蘭溪洞源村滑坡治理工程的土體變形分析與處理措施

余　忠， 吳　博， 梅宗明

(浙江省地礦建設(shè)有限公司，浙江 杭州 310012)

0　引言

浙江省地處東南沿海，山地丘陵比例大，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地貌類型多樣。同時，人口密度大，人類工程活動強烈，臺風(fēng)和梅雨等汛期降雨集中，極易引起突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，特別是滑坡地質(zhì)災(zāi)害[1-3]。2015年11月13日麗水市里東村山體滑坡、2016年9月28日遂昌縣蘇村崩塌滑坡，均造成巨大的人員傷亡與經(jīng)濟(jì)損失[4-5]。2017年初，浙江省開始開展地質(zhì)災(zāi)害隱患綜合治理“除險安居”三年行動，同時，省政府把地質(zhì)災(zāi)害綜合治理列為全省2017年十方面民生實事之一，通過避讓搬遷和工程治理，進(jìn)一步健全地質(zhì)災(zāi)害防治長效機(jī)制，全面提高地質(zhì)災(zāi)害防治水平，切實保障人民群眾生命財產(chǎn)安全[6-7]。

對地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行綜合治理，是“除險安居”三年行動的重要內(nèi)容。在滑坡隱患治理工程施工中，經(jīng)常會遇到邊坡不穩(wěn)定問題，它對整體工程進(jìn)度、成本、質(zhì)量等產(chǎn)生重大影響，最重要的是對附近居民和施工人員的生命財產(chǎn)產(chǎn)生威脅[6-7]。在施工階段，施工單位對治理區(qū)的狀況最了解，當(dāng)邊坡變形過大、變形速率過快，出現(xiàn)沉降開裂等險情時，及早預(yù)警、采取應(yīng)急措施[10-11]，從這個方面說，施工單位在施工階段起主導(dǎo)作用。本文結(jié)合具體施工項目，介紹施工單位在滑坡隱患治理過程中對土體變形的調(diào)查、應(yīng)急處理及后續(xù)施工方案。

1　工程概況

1.1　工程簡況

本工程位于蘭溪市靈洞鄉(xiāng)洞源村(栗山)與平園村(火燒山)交界處，治理主要是為了消除滑坡安全隱患?；聟^(qū)主滑方向166°～250°，主滑方向斜長85 m，滑面傾角3°～55°，面積約11938 m2，平均厚12 m，體積約15×104m3?；路€(wěn)定系數(shù)Fs=0.99～1.03，滑坡治理前總體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。2015年7-8月期間，受臺風(fēng)降雨的影響，前緣持續(xù)蠕變，形成多條新裂縫，最大錯距達(dá)1.0 m?；码[患體威脅著坡腳住戶總計7戶25人的生命財產(chǎn)安全。

根據(jù)滑坡體的地質(zhì)條件、地形地貌、施工條件及成因等綜合考慮，本滑坡治理原設(shè)計采取的主要措施：(1)抗滑樁支擋，滑坡體中前部布置抗滑樁，并依靠下部(嵌固段)嵌入滑床；(2)削坡減載，滑坡體上部削坡減載，減小下滑力；(3)坡腳加載，可使滑體增加被動土的壓力，阻擋滑坡體的下滑；(4)綜合截、排水，減少地表水對坡面水土沖蝕、滲透而影響穩(wěn)定性；(5)生物工程，固土封坡，增強坡體整體穩(wěn)定擋墻支擋；(6)坡腳設(shè)置砼擋土墻，支擋坡腳巖土體，并防止水流對坡腳的沖刷[12]。

1.2　工程地質(zhì)

該滑坡區(qū)內(nèi)屬侵蝕剝蝕丘陵地貌，山頂高程211 m，坡腳高程約70 m，最大相對高差141 m，自然斜坡坡度15°～20°，以灌木為主的植被發(fā)育。

隱患區(qū)工程地質(zhì)特性：(1)殘坡積土，主要由含碎(塊)石粉質(zhì)粘土等組成，厚度一般1.65～5.25 m，黃褐色，稍濕-濕，松散-稍密，呈可塑狀，工程地質(zhì)條件較差；(2)滑坡堆積體，主要由含碎(塊)石粉質(zhì)粘土等組成，厚度0～15 m不等，黃褐色、棕褐色，濕-稍濕，可塑狀，結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)條件差；(3)薄層狀軟(粉砂質(zhì)泥巖)硬(石英砂巖)相間巖組，其中全風(fēng)化層厚5～12 m，強風(fēng)化層厚>40.55 m，工程地質(zhì)性質(zhì)較差；(4)堅硬閃長玢巖巖組，塊狀構(gòu)造，呈強-中等風(fēng)化，巖質(zhì)堅硬[13]。

