廣元市朝天區(qū)馬家河滑坡治理方案研究

劉康林，萬(wàn)利晏

(四川華地建設(shè)工程有限責(zé)任公司,四川 成都 610081)

0 前 言

山體滑坡是嚴(yán)重威脅人民生命財(cái)產(chǎn)的最頻繁的自然災(zāi)害之一。為減少滑坡的危害，保障人民的生命財(cái)產(chǎn)，需要對(duì)滑坡進(jìn)行的合理的穩(wěn)定性分析與計(jì)算，并采用相應(yīng)的可靠、經(jīng)濟(jì)的治理措施，防止滑坡的發(fā)生。本文以四川省廣元市朝天區(qū)馬家河滑坡治理工程為例，通過(guò)分析滑坡特征、變形原因、穩(wěn)定性狀態(tài)，在參考其他類似滑坡治理方案的基礎(chǔ)上[1-3]，對(duì)其治理方案進(jìn)行比選，為滑坡治理選取合理的治理方案。

1 滑坡區(qū)概況

1)地形地貌?？辈閰^(qū)最高海拔約850 m，位于勘查區(qū)西南側(cè)；最低點(diǎn)海拔高程為697 m，位于西北側(cè)馬家河河谷，高差達(dá)153 m。區(qū)內(nèi)地形高陡，平均地形坡度為25°，總體坡向?yàn)?55°?？辈閰^(qū)內(nèi)斜坡地貌和順向斜坡結(jié)構(gòu)，階狀斜坡區(qū)局部陡緩相間，臨空條件發(fā)育，為馬家河滑坡的發(fā)育提供了地形地貌條件基礎(chǔ)。馬家河滑坡即發(fā)育于第二級(jí)居民房屋平臺(tái)及其以下區(qū)域。

2)地質(zhì)構(gòu)造和地震?？辈閰^(qū)屬摩天嶺-米倉(cāng)山東西向構(gòu)造帶和龍門山北東向構(gòu)造帶的交匯處，區(qū)內(nèi)褶皺發(fā)育。廣元市朝天區(qū)地震動(dòng)峰值加速度0.1g，地震動(dòng)反應(yīng)譜特征周期為0.40s，抗震設(shè)防烈度Ⅶ度。

3)地層巖性。馬家河滑坡勘查區(qū)內(nèi)出露的地層自上而下分布為第四系全新統(tǒng)滑坡堆積物(Q4del)碎塊石土地層、第四系全新統(tǒng)殘坡積物(Q4dl+el)碎塊石土地層、寒武系邱家河組中段(∈q2)巖性為含炭硅質(zhì)板巖、變質(zhì)砂巖等。

4)氣象水文條件?？辈閰^(qū)多年平均降雨量約為750 mm。2009年“7.17”暴雨期間，根據(jù)雨量監(jiān)測(cè)統(tǒng)計(jì)，項(xiàng)目區(qū)內(nèi)降雨量達(dá)215.4 mm。

勘查區(qū)主要有馬家河及竹林溝兩條河溝。其中：馬家河為嘉陵江二級(jí)支流，位于勘查區(qū)北側(cè)，馬家河滑坡前緣。河道常年有水，枯季水位約0.3 m，流量為15 L/s。暴雨最高水位為2 m，流量為5 m3/s。洪水期間，河道水位漲落對(duì)滑坡穩(wěn)定性有一定影響；竹林溝則位于勘查區(qū)東側(cè)，馬家河滑坡東側(cè)邊界處，為季節(jié)性沖溝，匯入馬家河。該溝道深2～7 m，寬2～15 m。根據(jù)訪問(wèn)，暴雨條件下，該沖溝內(nèi)洪水位約0.3 m，流量為0.3 m3/s。

5)人類工程活動(dòng)?？辈閰^(qū)位于農(nóng)村聚居點(diǎn)處，人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈。區(qū)內(nèi)居民房屋建設(shè)過(guò)程中經(jīng)常開挖斜坡，誘發(fā)斜坡失穩(wěn)。馬家河滑坡在20世紀(jì)50年代即由于后緣人工引水水渠的滲漏誘發(fā)了滑坡的失穩(wěn)變形。

