工程地質(zhì)災(zāi)害防治的勘察及設(shè)計(jì)工作

■申萬江，王強(qiáng)軍 ■核工業(yè)西南勘察設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610061

1 工程概況

某項(xiàng)目工程發(fā)生整體滑動(dòng)，擬建場(chǎng)區(qū)位置的原地貌是斜坡地貌，出于對(duì)修建廠區(qū)需要的考慮，按照規(guī)劃對(duì)場(chǎng)地進(jìn)行平整處理，同時(shí)在坡腳位置進(jìn)行大開挖，這樣一來前緣就形成了高陡臨空面，其高度大約是8-10m。完成開挖之后在自重作用下，坡體位置有少量裂縫出現(xiàn)，但是并沒有引起相關(guān)人員的重視，隨著開挖的繼續(xù)，加上后來的持續(xù)降雨，最終斜坡在2010 年11 月28 日下午5∶40 分左右出現(xiàn)了整體滑動(dòng)，“圈椅”地貌就這樣形成了，滑坡內(nèi)出現(xiàn)了多條裂縫，進(jìn)而形成一條寬和切割深度分別為2.7m、1.40～2.00m 的拉陷槽?；麻_始滑動(dòng)后，前緣開挖立即停止，滑坡在穩(wěn)定狀態(tài)中，但隨著后來雨季的來臨，在降雨的影響下，滑坡隨時(shí)可能出現(xiàn)再次滑動(dòng)。前緣的昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用工程受到了滑坡的極大影響，一旦再次發(fā)生失穩(wěn)滑動(dòng)將會(huì)造成不可估量的生命財(cái)產(chǎn)損失，嚴(yán)重威脅場(chǎng)區(qū)安全。邊坡位于滑坡北側(cè)，為斜坡地帶，地貌從上到下分別為斜坡-陡坡-平臺(tái)地貌。后部斜坡，地形坡度12°～16°，局部存在高0.8～1.5m 的陡坎;邊坡前緣由于開挖放坡，形成了高8.0～10.0m 的陡坡，坡度31°～35°，坡腳處可見有粉砂質(zhì)泥巖出露;下部平臺(tái)地形坡度2°～5°，現(xiàn)主要為廠址區(qū)。邊坡坡長85.0～110.0m，坡向105°～114°。最高點(diǎn)位于后部山脊下，分布高程為1968.31～1970.73m，最低點(diǎn)位于坡腳處，分布高程為1930.50～1930.80m，最大相對(duì)高差為40.2m。該邊坡為土質(zhì)邊坡，邊坡高度10 ＜H≤15m，一旦失穩(wěn)破壞，將威脅到擬建廠區(qū)建筑物的安全，其后果很嚴(yán)重。

2 昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用項(xiàng)目的地質(zhì)勘察

2.1 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造

安寧市境內(nèi)構(gòu)造復(fù)雜，東西兩面為兩條南北向大斷裂，被普渡河大斷裂和易門大斷裂夾持。規(guī)模較小的褶皺構(gòu)造較為發(fā)育。最大的褶皺構(gòu)造位于中南部的黑風(fēng)洞背斜，軸線成東西向經(jīng)鳴矣河鄉(xiāng)延伸到昆陽。軸部出露上元古震旦系地層，兩翼為古生界地層，構(gòu)成寬緩舒展背斜。受斷裂活動(dòng)影響，區(qū)域內(nèi)溫泉、崩塌、滑坡較為發(fā)育。工程區(qū)附近有兩條大型斷裂帶，受斷裂帶影響，區(qū)域內(nèi)出露巖體較為破碎。區(qū)域內(nèi)主要發(fā)育有2 條裂隙?？辈靺^(qū)從地質(zhì)構(gòu)造上看，位于普渡河大斷裂和易門大斷裂之間，區(qū)內(nèi)地質(zhì)結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，存在多個(gè)小型斷裂層。據(jù)歷史地震資料，自1500 年至今，安寧地區(qū)發(fā)生5 級(jí)以上地震21 次。