2　新近變形特征與原因分析

2.1　新近變形特征

施工治理期間(2017年3月)，正在治理施工中該項目發(fā)現(xiàn)三級平臺以上西側(cè)一帶發(fā)生變形加劇，周界呈圈椅形，主滑方向約236°，斜長46 m，水平長41 m，前緣寬約28 m，面積約962 m2(滑坡隱患區(qū)總面積約11938 m2)，厚度2～5 m，體積約3300 m3。此時，治理區(qū)開挖形成5級臺階，邊坡坡面坡率約1∶1.8，每級臺階高差8 m，臺階寬3 m，臺階內(nèi)側(cè)為土溝。

項目部配合勘察設(shè)計單位，對新近變形裂縫進(jìn)行測量分析。坡體上部局部后緣下錯(高度0.5～1.0 m)，前緣臌脹，剪出口顯現(xiàn)。坡體出現(xiàn)多條橫張及縱張裂縫(圖1)，主要有4條，其中，L1：拉張裂縫，呈弧形，走向93°～139°，長約21 m，寬0.5～1.5 m，可見深約2.8 m，下錯距離30～50 cm；L2：拉張裂縫，呈弧形，走向169°～210°，長約16 m，寬0.5～1.6 m，可見深約3.5 m，下錯距離20～50 cm；L3：剪切裂縫，呈弧形，走向60°～93°，長約28 m，寬0.2～0.5 m，可見深約0.5 m；L4：剪切裂縫，呈弧形，走向210°～258°，長約23 m，寬0.2～0.5 m，可見深約0.5 m。

變形體物質(zhì)主要由殘坡積含碎石粉質(zhì)粘土、強風(fēng)化粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖及碎裂狀石英砂巖等組成，結(jié)構(gòu)較松散，巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)較差。

經(jīng)實地調(diào)查，表明巖土體變形正在加劇，且變形破裂面(可能的滑動面)深度推測在5 m以上，其現(xiàn)狀處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。從變形體物質(zhì)組成分析，主變形區(qū)主要由含碎石粉質(zhì)粘土組成，其厚度>5 m，下部為全-強風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖等，軟弱層工程地質(zhì)性質(zhì)較差，在飽和狀態(tài)下，巖土顆粒間的內(nèi)摩擦力及粘聚力下降，極易在重力作用下沿某一軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生速滑而引發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，并可能影響下部臺階巖土體的穩(wěn)定性，危及現(xiàn)場施工人員及坡下住戶的安全。

2.2　新近變形原因分析

根據(jù)調(diào)查分析，滑坡隱患區(qū)產(chǎn)生巖土體變形加劇的原因主要有以下幾方面。

(1)自然因素：據(jù)蘭溪市野貓垅雨量監(jiān)測站統(tǒng)計，變形發(fā)生前的2017年3月12日8時-3月13日20時，累計降雨量達(dá)34 mm。短時較強降雨導(dǎo)致雨水大量沿開挖坡面下滲，導(dǎo)致巖土體飽和，重度增大，巖土體顆?；蚪Y(jié)構(gòu)面之間的摩擦系數(shù)下降，并產(chǎn)生靜水和動水壓力，使抗滑移穩(wěn)定性降低，導(dǎo)致巖土體變形破壞。

(2)邊坡巖性主要為含碎石粉質(zhì)粘土和全-強風(fēng)化粉砂巖、粉砂質(zhì)泥巖等，工程地質(zhì)性質(zhì)較差，遇水飽和軟化后結(jié)構(gòu)改變，易發(fā)生變形破壞。

(3)施工過程中，上部邊坡、臺階開挖后，不可避免地使雨水沿坡體下滲。

3　應(yīng)急搶險處理措施及效果監(jiān)測

3.1　應(yīng)急搶險處理措施

坡面局部出現(xiàn)裂縫變形后，我單位在經(jīng)過商討和請示建設(shè)、設(shè)計和監(jiān)理單位后，立即采取了一系列應(yīng)急處理措施。

(1)啟動應(yīng)急預(yù)案、疏散坡腳住戶人員；

(2)增加應(yīng)急物資設(shè)備、搶險隊伍；

(3)增加監(jiān)測頻率，整理數(shù)據(jù)并及時反饋，夜間值守、白天巡查；

(4)用塑料薄膜布覆蓋坡面并壓牢固，每片上下用竹棒捆綁，上下左右呈疊瓦式覆蓋，減少降水入滲；

(5)水溝硬化，增加臨時排水溝、排水管，溝底薄膜覆蓋；

(6)對滑坡體滑動上部段局部進(jìn)行削坡減載，方量暫估1000 m3；

(7)滑坡體增設(shè)鋼管樁，變形體后緣3排、中部設(shè)置2排、下部1排(見圖2～4)。鋼管樁孔徑110 mm，間距1.5 m，梅花形布置。鋼管樁樁長8～12 m，樁徑110 mm，內(nèi)置鋼管為108 mm×5.0 mm和?32 mm鋼筋，鋼管樁內(nèi)及其周圍空隙注入水泥漿?？傆嫾s145根(總長1550 m)。

