地表截排水工程在滑坡治理中的應(yīng)用
——以奉節(jié)縣萬興村滑坡應(yīng)急治理工程為例

羅 雁

（四川省華地建設(shè)工程有限責(zé)任公司，四川成都610081）

治理滑坡的工程措施，歸結(jié)起來可分為3類：一是消除或減輕水對滑坡的誘發(fā)作用，包括地表防滲和截排水、地下排水等措施；二是改變滑坡外形、增加滑坡的抗滑力，達到穩(wěn)固滑坡的作用，主要包括滑坡后緣削方減載、前緣反壓、支擋工程（主要包括抗滑擋墻、抗滑樁、錨索、錨桿、抗滑鍵）等；三是改變滑帶土石性質(zhì)，增加滑坡自身抗滑力，阻滯滑體的滑動，主要采用灌漿、焙燒等改良土質(zhì)的辦法。所有這些措施，都需要具體情況具體分析，有針對性地使用，才能收到“藥到病除”的好效果。但是目前在滑坡治理工程設(shè)計中，一定程度上存在重抗滑支擋，輕截排水和防滲的傾向。而滑坡的發(fā)生常和水的作用有密切的關(guān)系，水的作用往往是引起滑坡的主要因素，因此，消除和減輕水對滑坡的危害尤其重要。本文以奉節(jié)萬興村滑坡治理的事例闡明地表截排水是治理滑坡的一個簡單有效的措施，對于一些滑坡的治理可以起到事半功倍的作用，應(yīng)是滑坡治理中首先需要考慮并長期運用的措施。

1 萬興村滑坡概況

萬興村滑坡位于奉節(jié)縣羊市鎮(zhèn)萬興村潘家園子至麻柳樹塝一帶。2004年1月12日傍晚，滑坡區(qū)出現(xiàn)地面開裂，之后裂縫逐漸擴大，次日凌晨坡體開始明顯下滑，并導(dǎo)致滑體上10戶37人35間房屋垮塌，受損山平塘6口4900m3（其中2口山平塘已全干枯），受損耕地面積550畝；受損高壓線路1000m，有線電視線路5000m；萬興村小學(xué)四個班133個學(xué)生被迫暫時搬遷避讓。至2月中旬作者赴現(xiàn)場調(diào)查時滑坡仍在繼續(xù)發(fā)展之中?；缕矫嫘螒B(tài)呈長條狀，縱向長約780m，橫向平均寬約150m，平面分布面積11.25×104m2，滑體體積約180×104m3，屬大型滑坡，主滑方向約54°。據(jù)地面調(diào)查分析推斷，萬興村滑坡是沿土巖接觸面滑動的土質(zhì)滑坡（圖1）。

圖1 萬興村滑坡工程地質(zhì)縱剖面圖

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，萬興村滑坡變形十分顯著，滑坡邊界陡壁、后緣滑移坐落、前緣鼓丘等變形跡象應(yīng)有盡有，尤其是滑坡地面裂縫非常普遍：滑體兩側(cè)分別發(fā)育有與主滑方向大體一致的縱向剪切裂縫，其中右側(cè)剪切裂縫前后已基本全部連貫；從滑坡后緣到中前部有多條與主滑方向近于垂直的橫向拉裂縫；靠近滑坡前緣地帶放射狀展布的縱張裂縫也累見不鮮。根據(jù)滑坡體與兩側(cè)地形地物錯開情況分析，該滑坡水平滑動距離約14m。

2 滑坡地質(zhì)背景條件及滑坡成因機制分析

2.1 滑坡地質(zhì)背景條件

萬興村滑坡在構(gòu)造上處于川東褶皺帶趕場向斜北西翼近軸部?；聟^(qū)表層為結(jié)構(gòu)松散的殘坡積土，其下伏為透水性較差的侏羅系自流井組泥頁巖，傾向坡外且臨空，傾角11°～15°?；聟^(qū)地處石蘆河支流左岸斜坡中部，順滑坡方向地形平均坡度11.5°。區(qū)內(nèi)小沖溝較發(fā)育，一般上游段為間隙性有水，下游段多常年性有水，此外區(qū)內(nèi)還有較多的小堰塘。

2.2 滑坡成因機制分析及變化趨勢

如上所述，滑坡區(qū)所處的斜坡為外傾斜向坡，基巖向坡外傾斜并且前緣部分臨空，有利于土體向下滑動，而斜坡表層殘坡積土體結(jié)構(gòu)松散容易失穩(wěn)變形，加之表土和下伏基巖之間較大的透水性差異容易導(dǎo)致土巖接觸帶地下水的強烈活動，利于滑坡啟動。因此，該區(qū)域具備了形成滑坡的有利地質(zhì)條件。

