邊坡滑坡成因分析及治理措施

周權(quán)顯

（廣東省有色金屬地質(zhì)局九三二隊(duì)，廣東 韶關(guān) 512026）

礦山中發(fā)生邊坡滑坡?tīng)顩r，最加直接的原因?yàn)檫吰庐?dāng)中土體所承受的剪切力大于其自身的強(qiáng)度條件，進(jìn)而使得邊坡土體難以承載上方的土體構(gòu)造產(chǎn)生的壓力，進(jìn)而發(fā)生變形還有滑坡等狀況。因此，在現(xiàn)階段礦山邊坡滑坡的治理當(dāng)中，關(guān)鍵需要強(qiáng)化土體性質(zhì)以及土體構(gòu)造的分析研究，找到造成礦山邊坡滑坡關(guān)鍵的因素，再采用科學(xué)合理的方式對(duì)其開(kāi)展相應(yīng)加固措施，以使得邊坡土體抗剪切水平獲得有效提升，使得礦山邊坡的土體構(gòu)造產(chǎn)生更高的穩(wěn)固性，從而使得邊坡滑坡預(yù)防的成效獲得實(shí)現(xiàn)，而且保障在道路運(yùn)行中是可靠安全的。

1 工程概況

某礦山路段的邊坡中發(fā)生了不同程度塌方問(wèn)題，坡腳是裸露的，邊坡本來(lái)是自然的山體，由于修路切坡而構(gòu)成了邊坡，對(duì)于坡面沒(méi)有進(jìn)行護(hù)坡的治理，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)時(shí)間烈日暴曬以及雨水的沖刷，時(shí)常出現(xiàn)小規(guī)模的崩塌情況，巖塊崩塌與脫落等多種災(zāi)害問(wèn)題，對(duì)于群眾財(cái)產(chǎn)生命安全以及交通安全造成一定威脅[1]。需要邊坡治理位置共有四方面，其中1#點(diǎn)（ABC）長(zhǎng)度大致是42m，高度大致是20.5m～24.3m，坡度60°～80°，其坡頂存在一個(gè)高壓電塔，其已經(jīng)出現(xiàn)滑坡問(wèn)題；坡下的公路在靠河側(cè)(DE段)的長(zhǎng)度大致為20m，高度大致是16m，其坡度大致是60°，路基的擋土墻發(fā)生垮塌，且路面下的土體被掏空，2#點(diǎn)（FG）的長(zhǎng)度大致是12m，高度大致是13.9m，坡度為63°，3#點(diǎn)(GH)的長(zhǎng)度大致是10m，高度大致是16.5m，坡度70°；4#點(diǎn)(HI)的長(zhǎng)度大致是57.5m，高度大致是8.5m～13.6m，坡度80°～85°，1#點(diǎn)為塌方，其余各點(diǎn)為小型崩塌，該治理工程潛在財(cái)產(chǎn)損失約520萬(wàn)元。

邊坡地質(zhì)為巖土結(jié)合的松散風(fēng)化殘積物及風(fēng)化劇烈的巖石，邊坡坡度50°～83°，坡面于長(zhǎng)時(shí)間的雨淋日曬之下，經(jīng)常出現(xiàn)塌方，巖塊脫落、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害，連續(xù)的強(qiáng)降雨環(huán)境下，崩塌類(lèi)問(wèn)題有可能繼續(xù)出現(xiàn)發(fā)生并存有增加影響的危險(xiǎn)性，并且邊坡缺少支護(hù)，導(dǎo)致崩塌類(lèi)隱患對(duì)于群眾生命安全、財(cái)產(chǎn)安全以及交通出行等具有巨大威脅。因此對(duì)于邊坡開(kāi)展相應(yīng)治理工作是極為關(guān)鍵的[2]。

2 邊坡滑坡問(wèn)題發(fā)生的成因

2.1 對(duì)于滑坡造成影響的關(guān)鍵原因

對(duì)與礦山邊坡滑坡影響原因?qū)嵤┫鄳?yīng)分析探討，其中關(guān)鍵能夠分成內(nèi)部原因與外部原因兩方面，一般現(xiàn)階段出現(xiàn)邊坡滑坡問(wèn)題均是在內(nèi)、外部原因的一致影響之下而產(chǎn)生的。

