“回填反壓”措施在滑坡治理工程中的應(yīng)用與研究

許鵬飛

(浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì)，溫州 325006)

“回填反壓”措施在滑坡治理工程中的應(yīng)用與研究

許鵬飛

(浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì)，溫州 325006)

滑坡是地質(zhì)災(zāi)害中最常見的一種類型，因滑坡類型不同，規(guī)模不等，危害程度不一，工程治理措施多樣。浙江地區(qū)屬地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)地區(qū)，尤以滑坡居多，特別是近年來，受極端天氣影響，臺風(fēng)降雨頻繁，人類活動強(qiáng)烈，地質(zhì)災(zāi)害呈多發(fā)群發(fā)態(tài)勢，給百姓的生命和財(cái)產(chǎn)安全帶來了嚴(yán)重危害，社會影響強(qiáng)烈，因此加大地質(zhì)災(zāi)害治理力度勢在必行。本文以浙江青田縣山區(qū)滑坡為例，闡述分析滑坡特征、穩(wěn)定狀況，并重點(diǎn)介紹回填反壓在工程中的應(yīng)用以及治理效果，為以后同類地質(zhì)災(zāi)害的治理提供借鑒作用。

滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；回填反壓；浙江青田

1 引言

浙江地處中國東南沿海，以山地和丘陵地貌為主，尤其是浙東南地區(qū)，受地形條件限制，山區(qū)建房、筑路、坡地改造等人類活動強(qiáng)烈，對山區(qū)地貌進(jìn)行了人工改造，改變了原始斜坡的穩(wěn)定性和平衡性，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)?；挛挥谇嗵锟h西部山區(qū)，2004年因整鎮(zhèn)遷建選址發(fā)現(xiàn)，選址場地為一大型古滑坡體，方量約610×104m3，滑坡體緊鄰水庫，加上場地新建工程，可引發(fā)滑坡的整體或部分失穩(wěn)，從而危及移民城鎮(zhèn)的安全，遷建工程另行進(jìn)行了選址修建(部分已修建)。受古滑坡體、自然與地質(zhì)條件的限制，新城鎮(zhèn)場址用地范圍狹小，無進(jìn)一步的發(fā)展空間。若滑坡失穩(wěn)，將危及滑坡體上村莊居民的生命財(cái)產(chǎn)安全及公路的正常運(yùn)行，因此開展對滑坡的治理就顯得尤為重要和迫切。后經(jīng)勘查、論證、設(shè)計(jì)等步驟，完成了滑坡的治理工作，取得了良好的經(jīng)濟(jì)和社會效益。本文也對回填反壓的治理方案及效果進(jìn)行了分析和探討。

2 地質(zhì)環(huán)境條件

滑坡位于浙東南青田縣西部山區(qū)，甌江支流小溪的西岸。場地地貌單元屬低山丘陵區(qū)，海拔高程在50～500 m之間，地勢自西向東傾斜，總體地形為四面環(huán)山的凹地，東側(cè)有一地形缺口(正對灘坑水庫)。場地西南側(cè)山勢高陡，坡度一般大于30°，局部形成懸崖(滑坡后緣)；其余場地周邊山體坡度約20°～40°，中部凹地(滑坡所在地)為一緩坡地形，分布高程100～250 m，地形坡度5°～15°，平均坡度約11°，主要為村莊、水田、旱地等。場區(qū)發(fā)育有北西、北東向小斷裂，并出露上侏羅統(tǒng)西山頭組(J3x)流紋質(zhì)晶屑玻屑熔結(jié)凝灰?guī)r，夾凝灰質(zhì)粉砂巖、泥巖等，第四系地層主要為殘坡積(Qel-dl)、崩坡積(Qcol)和滑坡堆積(Qdel)，其中殘坡積層厚0.5～2.0 m，崩坡積層厚2～15 m，滑坡堆積層厚10～50 m。地下水豐富，滑坡區(qū)內(nèi)共出露7處泉點(diǎn)，流量一般0.1～0.2 l/s。區(qū)內(nèi)水庫、橋梁、道路、城鎮(zhèn)建設(shè)等人類工程活動強(qiáng)烈。

3 滑坡特征

3.1 形態(tài)特征

滑坡四周山體陡峻，中間為凹地，滑坡范圍分布于凹地內(nèi)(圖1～3)，地形平緩，自西向東形成約五級的臺坎地貌，整體相對高差達(dá)213 m?；缕矫嫘螒B(tài)呈不規(guī)則扁平狀扇形，呈北東東向展布，邊界明顯，后緣呈圈椅狀，其平面最大長度為1 000 m，寬度為200～550 m，面積約0.291 3 km2，厚度約10～50 m，平均厚度約21 m，總體積約610×104m3，屬一大型古滑坡。

