑坡仍然對(duì)強(qiáng)降雨(臺(tái)風(fēng)暴雨)表現(xiàn)較敏感。

根據(jù)滑坡不同部位表現(xiàn)出的特征差異，在詳細(xì)勘察的基礎(chǔ)上，進(jìn)行滑坡工程治理設(shè)計(jì)。采用抗滑樁聯(lián)合預(yù)應(yīng)力錨索支擋+削坡減載聯(lián)合坡面防護(hù)+截排水(地表及地下)綜合治理方案進(jìn)行治理，同時(shí)加強(qiáng)地表位移、地下深部位移及地下水監(jiān)測(cè)。滑坡治理工程結(jié)束一年來(lái)，反饋治理效果良好。

[1] 陳瑞明，等．永泰縣城峰鎮(zhèn)東門(mén)旗山小區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理項(xiàng)目巖土工程勘察報(bào)告[R]．福建省地質(zhì)工程研究院，2011．

[2] 黃潤(rùn)秋．20世紀(jì)以來(lái)中國(guó)的大型滑坡及其發(fā)生機(jī)制[J]．巖石力學(xué)與工程學(xué)報(bào)，2007，26(3)：433-454．

[3] 張倬元，王士天，王蘭生，等．工程地質(zhì)分析原理[M]．北京：地質(zhì)出版社，2008．

[4] 葉龍珍，范良榮．永泰旗山滑坡深部位移監(jiān)測(cè)應(yīng)用分析[J] ．地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2012，23(2)：91-94．

[5] 范良榮，等．永泰縣東門(mén)旗山滑坡深部位移監(jiān)測(cè)中間報(bào)告[R]．福建省地質(zhì)工程研究院，2011．

[6] 中華人民共和國(guó)建設(shè)部．建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB 50330-2002)．2002.

[7] 中華人民共和國(guó)國(guó)土資源部．滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(DZ/T 0219-2006)[S].

[8] 丁玉琴，覃仁輝．滑坡治理與抗滑樁設(shè)計(jì)[J] ．貴州工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)，2005，34(3)：134-137．

[9] 賀常偉、羅世毅．抗滑樁與預(yù)應(yīng)力錨索在滑坡治理中的綜合應(yīng)用[J]．工程設(shè)計(jì)與建設(shè)，2005，37(1)：52-54．

[10]張祖榕，黃瑛瑛．永泰縣城峰鎮(zhèn)東門(mén)旗山小區(qū)地質(zhì)災(zāi)害治理項(xiàng)目施工圖設(shè)計(jì)[R]．福建省地質(zhì)工程研究院，2011．

CHARACTERISTICS AND TREATMENT PROJECT DESIGN OF QISHAN LANDSLIDE IN YONGTAI COUNTY , FUZHOU CITY

HUANG Guo-ping1,2, HUANG Ying-ying1, LIU Kan1, YΕ Long-zhen1

(1.Fujian Key Laboratory of Geohazard Prevention, Fuzhou 350002, China；2.Jiangxi Gannan Geological Survey Team, Ganzhou 341000, China)

Qishan landslide in Yongtai County is one of deep medium-sized rock landslides rare in Fujian Province. May 18,2012 heavy rainfall induced landslide, tension fracture developed in the trailing edge of landslide, and the leading edge occurred spalling ,falling block, bulging, small landsliding, the landslide appeared obvious sliding signs. Taking emergency measures to unload 110,000 m3 , played an important role in the stability of the landslide. To completely eliminate landslide hazards, the landslide has been carried out a detailed survey, monitoring and construction design. Based on the deformation activities characteristics of Qishan landslide, a comprehensive treatment plan was used that included prestressed anchor anti-slide pile retaining, unloading joint slope protection, micropile partial reinforcement and integrated drainage (surface and underground). This paper provide a reference case for prevention of correlated type landslides in Fujian Province.

Landslild;Characteristics;Treatment projeot design;Yongtai county

1006-4362(2015)04-0018-06

2015-06-28改回日期：2015-09-17

P642.22

A

黃國(guó)平(1965- )，男，水工環(huán)高級(jí)工程師，注冊(cè)巖土工程師，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治工作。E-mail:hgp126@163.com