地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中邊坡穩(wěn)定問題及滑坡治理方法研究

甘肅地質(zhì)工程勘察院，甘肅 張掖 734000

在建筑施工項(xiàng)目中，為了確保施工質(zhì)量，需要加強(qiáng)對(duì)地質(zhì)災(zāi)害防治的重視，并采用科學(xué)合理的施工方案進(jìn)行治理。若防治力度不足，會(huì)導(dǎo)致滑坡及邊坡問題出現(xiàn)。其原因主要包括穩(wěn)定性不足、邊坡抗滑能力差等，邊坡承載荷載較高時(shí)，結(jié)構(gòu)層下滑，對(duì)建筑使用安全及群眾人身安全造成嚴(yán)重危害。因此，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中的邊坡穩(wěn)定問題研究，并制訂科學(xué)合理的滑坡治理施工方案，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。

1 地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中影響邊坡穩(wěn)定性的因素

1.1 結(jié)構(gòu)變化

對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成影響的因素之一是巖體內(nèi)結(jié)構(gòu)的完整性，巖體結(jié)構(gòu)層面變化會(huì)對(duì)結(jié)構(gòu)的完整性造成一定影響，并且絕大部分滑坡產(chǎn)生與其有著緊密的聯(lián)系。一旦巖體結(jié)構(gòu)因地質(zhì)災(zāi)害等因素的影響而遭受破壞，喪失完整性，會(huì)使巖體抗剪性顯著降低，巖體中間空隙不斷加大，結(jié)構(gòu)逐漸疏松，從而降低巖體整體抗滑能力，極易導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象的產(chǎn)生[1]。

1.2 巖體物理性質(zhì)

邊坡抵抗力及強(qiáng)度主要受巖體物理性質(zhì)的直接影響，一般邊坡中常見的大量物質(zhì)包括黏土礦物、親水礦物等，同時(shí)還存在層狀結(jié)構(gòu)巖石，如滑石片巖、泥巖、泥灰?guī)r、頁巖、瓢土、破碎巖石，以及巖石中所含的泥質(zhì)填充物等。但此類巖石有易受侵蝕的特點(diǎn)，會(huì)對(duì)邊坡穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，極易導(dǎo)致滑坡現(xiàn)象產(chǎn)生。

1.3 地震破壞

地震地區(qū)性的震動(dòng)會(huì)使巖體出現(xiàn)松動(dòng)，使巖體結(jié)構(gòu)抵抗力降低，一旦巖體結(jié)構(gòu)表面出現(xiàn)斷裂，將導(dǎo)致滑坡問題產(chǎn)生[2]。尤其是強(qiáng)震發(fā)生時(shí)，將嚴(yán)重破壞巖體結(jié)構(gòu)，增加滑坡現(xiàn)象發(fā)生的概率。

2 地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工中滑坡治理案例分析

2.1 治理背景

西寧市大通縣城區(qū)生活垃圾填埋場(chǎng)二期工程區(qū)內(nèi)不穩(wěn)定斜坡、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，尤其是二期工程庫區(qū)兩側(cè)坡體地質(zhì)災(zāi)害中的1#、2#及3#不穩(wěn)定斜坡，現(xiàn)狀條件下穩(wěn)定性差，危險(xiǎn)性大，對(duì)垃圾填埋場(chǎng)二期工程的建設(shè)危害較大，必須對(duì)其進(jìn)行治理。此次防治工程的設(shè)計(jì)是在垃圾場(chǎng)建設(shè)總體方案設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上，結(jié)合二期邊坡開挖工程，且在進(jìn)行施工圖補(bǔ)充勘察的基礎(chǔ)上進(jìn)一步查明邊坡穩(wěn)定性，并根據(jù)邊坡變形破壞的特征，提出邊坡的防治工程設(shè)計(jì)建議，確保垃圾填埋場(chǎng)二期工程建設(shè)和運(yùn)營安全。

2.2 可能產(chǎn)生的破壞形式

影響土質(zhì)路基邊坡沖刷穩(wěn)定性的因素有很多，主要有降雨特征、邊坡形態(tài)特征、邊坡土層性質(zhì)、坡面防護(hù)措施等。

區(qū)內(nèi)降雨集中在7、8、9三個(gè)月，年降水量一般，主要以大雨和暴雨為主，斜坡土體以更新統(tǒng)風(fēng)積黃土，土體顆粒以粉粒為主，地表水容易下滲，加之土體結(jié)構(gòu)垂直節(jié)理發(fā)育，勘查區(qū)多發(fā)育小型坡面侵蝕沖溝及大小不一的落水洞。因此坡面刷方后若遇強(qiáng)降雨，坡面會(huì)形成地表徑流，沿地形低洼處匯集沖刷，形成不同規(guī)模的侵蝕溝谷、落水洞，可能引發(fā)坡體表層流坍或坡面失穩(wěn)。