第一方面，內(nèi)部因素。本內(nèi)部原因關(guān)鍵是指的邊坡地形地貌條件、巖層機(jī)構(gòu)以及巖層的性質(zhì)等多個(gè)方面，內(nèi)部原因是邊坡滑坡構(gòu)成最基本的問(wèn)題。第二方面，外部條件。本外部條件關(guān)鍵分為自然原因與人為因素這兩部分。而其中的自然因素是指的地震、氣象水文以及河流的沖刷等多個(gè)自然條件或是災(zāi)害造成的邊坡滑坡問(wèn)題；人為原因是指的于工程活動(dòng)實(shí)施進(jìn)程當(dāng)中對(duì)于邊坡的巖土層構(gòu)造產(chǎn)生一定作用，進(jìn)而出現(xiàn)的邊坡滑坡?tīng)顩r[3]。通常來(lái)說(shuō)外部因素是礦山邊坡滑坡產(chǎn)生的關(guān)鍵條件之一，邊坡巖層構(gòu)造處于較長(zhǎng)時(shí)間的施工擾動(dòng)以及雨水沖洗等作用之下，其穩(wěn)固性方面將會(huì)發(fā)生改變，而且本身存在一些內(nèi)部因素情況，造成容易出現(xiàn)邊坡滑坡情況，并且在缺乏科學(xué)合理治理之下，該邊坡滑坡情況將會(huì)保持持續(xù)擴(kuò)大現(xiàn)狀。

通常而言礦山產(chǎn)生邊坡滑坡問(wèn)題的時(shí)候，土體的變形進(jìn)程將會(huì)通過(guò)5個(gè)時(shí)期，在通過(guò)蠕變階段進(jìn)入劇滑階段的時(shí)候，該土體的穩(wěn)定系數(shù)呈現(xiàn)持續(xù)性的下降走向?？紤]邊坡滑坡的現(xiàn)狀看來(lái)，一般在進(jìn)到劇滑時(shí)期的時(shí)候，經(jīng)過(guò)人力難以對(duì)其進(jìn)行相應(yīng)的防護(hù)治理，所以在現(xiàn)階段公路邊坡滑坡工程的治理工作當(dāng)中，關(guān)鍵應(yīng)當(dāng)在微滑階段發(fā)生前就采用科學(xué)合理的相關(guān)措施，以使得礦山邊坡滑坡所產(chǎn)生的危害影響下降至最小，并且在實(shí)踐治理成效方面看來(lái)，愈早開(kāi)展治理與防護(hù)，則所獲得的成效是愈加突出的。

2.2 某礦山邊坡滑坡的成因分析

與本案例情況結(jié)合起來(lái)開(kāi)展相關(guān)分析研究，導(dǎo)致邊坡滑坡?tīng)顩r的關(guān)鍵原因涵蓋了3點(diǎn)內(nèi)容：第一是地質(zhì)構(gòu)造方面。地質(zhì)構(gòu)造原因是屬邊坡滑坡內(nèi)部原因，在現(xiàn)場(chǎng)開(kāi)展相應(yīng)地質(zhì)勘查工作的數(shù)據(jù)看來(lái)，其滑坡段的土層中呈現(xiàn)出了傾斜狀分布還有交互分層等特點(diǎn)，再加上在進(jìn)行開(kāi)挖處理當(dāng)中，邊坡滑坡土層與坡面的夾角被截?cái)?，從而使得原本土體的被動(dòng)支撐失去。第二是礦山設(shè)計(jì)施工當(dāng)中存有相關(guān)問(wèn)題。對(duì)于本路段實(shí)施施工設(shè)計(jì)等工作的時(shí)候，對(duì)于路塹的開(kāi)挖深度非常大，其中最深的部位挖掘量大于相應(yīng)限制，故使放坡等級(jí)相應(yīng)增大，使放坡等級(jí)來(lái)到6級(jí)，大量原始的植被在這個(gè)進(jìn)程當(dāng)中遭到處理，因此坡面露于空氣當(dāng)中的面積非常大。