區(qū)內(nèi)豐富的堰塘、稻田水及滑坡右側(cè)的地表來水，則是滑坡最終形成的誘發(fā)因素。地面調(diào)查時發(fā)現(xiàn)：滑坡后壁及側(cè)壁上水流痕跡十分明顯，滑坡滑移帶較濕潤，滑動過程中前緣剪出口有泥漿水渾水呈帶狀流出，表明水對該滑坡的重要作用。由于地表水體長時間浸飽土體，既增加塊碎石土的容重、動水壓力及靜水壓力，也使下部土體及軟弱巖層表面飽水軟化、抗剪強度降低，在有利的地質(zhì)條件配合下，使坡體向不穩(wěn)定方向逐漸發(fā)展，當量變到一定程度時，破壞了斜坡原有平衡，直接誘發(fā)產(chǎn)生了該滑坡。

由于滑坡仍未達到新的穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡活動的不利因素并未消除，甚至伴隨著地面裂縫的大量產(chǎn)生還有所惡化：表水更容易入滲地下、經(jīng)過前期滑動變形滑帶抗剪強度更低。若不進行及時的處置，該滑坡仍有可能產(chǎn)生更大規(guī)模的變形，威脅滑坡前緣麻柳樹塝及后緣潘家院子等周邊范圍60戶、261人、229間房屋；甚至可能形成溝谷泥石流危及沖溝下游羊市鎮(zhèn)老明月村村民的生命財產(chǎn)安全，帶來更加嚴重的危害。為此，需要對該滑坡采取必要的工程治理。

3 滑坡應(yīng)急治理工程設(shè)計

3.1 治理措施的選擇

由于該滑坡的發(fā)生和發(fā)展與地表水入滲的關(guān)系十分密切，擬定滑坡治理方案時首先考慮了地表截水和封填防滲措施：在滑體后緣及右側(cè)壁外的穩(wěn)定斜坡上設(shè)置截排水溝，以攔截滑體外地表水進入滑體；對滑坡區(qū)的裂縫及時采取粘土封填處理，以免表水和降水繼續(xù)由此滲入滑體?？紤]到該滑坡具有縱向長度大且表土比較松軟的特點，沿滑坡縱向抗滑支擋級數(shù)設(shè)置較少的情況下很可能在滑體中部出現(xiàn)次級剪出，致使抗滑支擋無法達到理想的治理效果，而采用多級抗滑支擋則費用過高，因此治理措施選擇時沒有考慮。同樣，由于占地及前緣地形條件的原因，本次也沒有考慮削方減載和前緣反壓措施。通過綜合分析，最終對該滑坡選用了地表截排水+封填防滲的治理方案（按當時物價水平，其工程治理費用預(yù)計僅為抗滑支擋措施治理費用的三分之一到二分之一）。

3.2 截排水溝及地表封填工程設(shè)計

3.2.1 截排水溝設(shè)計

由于進入該滑坡區(qū)的地表水主要來自于滑坡后緣及右側(cè)，故設(shè)計在滑坡后緣及右側(cè)壁邊界以外10m左右的穩(wěn)定斜坡上設(shè)置截排水溝，以攔截滑體之外地表水（或降雨）進入滑體。截排水溝起于潘家院子一帶，向北東經(jīng)包包上后匯入麻柳樹塝東側(cè)天然沖溝（圖2）。截排水溝起點標高約954.5m，終點標高約856m，長度為1382.074m，溝底平均縱坡降為7.12%，各段截排水溝溝底比降以能順利排除攔截的地表水及順暢的排走溝水為原則。

按截排水溝所處位置和控制的匯水面積及其所需的徑流量，就截排水溝進行了各種斷面尺寸的水力設(shè)計計算和優(yōu)化。截排水溝過水斷面設(shè)計為等腰梯形。底寬0.9m，高1.4m，坡比1∶0.5。底板及邊墻采用M7.5漿砌塊石，襯砌厚度為30cm，底板下設(shè)C15砼墊層。截水溝的安全超高為0.4m。當自然縱坡大于1∶20時，設(shè)置陡坡或跌水，跌水和陡坡段下游，采用消能和防沖措施，進行溝底加糙處理。截排水溝迎水側(cè)每隔2m設(shè)泄水孔，其內(nèi)設(shè)反濾層以增強排水效果并延長使用壽命；為防止不均勻沉降，截排水溝每隔10m設(shè)沉降縫一道。

圖2 萬興村滑坡應(yīng)急治理工程平面布置圖

萬興村滑坡治理截排水工程的設(shè)計，按20年一遇設(shè)計（71.2mm/h）。依照地形，地貌和分水嶺脊線，計算匯水面積為0.44km2。計算公式如下：