該區(qū)域主要為黃土，以粉粒為主，底部為砂質(zhì)泥巖為主，為該坡體中的隔水層。坡面地形起伏較大，小型崩塌災(zāi)害發(fā)育。該區(qū)內(nèi)的降雨主要以大雨和暴雨為主，斜坡上的排泄主要以地表徑流為主，地下滲流量有限。據(jù)鉆探揭露，斜坡坡體內(nèi)的黃土基本是潮濕的，在天然工況下黃土斜坡不存在飽和坍塌變形的可能；當(dāng)遇到小雨至中雨時(shí)地表滲流量較大，地表土體植被覆蓋率一般，有引發(fā)小面積飽和坍塌的可能；飽和坍塌的土體裸露嚴(yán)重，斜坡臨面較陡的區(qū)域可能存在小規(guī)模的坍塌變形，從而引發(fā)或加劇地質(zhì)災(zāi)害，威脅垃圾填埋場(chǎng)的安全。

經(jīng)綜合分析可以看出，1#、2#不穩(wěn)定斜坡在現(xiàn)狀工況下穩(wěn)定性較差，刷方后穩(wěn)定度進(jìn)一步降低；3#不穩(wěn)定斜坡在現(xiàn)狀工況下穩(wěn)定度差，清除原有的淺層滑體刷方后，其反壓到坡腳的土體減少，且形成了37m的高邊坡，穩(wěn)定度仍然差。這三處不穩(wěn)定斜坡破壞模式均以土體內(nèi)部產(chǎn)生圓弧破壞為主。

1#、2#及3#不穩(wěn)定斜坡在未來人類工程活動(dòng)、強(qiáng)降水及地震活動(dòng)的影響下，坡體重量及土體結(jié)構(gòu)力學(xué)強(qiáng)度將發(fā)生變化，認(rèn)為1#、2#及3#不穩(wěn)定斜坡有繼續(xù)變形發(fā)展的趨勢(shì)，在以上各種不利條件作用下再次失穩(wěn)發(fā)生大規(guī)?；瑒?dòng)的可能性大，一旦發(fā)生滑動(dòng)將對(duì)滑坡前緣地帶的生活垃圾填埋場(chǎng)庫區(qū)、生產(chǎn)人員及機(jī)械設(shè)備的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。

3 地質(zhì)災(zāi)害治理案例中的防治原則及治理方案

3.1 防治目標(biāo)及原則

（1）堅(jiān)持因地制宜、綜合治理的原則。該治理工程應(yīng)結(jié)合西寧市大通縣城區(qū)生活垃圾填埋場(chǎng)二期工程整體規(guī)劃，合理布設(shè)工程的位置，采用多種防治手段進(jìn)行綜合治理。

（2）堅(jiān)持預(yù)防為主、避讓與治理相結(jié)合，以及全面規(guī)劃、突出重點(diǎn)的原則?；伦冃位瑒?dòng)是多種環(huán)境因素共同作用的結(jié)果，在治理上應(yīng)當(dāng)從地形條件、誘發(fā)因素、變形特征、發(fā)展趨勢(shì)、危害對(duì)象等各方面入手，全面規(guī)劃，綜合實(shí)施，才能取得長(zhǎng)期的減災(zāi)效益和社會(huì)效益。

3.2 治理工程方案建議

首先，在削坡工程施工中，原有坡面上坑洼不平，利于雨水的匯集與下滲，不利于坡體的整體穩(wěn)定，因此對(duì)斜坡體進(jìn)行分級(jí)削坡，整平坡體，提高坡體的穩(wěn)定性。依據(jù)現(xiàn)狀坡形自滑坡后緣開始自上而下進(jìn)行分級(jí)削坡，最高處為6級(jí)，每級(jí)坡高均為10m，坡率均為1∶1.25。

其次，進(jìn)行錨索框架施工時(shí)，在1#不穩(wěn)定斜坡一、三級(jí)坡面及2#不穩(wěn)定斜坡一、二級(jí)坡面各設(shè)置3排預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行防護(hù)，錨索自上而下長(zhǎng)度分別為24m、23m、22m、17m、16m、15m，錨固段長(zhǎng)為10m，錨索傾角為25°，垂直間距為3.333m、水平間距均為3m。錨索材料均選用3Φs15.24mm標(biāo)準(zhǔn)抗拉強(qiáng)度為1860MPa的高強(qiáng)度低松弛無黏結(jié)預(yù)應(yīng)力鋼絞線，鉆孔直徑為130mm，錨索端部設(shè)C30鋼筋砼框架，截面尺寸為0.4m×0.5m。在1#不穩(wěn)定斜坡二級(jí)坡面及2#不穩(wěn)定斜坡三級(jí)坡面各設(shè)置3排錨桿，錨桿長(zhǎng)均為15m，由1根Ф32mm螺紋鋼組成，錨孔直徑為110mm，傾角為25°，沿坡面走向間距為3m、垂直距離為3m，錨桿端部設(shè)置B型C25鋼筋砼框架，截面尺寸為0.3m×0.3m。在3#不穩(wěn)定斜坡坡面設(shè)置3排錨桿，錨桿長(zhǎng)均為9m，由1根Ф32mm螺紋鋼組成，錨孔直徑為110mm，傾角為25°，沿坡面走向間距為3m、垂直距離為3m，錨桿端部設(shè)置A型C25鋼筋砼框架，截面尺寸為0.3m×0.3m。