3 地質(zhì)環(huán)境條件

3.1 氣象

場(chǎng)地所在地氣候具有亞熱帶氣候特點(diǎn)，冬季嚴(yán)寒，夏季溫涼，最高溫度30℃，最低溫度-5℃，山頂?shù)貐^(qū)可達(dá)-12℃，年最大溫差35℃，平均氣溫16℃。年降雨量大且年際（內(nèi)）分配都較均勻。根據(jù)仁化縣氣象站資料，近三十年來(lái)，區(qū)內(nèi)年平均降雨量為2083.5mm，24小時(shí)最大降雨量361mm（2006年7月15日）。年內(nèi)除11、12和1月份降雨量稍小外，其它各月降雨量一般都達(dá)100mm～200mm以上。五、六、七月份多降暴雨，八、九月份多臺(tái)風(fēng)和雨水，冬春季多霧，常陰雨連綿，連續(xù)陰雨可達(dá)30天之久。一月份前后受寒潮影響，常見(jiàn)冰凍。韶關(guān)市仁化縣屬暴雨高值區(qū)的邊緣地帶，災(zāi)害性天氣為早春低溫陰雨及秋旱，偶有冰雹、暴雨等強(qiáng)對(duì)流天氣。

3.2 水文

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)勘察，勘查區(qū)內(nèi)地表水發(fā)育一般，于Y016沿線東側(cè)約5m～10m為錦江河。錦江河發(fā)源于粵湘贛三省交界處的萬(wàn)時(shí)山，屬北江水系湞江河的二級(jí)支流，流域面積1913平方公里，河長(zhǎng)108公里，坡降1.7‰，多年平均流量45.1秒立方米。其他地表水體僅有局部山坡含山間溝谷，多屬季節(jié)性溪流，水量變化較大，沖刷能力較強(qiáng)雨季形成山間溪流，旱季則斷流[4]。

3.3 地形地貌

場(chǎng)地原始地貌單元為山地，原始地形受剝蝕切割起伏變化較大，坡頂植被發(fā)育，坡面屬人工對(duì)自然山體進(jìn)行開(kāi)挖修建道路削坡而成。

3.4 區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造條件與區(qū)域穩(wěn)定性

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地質(zhì)調(diào)查，場(chǎng)地附近及鉆孔揭露深度范圍內(nèi)未見(jiàn)有區(qū)域性斷裂構(gòu)造/全新活動(dòng)斷裂構(gòu)造通過(guò)的跡象，該場(chǎng)地受上覆土層及植被覆蓋影響，地表未見(jiàn)明顯破碎帶等痕跡。本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造處于安全穩(wěn)定區(qū)。

3.5 地下水

場(chǎng)地內(nèi)主要地下水類(lèi)型為第四系松散堆積層中的孔隙潛水及下風(fēng)化巖體的孔隙～裂隙水；其中孔隙水潛水受季節(jié)性影響較大，水量貧乏；而下伏風(fēng)化巖體的孔隙～裂隙、層理發(fā)育，富含層狀裂隙水，但由于地下水埋深較大，對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響較?。挥捎谶吰聨r土體透水性及富水性差異較大，雨季期間易形成上層滯水，其沖刷對(duì)邊坡穩(wěn)定性危害較大；場(chǎng)地地下水主要接受大氣降雨垂直滲入補(bǔ)給。

4 治理工程措施選型

4.1 治理措施分析

該路段山體邊坡的坡高約8.5m～24.3m不等，有的山體邊坡后緣較高，坡坡度約63°～83°，場(chǎng)地土性主要為殘坡積土及強(qiáng)風(fēng)化層或中風(fēng)化巖層，1#點(diǎn)屬于巖土結(jié)合邊坡，2#～6#為風(fēng)化巖質(zhì)邊坡。地形地貌陡峭、土體結(jié)構(gòu)松散，巖體破碎[5]。根據(jù)該邊坡的特征，治理方式采用：a清坡(削坡)+格構(gòu)梁+錨桿（索）+鋼筋砼護(hù)腳墻+截排水溝+坡面噴砼的治理型式；b清坡+錨桿+坡面噴砼+排水溝的治理型式；c削坡的治理型式。