3.2 結(jié)構(gòu)特征

據(jù)調(diào)查及鉆孔可知，滑坡范圍內(nèi)出露以下5個(gè)工程地質(zhì)亞層(表1)。

表1 滑坡巖土體工程地質(zhì)一覽表

3.3 變形特征

滑坡呈現(xiàn)多期活動特征，主要表現(xiàn)在以下幾個(gè)方面：①滑坡后緣分布崩塌堆積體，長約200 m，平均寬150 m，平均厚度約10 m，方量約30×104m3，堆積塊石大小2～3 m，最大達(dá)8 m，堆積坡度20°～25°；②滑坡區(qū)發(fā)育多級臺坎和平臺，屬滑坡多期次整體和局部分級解體和滑動形成，主滑方向也由最初的110°轉(zhuǎn)變成后期的75°，且滑坡中下部存在多次次級滑坡，并形成地形缺口，方量3×104m3～27×104m3；③滑坡區(qū)新近變形主要為公路、溪岸滑塌和臺坎錯(cuò)落，主要分布于三、四級臺坎，規(guī)模100 m3～16×104m3。

3.4 成因分析

(1) 坡體為易滑結(jié)構(gòu)。滑坡區(qū)的斜坡為基巖順層斜坡，地層產(chǎn)狀為110°～120°∠20°～25°，與滑坡第一次整體滑動的主滑方向110°基本一致，與第二次整體滑動的主滑方向75°的視傾角達(dá)15°～18°，該區(qū)基巖斜坡屬斜向緩傾斜坡，此類斜坡易發(fā)生規(guī)模較大的滑坡。

(2) 巖性相對軟弱?；聟^(qū)出露凝灰?guī)r與砂巖、泥巖互層，其中砂巖、泥巖易風(fēng)化，層理面較發(fā)育，且常含有泥質(zhì)軟弱面，軟弱面遇水后強(qiáng)度大大降低，加之單層厚度較薄，在重力長期作用下，會產(chǎn)生滑移-彎曲型蠕變變形，直至最終破壞。

圖1 滑坡平面示意圖

圖2 滑坡區(qū)全貌(鏡頭朝北東)

圖3 滑坡區(qū)全貌(鏡頭朝南西)

(3) 溪溝侵蝕切割?；聟^(qū)分布南北兩條溪溝，溪溝長期對坡體沖刷切割，使以中-薄層狀沉積巖、凝灰?guī)r為主的巖體(巖體相對軟弱)構(gòu)成斜坡淺表部的主體，并為斜坡的變形破壞提供了臨空條件，古滑坡的多期次活動與溪溝的反復(fù)切割有密切關(guān)系。

4 穩(wěn)定性分析及發(fā)展趨勢

古滑坡的多期次活動，說明古滑坡在歷史上曾經(jīng)產(chǎn)生過多次整體或局部性的失穩(wěn)。綜合滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定性的定性分析及定量計(jì)算可知，滑坡整體現(xiàn)狀穩(wěn)定性較好，但部分地段坡體，如三、四級臺坎北部一帶的斜坡穩(wěn)定性安全儲備不高，在不利的條件下有可能出現(xiàn)局部或較大范圍的坡體失穩(wěn)。而受水庫蓄水影響，將有部分滑體被淹沒，勢必會對滑坡穩(wěn)定性產(chǎn)生影響。庫水位抬升時(shí)，水下土體容重減少，土體軟化，抗剪強(qiáng)度降低；庫水位下降時(shí)，水力坡度增加，地下水動力壓力加大，增加下滑力，均大大降低滑坡體的穩(wěn)定性，存在失穩(wěn)可能，威脅范圍內(nèi)包括村民49戶158人和重要交通公路，并嚴(yán)重影響城鎮(zhèn)的可持續(xù)發(fā)展。

5 防治方案設(shè)計(jì)

5.1 治理設(shè)計(jì)思路

由于滑坡區(qū)總體地形為平緩的凹地，四周是一個(gè)近似圈閉的基巖山體，因此滑坡治理設(shè)計(jì)可采用工程支擋加固措施或溝口堵填周圍基巖山體中的地形缺口，利用這些穩(wěn)定的基巖山體和工程構(gòu)筑物作為支擋力源，進(jìn)行滑坡前緣區(qū)坡腳填方反壓，以阻止滑坡的失穩(wěn)，確?；聟^(qū)場地的整體穩(wěn)定，又保證今后城鎮(zhèn)遷建新區(qū)建設(shè)場地的正常使用。

5.2 治理方案設(shè)計(jì)