2.2 變形破壞機(jī)理

該滑坡原始地形坡度按照工程地質(zhì)測(cè)繪和鉆探揭露為5°～12°，處于一種穩(wěn)定的狀態(tài)中。為了對(duì)昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用廠區(qū)進(jìn)行修建，前緣位置形成了陡坡(高10.0m、坡度為31°)，因此應(yīng)力在坡腳處集中分布。同時(shí)，含碎塊石粉質(zhì)粘土層在坡腳初露，局部地段的石含量較高，存在較為嚴(yán)重的架空現(xiàn)象，地表水下滲，而下伏粉砂質(zhì)泥巖具有相對(duì)較好的隔水性，容易在基覆界面處形成一條活躍地帶，便于地下水運(yùn)移。因此，在降雨等因素的影響下，在8 日下午5 點(diǎn)出現(xiàn)了整體滑動(dòng)現(xiàn)象，最終就形成了現(xiàn)在我們所看到的這種地貌特征

2.3 工程地質(zhì)災(zāi)害防治

本次設(shè)計(jì)選用2—2'剖面對(duì)各個(gè)該滑坡的整體和局部穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算和分析。對(duì)該滑坡的整體穩(wěn)定性選用勘察確定的滑動(dòng)面計(jì)算其穩(wěn)定性。根據(jù)分析顯示，邊坡穩(wěn)定性系數(shù)降低的主要原因是:由于降雨作用，邊坡土體含水量增加，引起的抗剪強(qiáng)度降低，說明水對(duì)邊坡穩(wěn)定性起著主要控制作用。因此，在工程建設(shè)中應(yīng)做好邊坡區(qū)及周邊環(huán)境中的地表水的排水過程。同時(shí)，在邊坡坡腳處應(yīng)設(shè)置支擋結(jié)構(gòu)，支擋結(jié)構(gòu)形式應(yīng)根據(jù)計(jì)算合理確定，以確保邊坡的穩(wěn)定性。

3 工程地質(zhì)災(zāi)害治理設(shè)計(jì)

3.1 指導(dǎo)思想

在充分掌握滑坡和邊坡的活動(dòng)規(guī)律、影響因素等的基礎(chǔ)上，充分利用合理的、科學(xué)的手段，堅(jiān)持因地制宜、實(shí)事求是，對(duì)防治工程進(jìn)行合理布設(shè)。將現(xiàn)階段的災(zāi)害治理作為重點(diǎn)工作，尋找災(zāi)害治理與環(huán)境保護(hù)二者之間的最佳結(jié)合點(diǎn)，這樣才能利用最小的代價(jià)得到最大的收益。

3.2 設(shè)計(jì)目標(biāo)與原則

從變形機(jī)制的角度來看，因?yàn)槭艿接谇熬夐_挖和地表水入等作用的影響，在前緣開挖過程中形成臨空面，在其作用下使得原有坡體內(nèi)部的應(yīng)力狀態(tài)將要發(fā)生變化，從而出現(xiàn)應(yīng)力重分布等效應(yīng)，最終出現(xiàn)斜坡變形。隨著地表降水入滲，斜坡土體長時(shí)間受地下水的浸泡，特別是土體抗剪強(qiáng)度(基覆接觸面)降低，直接導(dǎo)致變形體穩(wěn)定性下降，因此防治工程治理應(yīng)嚴(yán)格按照“根治變形”的原則，將防治前緣繼續(xù)強(qiáng)烈變形作為基本目標(biāo)。