圖2　鋼管樁鉆孔

圖3　鋼管樁

圖4　變形區(qū)域增設(shè)鋼管樁

3.2　應(yīng)急排險效果監(jiān)測

2017年3月14日上午發(fā)現(xiàn)裂隙，且裂隙寬度不斷發(fā)展，變形區(qū)域內(nèi)監(jiān)測點位移持續(xù)，監(jiān)測點最大沉降量達(dá)2 m，項目部立即采取了削坡壓腳、彩條布覆蓋、增設(shè)臨時排水溝等應(yīng)急措施，使變形區(qū)域位移沒有急劇增大；3月下旬開始打設(shè)坡體上部3排鋼管樁，放入鋼筋并灌漿，4月初上部3排鋼管樁施工完成，監(jiān)測結(jié)果顯示，變形區(qū)位移沉降得到有效控制；4月中旬開始中間2排鋼管樁施工，5月初鋼管樁全部完成，此時變形區(qū)域監(jiān)測點顯示位移沉降基本穩(wěn)定(見圖5、表1)。監(jiān)測結(jié)果及現(xiàn)場巡查均表明，項目部應(yīng)急排險采取的措施對于控制邊坡變形沉降作用顯著，邊坡的穩(wěn)定為后續(xù)施工提供了安全的作業(yè)條件。

圖5　監(jiān)測點累計沉降量

表1　變形區(qū)域內(nèi)監(jiān)測點日平均位移　　mm

4　后續(xù)施工方案

施工單位主要從邊坡安全及后續(xù)施工安全等方面考慮，積極向勘察設(shè)計單位提供意見建議，勘察設(shè)計單位在經(jīng)過專家評審后提出補充設(shè)計與變更。

(1)抗滑樁工程：布置2排抗滑樁。

增設(shè)抗滑樁于滑坡體后緣，共17根，樁徑1.0 m，樁中心距3.5 m，樁長10.0 m。增設(shè)抗滑樁與滑坡體后緣，共22根，樁徑1.0 m，樁中心距2.8～3.5 m不等，樁長10.0～13.9 m。為加強抗滑樁的整體剛度，提高其抗滑阻滑性能，樁頂設(shè)置寬×高=1.0 m×0.5 m的鋼筋混凝土連系梁。

(2)土石方工程：變形加劇體適當(dāng)修坡，使邊坡外觀平整，修坡方量約200 m3；新建擋墻后采用土石方回填，并分層碾壓密實，回填方量約2800 m3。

(3)截排水工程：坡面增加排水溝一道，采用混凝土結(jié)構(gòu)，矩形結(jié)構(gòu)，凈空尺寸寬×高=0.3 m×0.3 m，壁(底)厚0.2 m，總長約260 m。

(4)生物工程：回填坡面撒播適合本地生長的草灌木混合種子并種植灌木。選擇根系發(fā)達(dá)、生根性強、抗干旱、耐高溫、抗寒冷、抗病蟲害強的冷暖季型混合草種及灌木種子。

(5)監(jiān)測與警示：依據(jù)現(xiàn)有地質(zhì)環(huán)境條件及工程布置適當(dāng)調(diào)整監(jiān)測樁及警示語標(biāo)牌位置，共增設(shè)2個監(jiān)測樁，應(yīng)急搶險期間每天監(jiān)測2次。

5　結(jié)語

邊坡隱患治理施工是信息法施工動態(tài)設(shè)計的過程，施工過程中完全避免出現(xiàn)變形、裂縫是不可能做到的。作為施工單位，在監(jiān)測或巡視發(fā)現(xiàn)超過預(yù)警值的變形等危險因素后，要果斷采取應(yīng)急措施，以保證居民和施工人員的人生安全為第一要務(wù)，積極主動與建設(shè)單位、勘察設(shè)計單位、監(jiān)理單位、上級單位等溝通聯(lián)系，控制變形、裂縫等的進(jìn)一步發(fā)展，將危害與損失降低到最小。

同時，也要考慮到后續(xù)施工安全，要在采取合理措施保證邊坡穩(wěn)定性的前提下，按照設(shè)計方案要求進(jìn)行后續(xù)施工作業(yè)，而不能只為了趕工期或者節(jié)約成本盲目施工。