考慮到水庫蓄水進(jìn)度，在滑坡前緣及峽口區(qū)分3個(gè)階段進(jìn)行填方反壓，填方按一定的安全坡率從底部堆填至標(biāo)高162 m(超最高蓄水位2 m)，并選用級配良好的碎塊石料分層壓實(shí)，具體設(shè)計(jì)如下：

第一階段主要位于峽口區(qū)東部及部分滑坡前緣，從地表至125 m高程，填方分2個(gè)平臺，3個(gè)階坎，第一階坎按1∶2坡率放坡，填方高24.2 m；第二階坎按1∶2.5坡率放坡，填方高20 m；第三段按1∶2.5坡率放坡，填方高30 m。第一階坎與第二階坎平臺高程為75 m，平臺寬10 m；第二階坎與第三階坎平臺高程為95 m，平臺寬60 m。階段填方面積3.165×104m2，填方方量43.44×104m3。

第二階段主要位于滑坡前緣(峽口區(qū)西部)，從地表至125 m高程，填方時(shí)可與第一階段同時(shí)進(jìn)行，主要為水平方向填方，并做好與第一階段填方的銜接。階段填方面積6.03×104m2，填方方量62.799×104m3。

第三階段主要位于滑坡前緣南北兩溪溝溝谷及峽口區(qū)西部一帶，從125～162 m高程分級填方，階段填方面積15.636×104m2，填方方量403.26×104m3。填筑邊坡分3個(gè)平臺，4個(gè)階坎，平面呈圓拱型，圓拱最小曲率半徑為195 m。階坎邊坡坡率為1∶2.5～1∶3。其中第一階坎按1∶3和1∶2.5坡率放坡，填方高10 m；第二階坎按1∶2.5坡率放坡，填方高9 m；第三階坎按1∶2.5坡率放坡，填方高9 m；第四階坎按1∶2.5坡率放坡，填方高8.25 m。每階坎之間設(shè)置水平寬為5 m、按5%外傾的平臺。另外，在回填反壓完成后，對形成的填方邊坡采用干砌片石及時(shí)護(hù)坡，并做好坡體的截排水措施。

回填反壓治理后，根據(jù)設(shè)計(jì)工況和校核工況(安全系數(shù)分別取1.15和1.05)，選取滑坡方向主剖面進(jìn)行穩(wěn)定性驗(yàn)算，計(jì)算得出潛在滑體穩(wěn)定性系數(shù)均大于或接近于安全系數(shù)，各潛在滑體處于穩(wěn)定狀態(tài)，發(fā)生滑動的可能性小，滿足治理后安全等級要求(圖4、表2)。

圖4 滑坡主剖面填方治理后穩(wěn)定性計(jì)算模型圖

工況主剖面潛在滑體各工況下穩(wěn)定性系數(shù)整段滑體沿滑坡剪出口剪出Bishop法JanBu法填土底界面滑動Bishop法JanBu法整段滑體沿峽口下游填土剪出Bishop法JanBu法設(shè)計(jì)工況1．1501．1281．1681．1341．5871．532校核工況1．0601．0461．0751．0431．4601．389

6 治理效果與效益分析

6.1 治理效果

水庫蓄水至160 m高程水位前，完成了回填反壓及其余輔助治理工程。針對治理后的滑坡區(qū)及填方區(qū)設(shè)置了監(jiān)測系統(tǒng)，自2008～2014年，對11個(gè)監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，共監(jiān)測85次，監(jiān)測內(nèi)容包括滑坡體變形位移、水位、雨量等。得到地面平面位移變化2.2～155.6 mm，地面沉降2～101 mm，屬正常范圍內(nèi)小幅變化，由此說明，經(jīng)治理的滑坡體未產(chǎn)生整體或部分較大的滑動，達(dá)到了本次工程治理的目的。

6.2 效益分析

(1) 經(jīng)濟(jì)效益

①通過填方治理，可以有效地利用土地資源。水庫蓄水后，滑坡區(qū)水庫淹沒線(160 m高程)以上的土地(約14.4 hm2)及水庫淹沒線以下的大部分填方土地(約18.87 hm2)，滑坡治理后均可以得到利用，土地可利用的面積將大幅度增加(表3)。

表3 滑坡治理后利用土地效益分析

②通過山體削方，可以增加新的土地資源。工程回填需要大規(guī)模的填方材料，采取就近取材，通過滑坡南側(cè)山體(料場)削方整平后，可以新增約26.53 hm2的土地資源。

③通過市場運(yùn)作，可以盤活土地資源價(jià)值。本治理工程規(guī)模大，資金投入多，通過BOT、土地置換等方式有效的解決了部分治理經(jīng)費(fèi)的問題，也盤活了當(dāng)?shù)赝恋刭Y源，為當(dāng)?shù)氐慕?jīng)濟(jì)發(fā)展奠定了良好的基礎(chǔ)。