4.2 治理方案工程布置

治理方案總體采用清（削）坡+護(hù)面結(jié)構(gòu)的支護(hù)型式。坡面需在施工前清理滑坡崩塌坡面堆積物及危巖，各區(qū)段治理方案工程布置見(jiàn)表1。

表1 不同區(qū)段邊坡治理方案工程布置

5-5′6 -6′剖面邊坡出露為中風(fēng)化粉砂巖，考慮到資金有限，僅在原坡面上進(jìn)行清坡或削坡。截、排水溝可根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)地形適當(dāng)調(diào)整，相鄰剖面的過(guò)渡段依現(xiàn)場(chǎng)施工情況自然過(guò)渡；雨水經(jīng)截、排水溝匯入坡腳排水溝（或灌溉溝）。所有設(shè)計(jì)剖面對(duì)應(yīng)坡段之間應(yīng)自然銜接以保持坡體的整體美觀，并避免局部格構(gòu)應(yīng)力集中導(dǎo)致的局部破壞。

4.3 治理后滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

邊坡的荷載為：自重、地下水壓力等，本區(qū)抗震設(shè)防烈度為6度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.10g。場(chǎng)地特征周期為0.35s。設(shè)計(jì)荷載組合為：自然狀態(tài)工況設(shè)計(jì)（工況一）；50年一遇暴雨工況進(jìn)行校核（工況二）。設(shè)計(jì)計(jì)算采用瑞典條分法，治理后設(shè)計(jì)工況安全系數(shù)不小于1.30，校核工況采用畢肖普法，治理后，校核工況安全系數(shù)不小于1.1。

5 礦山邊坡滑坡的治理方案

5.1 與邊坡滑坡情況結(jié)合起來(lái)，擬定得到科學(xué)有效的治理方案

與邊坡滑坡現(xiàn)狀結(jié)合，制定產(chǎn)生一定的具有相應(yīng)針對(duì)性的治理方案，其治理關(guān)鍵涵蓋了下述3方面：第一，對(duì)于邊坡破裂面開(kāi)展相關(guān)勘測(cè)工作，選擇合理區(qū)域?qū)τ谄屏衙娴纳疃葘?shí)施測(cè)量，將穩(wěn)定坡面的具體位置確定出來(lái)，從而對(duì)后期邊坡的治理工作產(chǎn)生堅(jiān)固基礎(chǔ)；第二，重新對(duì)于現(xiàn)場(chǎng)實(shí)施地形測(cè)量處理，繪制得到對(duì)應(yīng)地形測(cè)量圖，并且于圖中把邊坡破裂面特征點(diǎn)進(jìn)行標(biāo)示；第三，在保證邊坡治理開(kāi)挖以后的坡面土層可以維持穩(wěn)定狀況之下，選擇恰當(dāng)?shù)奶卣鼽c(diǎn)開(kāi)展開(kāi)挖施工處理，把放坡的坡度控制于1：1.75-1：2范圍內(nèi)，并且把每一級(jí)的坡高控制在4m左右，坡面平臺(tái)寬度應(yīng)當(dāng)設(shè)置成2m。而且，坡面布設(shè)V形排水溝，保證各個(gè)坡面間可以完成平穩(wěn)的過(guò)渡，進(jìn)而具有比較高穩(wěn)固性。

