西藏某水泥廠邊坡傾倒蠕滑變形巖體的應(yīng)急治理

郭 建 平

(中國電建集團(tuán)成都勘測設(shè)計(jì)研究院有限公司，四川 成都 610072)

1 工程概況

某水泥廠位于西藏高原，海拔3 560～3 800 m，屬高原窄谷地貌。由于地形條件限制，水泥廠選址于寬約70～120 m的河谷口。因水泥庫基礎(chǔ)開挖對邊坡進(jìn)行了切腳施工，邊坡出現(xiàn)了局部變形破壞，故對邊坡進(jìn)行了兩次加固支護(hù)，后期由于暴雨作用，邊坡后緣及周邊均出現(xiàn)了裂縫，坡體表部發(fā)生變形，局部失穩(wěn)滑塌。地表監(jiān)測表明：邊坡呈現(xiàn)整體蠕滑變形，急需開展邊坡應(yīng)急搶險工作。

2 邊坡傾倒蠕滑變形的應(yīng)急治理

2.1 地質(zhì)條件

該邊坡為三面臨空的凸出山脊，坡腳順溝長約250 m，坡頂高程為3 800 m，坡高約230 m，坡度為40°～50°。地層巖性主要為二疊系上統(tǒng)妥壩組的泥質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖與頁巖互層，正常巖層產(chǎn)狀為N5°～20°W/SW∠50°～55°，反傾山內(nèi)。邊坡變形主要表現(xiàn)為坡面張拉裂縫、邊坡下坐變形和前緣的局部垮塌等。邊坡變形邊界后緣以頂部高程3 720 m張拉裂縫為邊界，兩側(cè)以側(cè)向變形裂縫為邊界，下部以3 600 m高程斷層為邊界，蠕滑變形體水平深度約為為35～45 m，變形體體積約62萬m3。變形巖體呈碎裂-散體結(jié)構(gòu)。

2.2 邊坡變形成因機(jī)制分析及穩(wěn)定性評價

筆者綜合勘察成果分析認(rèn)為邊坡變形的主要原因有：(1)該段邊坡為一早期傾倒變形體，傾倒變形水平深度約50～60 m，傾倒變形后，巖體呈碎裂-散體結(jié)構(gòu)，邊坡穩(wěn)定性變差。(2)邊坡原始地形坡度為40°～50°，設(shè)計(jì)開挖坡比為1∶0.5，邊坡開挖切腳挖除了原傾倒變形體下部的抗力體部分是導(dǎo)致邊坡淺表強(qiáng)傾倒巖體產(chǎn)生蠕滑變形的主要原因。(3)巖體呈散體-碎裂結(jié)構(gòu)，具有一定的透水性，降雨以及受兩側(cè)支溝溝水下滲導(dǎo)致邊坡巖土體力學(xué)強(qiáng)度降低，進(jìn)一步惡化了邊坡穩(wěn)定條件。(4)邊坡蠕滑變形水平深度為35～45 m，而前期支護(hù)深度最大為25 m，支護(hù)強(qiáng)度明顯不足。

應(yīng)急監(jiān)測顯示：10 d累計(jì)位移量為43.6～54.1 mm，日最大變形量為8.6 mm/d，表現(xiàn)為整體蠕滑特征。計(jì)算分析成果表明：天然工況邊坡的穩(wěn)定性系數(shù)為1.02，邊坡處于臨界穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨工況為0.96，邊坡不穩(wěn)定。綜合分析認(rèn)為：邊坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下為不穩(wěn)定，整體失穩(wěn)下滑的風(fēng)險較大，需采取有效的工程措施對邊坡進(jìn)行工程處理以確保工程安全。

2.3 應(yīng)急治理方案的制定與實(shí)施

為防止蠕滑變形巖體受持續(xù)降雨、融雪等地表水下滲的不利影響，惡化邊坡穩(wěn)定條件，應(yīng)急治理需在汛期前完成。應(yīng)急治理過程中，應(yīng)保證邊坡不發(fā)生整體失穩(wěn)和前緣不出現(xiàn)較大規(guī)模的垮塌，所擬定的應(yīng)急治理的邊坡穩(wěn)定性系數(shù)在暴雨工況下應(yīng)達(dá)到1.05。本次應(yīng)急治理方案擬定了以下工程措施。

(1)封閉變形裂縫。對坡面裂縫清挖深度不小于0.3 m，兩側(cè)開挖寬度不小于1 m，裂縫回填后再鋪設(shè)塑膠布用于隔水，防止地表水下滲，完成鋪設(shè)后再回填0.3 m厚的土層壓重。

(2)編制袋裝碎石土壓腳。壓腳坡高15 m，底寬7 m，頂寬6 m，外側(cè)控制坡比為1∶1.2，編織袋裝碎石土內(nèi)土粒含量控制在10%以下以利于排水。為便于施工，裝袋重量不宜超過50 kg。施工過程中，結(jié)合現(xiàn)場應(yīng)急監(jiān)測成果進(jìn)行動態(tài)調(diào)整堆載壓腳高度。

(3)坡頂削坡減載。在壓腳的基礎(chǔ)上，通過對開挖到不同高程的邊坡進(jìn)行減載穩(wěn)定性驗(yàn)算，壓腳15 m高需削坡減載至3 690 m高程，基本滿足應(yīng)急治理穩(wěn)定系數(shù)1.05的要求。應(yīng)急減載開口線高程為3 750 m， 20 m高差設(shè)置1級寬2 m的馬道，共3級。

變形邊坡外側(cè)周邊設(shè)置截水溝，在3 690 m高程平臺內(nèi)側(cè)和每級馬道內(nèi)側(cè)設(shè)置一排水溝與周邊截水溝相通。

2.4 應(yīng)急治理方案的實(shí)施

鑒于應(yīng)急搶險工期緊張、加之西藏高原氣候，工作環(huán)境惡劣，壓腳堆載只能采取人工堆載，效率較低，堆載15 m高難度較大，實(shí)際堆載高度為5 m。其余應(yīng)急治理方案均按照設(shè)計(jì)要求在汛期來臨前完成。通過應(yīng)急治理，保證了邊坡在汛期的安全運(yùn)行。但由于堆載高度不足，在汛期強(qiáng)降雨后，邊坡局部仍有加速變形趨勢，急需對邊坡進(jìn)行永久治理設(shè)計(jì)。

3 結(jié) 語

筆者通過對蠕滑變形巖體成因機(jī)制及穩(wěn)定性進(jìn)行了分析，提出了合理的應(yīng)急治理措施，該應(yīng)急治理措施實(shí)施后效果明顯，保證了雨季邊坡的安全運(yùn)行，為永久治理設(shè)計(jì)贏得了時間。