工程布局以防止滑坡繼續(xù)發(fā)展，導(dǎo)致發(fā)生災(zāi)難性地質(zhì)災(zāi)害為目標(biāo)，在設(shè)置抗滑樁進(jìn)行治理，確保變形區(qū)內(nèi)設(shè)施和人員生命財(cái)產(chǎn)安全。在災(zāi)害防治過程中，應(yīng)采用有效的治理措施對(duì)滑坡的繼續(xù)發(fā)展進(jìn)行限制，對(duì)其形成的誘發(fā)因素進(jìn)行有效的控制;同時(shí)盡量減少治理工程對(duì)植被造成的破壞，并注意利用合理措施對(duì)坡面進(jìn)行綠化，應(yīng)按照地質(zhì)單元的不同采用不同的處理措施。

3.3 治理工程總體設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡的破壞特征、變形情況、影響因素及發(fā)展趨勢(shì)，采用前緣設(shè)置支擋措施和坡面截排水的處理方式進(jìn)行治理:(1)在滑坡體前緣的擬建公路內(nèi)側(cè)設(shè)置一排抗滑樁，樁長和截面根據(jù)計(jì)算剩余下滑力和邊坡高度設(shè)置;(2)在滑坡后緣1.0m 處設(shè)置截水溝。截水溝截面為0.4m×0.5m，采用M7.5 砂漿砌筑MU30 片石，砌筑厚度為0.3m;(3)在滑坡體上設(shè)置截水溝。截水溝截面為0.3m ×0.4m，排水溝截面為0.4m×0.5m，采用M7.5 砂漿砌筑MU30 片石，砌筑厚度為0.3m;(4)根據(jù)邊坡的整體穩(wěn)定性和地形特征，對(duì)4-4 剖面對(duì)應(yīng)的邊坡在其前緣設(shè)置抗滑樁進(jìn)行整體支護(hù)并采用鋼筋混凝土菱形格構(gòu)進(jìn)行坡面防護(hù)，對(duì)5-5 剖面對(duì)應(yīng)的邊坡擬在坡腳設(shè)置護(hù)腳墻并采用鋼筋混凝土菱形格構(gòu)進(jìn)行坡面防護(hù)，在邊坡外設(shè)置截排水溝，截水溝截面為0.4m ×0.5m;(5)對(duì)公路外側(cè)的邊坡擬采用局部放坡+樁板墻(或漿砌塊石路肩墻)的治理措施進(jìn)行治理，樁板墻設(shè)計(jì)樁長為12.0m，截面為1.0 ×1.5m，擋土板厚度為0.3m，設(shè)計(jì)墻高為6.4m;(6)對(duì)滑坡區(qū)道路，首先應(yīng)將表層松散的土層開挖后，然后分層回填碾壓。

4 結(jié)語

綜上所述，工程地質(zhì)災(zāi)害防治對(duì)整個(gè)社會(huì)的穩(wěn)定存在重要影響，因此工程地質(zhì)災(zāi)害防治勘察與規(guī)劃等相關(guān)問題一直以來都受到人們的重視和關(guān)注，尤其是近年來隨著社會(huì)經(jīng)濟(jì)的不斷發(fā)展，我國已經(jīng)具有較高的技術(shù)水平和裝備水平對(duì)工程地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行勘察，相信未來工程危害會(huì)得到逐漸的改善。

［1］國土資源部關(guān)于印發(fā)《國土資源部地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急專家管理暫行辦法》的通知［J］.國土資源通訊，2010(14):22-27 +1.

［2］郭新華，郭文秀，田小玉.基于礦山工程特點(diǎn)的地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估——以河南某石灰?guī)r礦山為例［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2006(1):113-118.

［3］李糧綱，徐玉勝，江輝煌，劉曉朋.深圳地區(qū)地質(zhì)環(huán)境特征與地質(zhì)災(zāi)害防治［J］.安全與環(huán)境工程，2007(4):28-31.

［4］譚瑞山，王星運(yùn)，彭斌，梅濤.基于MAPGIS 的湖北電網(wǎng)地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)［J］.電網(wǎng)與清潔能源，2012(10):9-14.