5.2 采取注漿加固措施加固邊坡

在邊坡滑坡問(wèn)題治理當(dāng)中，注漿加固方式為比較常見(jiàn)的措施，本治理措施于邊坡土體比較破碎且節(jié)理裂隙發(fā)育比較完整的狀況下運(yùn)用有著比較良好的成效。注漿加固方式關(guān)鍵是借用壓力影響，使得調(diào)配好漿液可以灌注進(jìn)土體的裂隙構(gòu)造當(dāng)中，進(jìn)而使得邊坡破碎土體構(gòu)造表現(xiàn)出比較強(qiáng)膠結(jié)性，使得原本比較破碎土體構(gòu)造變成一個(gè)比較完整整體。除此之外，注漿加固進(jìn)程當(dāng)中形成部分砂漿柱，還可以在其中具有類(lèi)似螺栓連接功能，進(jìn)而使得邊坡土體整體的強(qiáng)度獲得提高，所以注漿加固措施為一類(lèi)對(duì)于邊坡滑坡治理比較有效科學(xué)的措施方式。

5.3 排水措施

因?yàn)榈叵滤偷乇硭拇嬖冢瑢?duì)于滑坡具有非常大的作用，因此采取綜合疏排措施。第一方面，坡口線之外布設(shè)2個(gè)截水溝來(lái)對(duì)于地表水開(kāi)展相應(yīng)截流處理，截水溝的溝底是采取盲溝措施，并且考慮到施工進(jìn)程當(dāng)中有可能存有一定的變形情況，因此截水溝采取加筋混凝土方式；第二方面，原設(shè)計(jì)外露的抗滑樁和樁間還有抗滑擋墻的頂面之下2m位置分別布設(shè)上仰斜式的排水管對(duì)于地下水進(jìn)行排泄，排水管的橫向間距是2m，其長(zhǎng)度為15m，并且是采取直徑為70mm透水性軟管；第三方面，路基的左側(cè)和路基的中心部位分別布設(shè)上1條1.1m×1.4m縱向的盲溝，且2個(gè)盲溝間應(yīng)當(dāng)每距離50m布設(shè)1個(gè)橫向的盲溝用于連接。

5.4 制定相關(guān)的必要邊坡防護(hù)方案

為了實(shí)現(xiàn)更好邊坡防護(hù)成效，能夠?qū)τ谶吰禄聠?wèn)題采用下述防護(hù)方案：第一，考慮路段的滑坡邊坡坡度是比較大的，并且其中土體是比較松散的，土體整體的穩(wěn)定性較差，所以于邊坡防護(hù)當(dāng)中采取砌體封閉的防護(hù)措施，運(yùn)用著漿砌預(yù)制塊、漿砌片石以及塊石等多種材質(zhì)對(duì)于邊坡進(jìn)行防護(hù)加固處理；第二，考慮本區(qū)段的巖層存有比較嚴(yán)重剝落與風(fēng)化問(wèn)題，為了使得風(fēng)化產(chǎn)生的不良作用有效減小，能夠于邊坡滑坡的路段表面噴射上一層素混凝土，進(jìn)而形成對(duì)于原有土層防護(hù)措施，使得各個(gè)土層間抗滑水平可以獲得維持，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)較好邊坡防護(hù)成效；第三，對(duì)其中的特殊石質(zhì)較為堅(jiān)硬，不過(guò)其整體的穩(wěn)定性較差的路段，開(kāi)展加固進(jìn)程當(dāng)中能夠采取掛網(wǎng)錨噴防護(hù)方式。本措施關(guān)鍵是于邊坡表面先進(jìn)行一層鋼筋網(wǎng)的鋪設(shè)，而且經(jīng)過(guò)往土體當(dāng)中打進(jìn)錨桿或者是土釘?shù)拇胧?duì)于鋼筋網(wǎng)進(jìn)行固定，最終再于鋼筋網(wǎng)表面位置噴射上素混凝土，進(jìn)而使得對(duì)于邊坡封閉式的防護(hù)獲得實(shí)現(xiàn)。因?yàn)楸镜V山路段的降雨量是比較大的并且風(fēng)化情況比較惡劣，對(duì)于剛剛完成施工巖土層的穩(wěn)定性具有較大作用，對(duì)其采用封閉式的防護(hù)有著較高必要性，并且獲得的防護(hù)成效是比較突出的。