在進(jìn)行穴播植草時(shí)，在刷坡后的坡面及錨索（桿）框格內(nèi)采用穴播植草防護(hù)，行距為20cm，總面積為1.533hm2。

在進(jìn)行截排水渠施工時(shí)，由于此次刷坡將破壞部分一期已有截排水渠，待主體工程完成后在坡口線以上的位置重新修筑截排水渠。截排水渠截面尺寸與一期相同。最后二期工程刷坡時(shí)將破壞部分已有框架用機(jī)械拆除。

4 治理案例結(jié)論和防治建議

此治理工程案例北坡西側(cè)主要分布1#、2#不穩(wěn)定斜坡，南坡東側(cè)主要分布3#不穩(wěn)定斜坡，坡面削方后，在暴雨工況下均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨+地震工況下，1#、3#不穩(wěn)定斜坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)，存在失穩(wěn)的可能。失穩(wěn)的方式主要以黃土內(nèi)部的圓弧破壞為主。首先，不穩(wěn)定斜坡對(duì)垃圾填埋場(chǎng)的施工機(jī)械和人員存在直接威脅；其次，邊坡失穩(wěn)后形成的較大臨空面會(huì)影響后部斜坡的穩(wěn)定性，造成次生災(zāi)害；最后，邊坡失穩(wěn)后會(huì)直接影響垃圾掩埋場(chǎng)的庫容量，從而影響垃圾填埋場(chǎng)的使用年限。

區(qū)內(nèi)土層中黃土垂直節(jié)理發(fā)育，當(dāng)形成一定高度的臨空面后，斜坡向臨空卸荷，從而出現(xiàn)黃土崩塌，同時(shí)沿卸荷裂隙地表水滲入后在濕陷性的作用下形成陷穴，從而增加坡體的含水量。在水的作用下土體強(qiáng)度指標(biāo)急劇下降，加之物質(zhì)結(jié)構(gòu)較松散、滲水性較強(qiáng)等特征，為邊坡的變形提供了前提條件。

根據(jù)滑坡的穩(wěn)定性計(jì)算可知，1#、2#不穩(wěn)定斜坡在天然狀態(tài)下分別處于欠穩(wěn)定和基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨工況下穩(wěn)定度降低至1.05以下，整體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；地震工況下1#不穩(wěn)定斜坡存在整體失穩(wěn)的可能，3#不穩(wěn)定斜坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；暴雨+地震工況下，1#、2#及3#不穩(wěn)定斜坡將出現(xiàn)整體失穩(wěn)的可能。生活垃圾填埋場(chǎng)滑坡勘查結(jié)果及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果表明，在現(xiàn)狀條件下，災(zāi)害體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨和地震條件下，將產(chǎn)生失穩(wěn)滑動(dòng)，嚴(yán)重威脅生活垃圾填埋場(chǎng)庫區(qū)工程的施工和運(yùn)營安全。

為提高邊坡的安全性能和穩(wěn)定性能，施工人員需要對(duì)松散巖體加強(qiáng)重視，通過集中處理的方式，提高地質(zhì)結(jié)構(gòu)面的完整性，在最大程度上減少滑坡危害。另外，通過不斷提高邊坡穩(wěn)定性處理水平和效率，使施工人員能更好地了解和掌握地質(zhì)災(zāi)害治理工程施工流程，使工程整體結(jié)構(gòu)的安全性和穩(wěn)固性有效提高。

5 結(jié)束語

在地質(zhì)災(zāi)害治理工程中，需要加強(qiáng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性及滑坡問題治理的重視，同時(shí)需要加強(qiáng)治理力度，保障邊坡穩(wěn)定性，防止滑坡問題出現(xiàn)。在實(shí)際施工過程中，相關(guān)專業(yè)人員需要對(duì)施工現(xiàn)場(chǎng)及周圍環(huán)境進(jìn)行全面把控，對(duì)可能導(dǎo)致邊坡失穩(wěn)及滑坡問題的影響因素進(jìn)行全面分析，對(duì)邊坡結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性進(jìn)行準(zhǔn)確判斷，制訂科學(xué)合理的施工方案，確保邊坡滑坡問題得到有效預(yù)防及治理。