（1）設(shè)計匯流量計算：

Q=φSF式中：Q——設(shè)計地表水匯流量，m3/s；

φ——徑流系數(shù)，φ=0.6；

S——設(shè)計暴雨強度，mm/h；

F——匯水面積，km2。

（2）截排水溝流速計算：

式中：V——設(shè)計流速，m/s；

n——粗糙系數(shù)，n=0.017；

R——截排水溝水力半徑，R=W，W、X分別為X

過水斷面積和濕同周，據(jù)各斷面具體情況選?。?/p>

I——各斷面水力坡降，源于截水溝縱斷面圖。設(shè)計參數(shù)及截排水溝形狀尺寸見表1。

3.2.2 地表封填防滲工程設(shè)計

表1 截水溝設(shè)計參數(shù)及形狀尺寸

萬興村滑坡表面已形成較多的拉裂縫，是導(dǎo)致滑坡加劇的一大隱患，需對這些拉裂縫及時地采取粘土封填處理，以免地表水大氣降水繼續(xù)由此滲入滑體。施工時沿裂縫走向開挖成寬0.5～1m、深0.3～0.4m的淺槽，回填石灰與粘土混合料。石灰與粘土比為3∶7，粘土可就地開采(需除去2mm以上的礫石)，鋪設(shè)厚度0.3～0.4m，并碾壓密實。對于積水坑、洼地等地形應(yīng)予回填整平或放坡，使落到地表雨水快速進入排水溝。此外，對于滑體上的松動地面應(yīng)盡可能做夯實處理。

4 應(yīng)急治理工程運行效果及幾點體會

4.1 應(yīng)急治理工程運行效果

2004年下半年，按照上述地表截排水+封填防滲的治理方案對滑坡進行了應(yīng)急治理工程施工，施工過程中對水溝走線進行了適當調(diào)整以保證排水順暢和有效的截排地表水。

通過應(yīng)急治理工程回訪了解到，該治理工程竣工13年以來堅持了經(jīng)常對截水工程進行檢查、發(fā)現(xiàn)水溝淤堵或局部破損做到了及時清淤和修補，保證排水的暢通及防滲。

為了確保安全，該滑坡在應(yīng)急治理完成后被列為群測群防監(jiān)測點，至今已監(jiān)測13年。根據(jù)群測群防監(jiān)測反饋的的信息，截排水工程和封填防滲工程竣工的當年該滑坡的活動就得到了有效的控制，自實施截排水溝和封填防滲工程以來，該滑坡未再出現(xiàn)整體變形的現(xiàn)象，原有的變形也未見繼續(xù)擴大的趨勢，僅僅在坡體上偶有局部小規(guī)模坍塌發(fā)生?？傮w說來本次實施的地表截排水+封填防滲工程達到了目的。

4.2 幾點體會

通過該萬興村滑坡應(yīng)急治理工程實踐，結(jié)合多年經(jīng)驗，有以下幾點體會：

（1）作為治理滑坡的一個常用措施，截排水工程具有見效快、費用相對較低、施工難度小的特點。

（2）修建地表截排水工程，一定要做到有的放矢，根據(jù)地表匯水方向和位置合理布置截排水工程，否則可能出現(xiàn)截排水溝無水可截排或有地表匯水部位無截排水溝的局面。

（3）地表截排水溝應(yīng)該布置在滑坡邊界外一定距離的部位，以免因受到滑坡變形牽引破壞而失效。

（4）截排水溝工程一定要遵循動態(tài)設(shè)計信息化施工的原則，在修建過程中要根據(jù)實地情況適當調(diào)整截排水溝具體位置，以保障水溝截排水順暢，否則有可能造成截排水不暢甚至誘發(fā)滑坡變形。

（5）要保證截排水工程長期有效，堅持做好工程定期檢查維護修補是關(guān)鍵，否則可能由于水溝淤堵而失去效果，更有可能因為水溝開裂而出現(xiàn)集中滲漏，從而加劇滑坡變形，其結(jié)果就成了致災(zāi)而不是治災(zāi)，實踐中不乏這方面的教訓(xùn)。

5 結(jié)論

（1）奉節(jié)縣羊市鎮(zhèn)萬興村滑坡是一個與表水入滲關(guān)系十分密切的滑坡。為此，對該滑坡的工程治理首選了地表截排水+地表封填防滲措施。而其它措施由于受經(jīng)費、占地或地形條件等因素的制約難以采用。多年監(jiān)測顯示地表截排水+地表封填防滲工程達到了治理滑坡的目的。

（2）滑坡的發(fā)生發(fā)展與地表水的影響有密切關(guān)系。故設(shè)置截排水系統(tǒng)及地面防滲對治理各類滑坡都是適用的。對于規(guī)模較大的滑坡，設(shè)置截排水系統(tǒng)及地面防滲來排除地表水往往作為提高安全儲備來與抗滑支擋等措施配套使用，但適當?shù)臈l件下獨立使用截排水系統(tǒng)及地面封填防滲措施亦能達到有效治理滑坡的效果。

（3）合理布設(shè)是地表截排水工程切實有效的前提，而要保證截排水工程的長期有效，務(wù)必要堅持做好工程定期檢查維護修補。

參考文獻：

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