5.5 關(guān)注邊坡極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)

在礦山工程施工設(shè)計(jì)當(dāng)中，需要高度關(guān)注邊坡的穩(wěn)定性，科學(xué)協(xié)調(diào)邊坡的穩(wěn)定性以及工程建設(shè)成本間的關(guān)聯(lián)，在確保邊坡的穩(wěn)定性前提之下，使得邊坡施工的成本下降。邊坡穩(wěn)定性關(guān)鍵是指的邊坡于規(guī)定的時(shí)間之內(nèi)，其本身支護(hù)構(gòu)造可以維持土體構(gòu)造的可靠與穩(wěn)定，進(jìn)而能夠科學(xué)合理確保礦山可以于后期應(yīng)用當(dāng)中有著較高安全可靠性。在此基礎(chǔ)上，現(xiàn)階段在對(duì)于某礦山滑坡問(wèn)題開(kāi)展加固處理的時(shí)候，還需要關(guān)注對(duì)于邊坡極限狀態(tài)的設(shè)計(jì)，而且于加固處理工作完成后，于一段時(shí)間之內(nèi)開(kāi)展跟蹤觀察，確保邊坡可以達(dá)到相對(duì)應(yīng)穩(wěn)定性方面需要。

除此之外，為了進(jìn)一步使得雨水對(duì)于邊坡造成的不良作用降低，能夠于滑坡周界位置布設(shè)截水溝，該截水溝能夠采取漿砌片石實(shí)施砌筑，且漿砌片石的材質(zhì)是中風(fēng)化砂巖，并且控制其最小的邊長(zhǎng)度超過(guò)15cm，且抗壓強(qiáng)度保證大于30MPa。為了有效確保截水溝抗沖刷的能力，需要確保其壁厚以及底厚均大于30cm。經(jīng)過(guò)良好的排水體系，可以使得雨水滲透進(jìn)土體中的量有效減少，進(jìn)而對(duì)于土體構(gòu)造的穩(wěn)定性產(chǎn)生比較好的保護(hù)影響作用。

6 治理成效分析

本項(xiàng)目中滑坡地質(zhì)環(huán)境比較繁雜，經(jīng)過(guò)采取鉆探以及坑探監(jiān)測(cè)等多類(lèi)勘察方式，精準(zhǔn)查明滑坡的規(guī)模、性質(zhì)以及滑動(dòng)面的特點(diǎn)等內(nèi)容。對(duì)于本滑坡存有多個(gè)滑面、下滑力較大、多剪切口以及地下水較多等特征，綜合考慮到滑坡特點(diǎn)，應(yīng)用著分段治理關(guān)鍵思路。采取截水以及抬高路基、布設(shè)支擋、采取抗滑樁支擋以及滑坡的體內(nèi)排水多方面綜合治理方案開(kāi)展治理工作。治理措施較好地保障了邊坡整體的穩(wěn)定性、使得工程量以及工程造價(jià)有效降低，使得本段路基能夠按質(zhì)、按期的完成交付并且應(yīng)用。

7 結(jié)束語(yǔ)

總的來(lái)說(shuō)，礦山邊坡滑坡關(guān)鍵是由內(nèi)在的土質(zhì)構(gòu)造因素、人為擾動(dòng)作用以及自然條件因素等多方面造成，內(nèi)在的土質(zhì)構(gòu)造因素是屬基本條件，而人為擾動(dòng)作用以及自然條件因素是屬外在原因，于二者互相作用之下，土體構(gòu)造有可能發(fā)生滑移和開(kāi)裂等問(wèn)題。所以，在現(xiàn)階段對(duì)于礦山邊坡滑坡防護(hù)以及治理當(dāng)中，關(guān)鍵需要于這類(lèi)影響原因著手，對(duì)于穩(wěn)定性比較差邊坡進(jìn)行防護(hù)和加固處理，使其可以具有更高的抗滑水平以及穩(wěn)定性，進(jìn)而使得邊坡滑坡出現(xiàn)的概率下降，使得礦山可以安全施工。