④通過治理，可以為庫區(qū)的旅游業(yè)提供一個(gè)全新的發(fā)展機(jī)遇。水庫建設(shè)為庫區(qū)的旅游開發(fā)提供了得天獨(dú)厚的條件，滑坡區(qū)一帶的臨庫水岸坡地形開闊，周圍山峰陡峻，滑坡經(jīng)治理后，該區(qū)域?qū)且粋€(gè)休閑度假和旅游中轉(zhuǎn)的理想場所。

(2) 社會效益

①確保當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全，造福于民。滑坡區(qū)是當(dāng)?shù)卮迕褓囈陨娴闹饕獔鏊?，通過滑坡治理，能夠有效消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，確保當(dāng)?shù)鼐用裆?cái)產(chǎn)安全，也充分體現(xiàn)黨和政府執(zhí)政為民的基本理念和政策。

②有力促進(jìn)新城鎮(zhèn)的發(fā)展，確保社會的和諧穩(wěn)定。由于新城鎮(zhèn)用地范圍狹小，嚴(yán)重制約著當(dāng)?shù)氐陌l(fā)展。通過滑坡治理，大量廢棄的土地資源可以得到有效的利用，極大地拓展當(dāng)?shù)卣途用竦纳婧桶l(fā)展的空間，為構(gòu)筑和諧穩(wěn)定的社會打下良好的基礎(chǔ)。

7 結(jié)語

浙江青田滑坡為一大型古滑坡，其地質(zhì)環(huán)境條件復(fù)雜，規(guī)模大，危害性大，社會影響強(qiáng)烈。通過上述滑坡特征及治理工程的研究，分析了回填反壓措施在滑坡治理中的應(yīng)用，并對治理完工后的滑坡區(qū)進(jìn)行監(jiān)測，檢驗(yàn)治理效果，通過持續(xù)6 a的監(jiān)測，其地面水平位移和地面沉降量等均在正常范圍內(nèi)，由此驗(yàn)證治理措施的有效性和可靠性，不但消除了地質(zhì)災(zāi)害隱患，保障了當(dāng)?shù)鼐用竦纳?cái)產(chǎn)安全及水庫建設(shè)，還極大的拓展了新城鎮(zhèn)和居民的生產(chǎn)、生存和發(fā)展空間，其經(jīng)濟(jì)效益和社會效益顯著。

[1] 吳昌懂，劉林基，許鵬飛.浙江省青田滑坡治理勘查暨設(shè)計(jì)報(bào)告[R].浙江省第十一地質(zhì)大隊(duì)，2007.

[2] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.巖土工程勘察規(guī)范(2009年版)(GB50021-2001)[S].中國建筑工業(yè)出版社，2009.

[3] 中華人民共和國國家質(zhì)量檢驗(yàn)檢疫總局，中國國家標(biāo)準(zhǔn)化管理委員會.滑坡防治工程勘查規(guī)范(GB/T32864-2016)[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2016.

[4] 中華人民共和國國土資源部.滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范(DZ/T0219-2006)[S].中國標(biāo)準(zhǔn)出版社，2006.

[5] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范(GB50330-2013)[S].中國建筑工業(yè)出版社，2013.

[6] 中華人民共和國住房和城鄉(xiāng)建設(shè)部，中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗(yàn)檢疫總局.建筑結(jié)構(gòu)荷載規(guī)范(GB50009-2012)[S].中國建筑工業(yè)出版社，2012.

APPLICATION AND RESEARCH OF “BACKFILLING AND BACK PRESSURE” MEASURES IN LANDSLIDE CONTROL PROJECT

XU Peng-fei

(Eleventh Geological Brigade of Zhejiang Province，Wenzhou 325006，China)

Landslide is one of the most common types of geological disasters, due to different types of landslides, ranging in scale, different degrees of harm, engineering governance measures are varied. Zhejiang Province is a geological disaster-prone areas, especially in landslides. especially in recent years, affected by extreme weather, typhoon rainfall is frequent, strong human activities, geological disasters showed multiple mass situation, brought serious harm to the safety of people's lives and property,Social impact is strong, so it is imperative to increase the management of geological disasters. In this paper, the landslide in Qingtian County of Zhejiang Province is taken as an example, and the characteristics and stability of landslide are analyzed. The application of backfilling and backpressure in engineering and its effect are introduced, which can be used as reference for the treatment of similar geological disasters.

landslide; geological disasters; backfilling and back pressure; Zhejiang Qingtian

喻邦江(1981- )，漢族，男，貴州遵義人，高級工程師，從事巖土工程勘察、設(shè)計(jì)、研究工作。E-mail:83080765@qq.com

1006-4362(2017)01-0078-05

2016-11-06 改回日期： 2017-01-17

P642.22;X43

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