2 滑坡特征

馬家河滑坡平面形態(tài)近似長(zhǎng)方形，滑坡長(zhǎng)度為223 m，橫向?qū)挾?0 m，主滑方向347°～359°，滑坡面積1.74×104m2。根據(jù)勘查，滑坡平均厚度12 m，體積約20.9×104m3，為中型滑坡。馬家河滑坡區(qū)內(nèi)發(fā)育2處次級(jí)滑坡(1#次級(jí)滑坡與2#次級(jí)滑坡)，其中：1#次級(jí)滑坡寬度為70 m，長(zhǎng)度為30 m，面積為0.2×104m2，平均厚2.4 m，體積為0.48×104m3。2#次級(jí)滑坡寬度為90 m，長(zhǎng)度為73 m，平面面積為0.45×104m2，平均厚5 m，體積為2.25×104m3。

1)滑體特征。1#次級(jí)滑坡位于馬家河滑坡后部，其滑體物質(zhì)為殘坡積土，巖性為粉質(zhì)黏土夾碎塊石。2#次級(jí)滑坡位于馬家河滑坡中部，其滑體為滑坡堆積土，巖性為粉質(zhì)黏土夾碎塊石。

2)滑帶特征。1#次級(jí)滑坡滑帶巖性為灰紅色、灰褐色粉質(zhì)黏土夾碎塊石，碎石為強(qiáng)風(fēng)化炭硅質(zhì)板巖。2#次級(jí)滑坡滑帶巖性為粉質(zhì)黏土夾碎塊石，母巖為強(qiáng)風(fēng)化炭硅質(zhì)板巖。

3)滑床特征。馬家河滑坡滑床主要為寒武系邱家河組中段(∈q2)，巖性為變質(zhì)砂巖，產(chǎn)狀為345°∠33°。1#次級(jí)滑坡和2#次級(jí)滑坡滑床則主要為強(qiáng)風(fēng)化炭硅質(zhì)板巖，其母巖巖性為薄層狀炭硅質(zhì)板巖、巖體破碎、節(jié)理裂隙發(fā)育，局部呈架空。圖1為滑坡主軸斷面圖。

圖1 滑坡主軸斷面圖

3 滑坡穩(wěn)定性分析及評(píng)價(jià)

采用傳遞系數(shù)法進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析，計(jì)算時(shí)取滑坡的單位寬度為1.0m，由此簡(jiǎn)化為二維問(wèn)題。

3.1 計(jì)算工況

工況Ⅰ(天然工況)，按勘查時(shí)取得的現(xiàn)狀資料評(píng)價(jià)，由于目前滑坡區(qū)地下水較豐富，因而計(jì)算和評(píng)價(jià)時(shí)考慮荷載為：自重+天然狀態(tài)地下水，安全系數(shù)取1.10。

工況Ⅱ(暴雨工況)，按持續(xù)暴雨條件下，地下水水位繼續(xù)升高，滑體1/2～2/3飽水的情況進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)，考慮荷載組合為：自重+暴雨?duì)顟B(tài)地下水，安全系數(shù)取1.05。

工況Ⅲ(地震工況)：按現(xiàn)狀條件疊加地震荷載進(jìn)行計(jì)算和評(píng)價(jià)，考慮荷載組合為：自重+天然狀態(tài)地下水+地震，安全系數(shù)取1.02。

其中，工況Ⅰ與工況Ⅱ?yàn)樵O(shè)計(jì)工況，工況Ⅲ為校核工況。

3.2 滑面確定

根據(jù)本次勘查以及室內(nèi)分析認(rèn)為：馬家河滑坡屬一處古巖質(zhì)滑坡。在歷史上呈產(chǎn)生過(guò)大規(guī)模的失穩(wěn)變形破壞。

本次反算工作將區(qū)內(nèi)地形恢復(fù)至滑移前原地形，同時(shí)取穩(wěn)定性系數(shù)為0.99～1.01進(jìn)行滑帶土參數(shù)反算。

3.3 巖土參數(shù)

1)滑體重度。根據(jù)室內(nèi)試驗(yàn)結(jié)果，滑體土天然重度19.5 kN/m3，飽和重度20.5 kN/m3。

2)滑帶土抗剪強(qiáng)度。滑帶土抗剪強(qiáng)度通過(guò)室內(nèi)試驗(yàn)、反演計(jì)算綜合取值，見表1。

表1 滑帶抗剪強(qiáng)度綜合取值表

3.4 計(jì)算結(jié)果

表2為滑坡穩(wěn)定性和剪出口剩余推力計(jì)算結(jié)果。

表2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算及評(píng)價(jià)結(jié)果匯總表

由表1可見，1#次級(jí)滑坡在2-2′剖面工況Ⅰ條件下剩余下滑力最大，為6 kN/m。由于推力較小，適合采用抗滑支擋措施進(jìn)行治理。其他工況下滑坡剩余下滑力在0～4 kN/m。

2#次級(jí)滑坡在2-2′剖面工況Ⅰ條件下剩余下滑力最大，為29 kN/m。適合采用抗滑支擋措施進(jìn)行治理。其他工況下滑坡剩余下滑力在11.4～28.5 kN/m

4 整治方案設(shè)計(jì)

4.1 1#次級(jí)滑坡

由于1#次級(jí)滑坡處于欠穩(wěn)定～基本穩(wěn)定狀態(tài)，并且推力較小，因此在其前部采用擋土墻進(jìn)行治理于次級(jí)滑坡前緣、小路外側(cè)(高程801m～803m)布置一道擋墻，總長(zhǎng)69.2m，分A、B兩型，其中，A型擋墻布置于東側(cè)，長(zhǎng)27.3m，B型擋墻布置于西側(cè)，長(zhǎng)41.9m。擋土墻布置見圖2。

4.2 2#次級(jí)滑坡

在2#次級(jí)滑坡前部采用抗滑支擋措施進(jìn)行治理。針對(duì)2#次級(jí)滑坡地形地貌以及剪出口分布位置，建議支擋工程錯(cuò)臺(tái)布置。

1)在2#次級(jí)滑坡東側(cè)馬明相房屋前側(cè)坡腳布置一排抗滑樁工程進(jìn)行支擋。采用A、B兩種樁型，其中A型樁5根， B型抗滑樁共布置3根，具體參數(shù)見表3。

圖2 治理工程平面布置示意圖

2)對(duì)2#次級(jí)滑坡中部、西部前側(cè)布置C、D、E三種樁型抗滑樁工程進(jìn)行支擋。其中C型抗滑樁布置于2-2′剖面兩側(cè)，共布置3根；D型抗滑樁布置于2-2′剖面東側(cè)，位置較初設(shè)前移約3 m，共布置4根；E型抗滑樁布置于3-3＇剖面兩側(cè)，位置較初設(shè)前移約3 m，共布置2根，具體參數(shù)見表3。

表3 抗滑樁參數(shù)表 單位：m

5 結(jié) 語(yǔ)

1)滑坡區(qū)地形臨空條件發(fā)育、順向坡結(jié)構(gòu)、軟弱夾層發(fā)育、巖土體結(jié)構(gòu)松散和地下水活動(dòng)較強(qiáng)烈等因素為滑坡的發(fā)育提供了基礎(chǔ)條件，而區(qū)內(nèi)2008年“5.12”地震的影響，區(qū)內(nèi)巖土體結(jié)構(gòu)更加松散，物理力學(xué)性質(zhì)降低。并且在強(qiáng)降雨或地表水體入滲條件下，地表水入滲滑體，使區(qū)內(nèi)松散土體呈飽和狀態(tài)，巖土體物理力學(xué)性質(zhì)進(jìn)一步降低，從而誘發(fā)區(qū)內(nèi)滑坡失穩(wěn)變形。

2)針對(duì)滑坡的變形特征和穩(wěn)定性、剩余推力計(jì)算結(jié)果，提出兩種整治方案。通過(guò)主要經(jīng)濟(jì)技術(shù)指標(biāo)比較，方案一投資費(fèi)用較小，地質(zhì)災(zāi)害也得到了有效治理。

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