高邊坡地質(zhì)災(zāi)害成因分析及其治理措施

李志鵬

摘 要：府谷清水川低熱值燃料資源綜合利用項目電石一期高邊坡地質(zhì)災(zāi)害概況做了全面介紹，對填方高邊坡地質(zhì)災(zāi)害成因做了詳細分析，并進行了滑坡穩(wěn)定性計算。依據(jù)滑坡穩(wěn)定性分析，確定了支擋、排水等治理方案，并對治理工程措施進行了詳細介紹。對同類高邊坡地質(zhì)災(zāi)害的治理有一定的借鑒意義。

關(guān)鍵詞：高邊坡；成因；穩(wěn)定性；治理措施

1 工程概況

陜西省府谷縣清水川低熱值燃料資源綜合利用項目電石廠場區(qū)位于府谷縣西北方向的清水川鄉(xiāng)趙寨村西側(cè)，距府谷縣城約26km。該項目由2×300MW的電廠項目、設(shè)計生產(chǎn)100萬噸/年的電石廠項目（分兩期建設(shè)）及相關(guān)配套附屬項目組成，建設(shè)用地約1.3km。項目計劃總投資約52億元，其中電廠項目約30億元，電石廠項目約22億元。

2 場區(qū)地質(zhì)災(zāi)害及成因分析

2.1 場區(qū)地質(zhì)災(zāi)害

根據(jù)勘察區(qū)內(nèi)不同地貌形態(tài)與單元以及邊坡現(xiàn)狀，區(qū)域內(nèi)B區(qū)為填方高邊坡，本次論述范圍僅有填方高邊坡地質(zhì)災(zāi)害。

電廠煤場東側(cè)斜坡屬B區(qū)高邊坡，該高邊坡坡腳標高亦為946.0m，坡頂標高為985～988.8m，高39～42.8m，坡長250～330m，坡體走向20°。B區(qū)原由一大一小沖溝夾一東西向山梁組成，即南二支溝及南一支溝，經(jīng)電石廠場坪建設(shè)時挖填整平，形成了目前的填方高邊坡及挖方高邊坡。B區(qū)北段南二支溝處填方邊坡下部坡率1：1.6～1.7，填方體厚8～31m，上部分坡體坡比1：1.5～1.6，填方體厚30～43m，填方體以下為原沖溝地面，前緣較為平緩，起伏不大，坡比約1：20，后緣有所起伏，坡比約1：2.2；B區(qū)南段南一支溝處填方邊坡下部分坡體平緩，坡比約1：32，填方體厚3～9m，上部分坡體坡比1：1.3～1.5，填方體厚3～19m，填方體以下原地面起伏較大，坡比約1：3.2，B區(qū)填方體以下或原地面以下地層除局部表層為黃土外，其余均為砂泥巖互層，巖層傾向280°～320°，傾角14°～16°，與坡體傾向一致，根據(jù)電石廠一期場區(qū)建設(shè)規(guī)劃布置，該高邊坡尚未回填或開挖到位。根據(jù)廠區(qū)規(guī)劃，坡體中部970.0m標高場區(qū)道路，坡頂電石一期場區(qū)道路等擬建設(shè)施目前尚未回填（開挖）到設(shè)計要求，該坡體仍需繼續(xù)回填（開挖）。因坡腳946.0m標高場坪為擬建電廠煤場，坡體中部、坡頂為電石一期場區(qū)道路等擬建設(shè)施，所以需對該高邊坡進行加固治理。

2.2 成因分析

（1）邊坡較高，坡率較大，是邊坡失穩(wěn)的地形條件。

（2）泥巖相對隔水且遇水后其力學(xué)強度會大幅度下降及砂泥巖接觸面較低的物理力學(xué)指標與其緩傾角產(chǎn)狀是造成電石廠場坪東南側(cè)邊坡失穩(wěn)或出現(xiàn)滑坡的內(nèi)在因素。

（3）人工開挖坡腳破壞了山體原有平衡，地表水下滲是邊坡滑動的誘發(fā)因素。

3 滑坡穩(wěn)定性分析計算

通過研究分析，填方高邊坡的變形破壞有以下三種模式：模式一為坡體沿著填方體某一破裂面變形破壞，模式二為填方體沿著原地面變形破壞，模式三為坡體沿著原地面以下地層的某一軟弱面變形破壞。

根據(jù)試驗結(jié)果并結(jié)合我單位長期高邊坡治理工作中的經(jīng)驗，穩(wěn)定性計算參數(shù)采用：素填土γ=21.0kN/m3，φ=30～35°，C=0.0～5.0kPa；黃土γ=17.3.0kN/m3，φ=26，C=23kPa；砂質(zhì)泥巖γ=24.7kN/m3，φ=27.5°，C=19.0kPa；砂巖γ=24.9kN/m3，φ=29.0°，C=25.0kPa；砂泥巖接觸面φ=13.0～14.5°，C=5.0～10.0kPa，填土與原地面接觸面φ=12.0～14.5°，C=10.0kPa，采用靜力平衡及巖土計算軟件進行穩(wěn)定性計算分析，各分區(qū)高邊坡穩(wěn)定性計算詳見表1。

4 治理目標及工程措施

消除場區(qū)周邊地質(zhì)災(zāi)害隱患，防護級別達到國家及現(xiàn)有行業(yè)規(guī)范要求，有效保護場區(qū)內(nèi)建筑物及人員安全。結(jié)合電石廠場區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀、穩(wěn)定性分析及盡可能減少對廠區(qū)環(huán)境的破壞，其地質(zhì)災(zāi)害主要治理工程措施為順坡清方、錨桿框架、坡腳防護及坡面綠化、地下排水、地表排水及坡面綠化。

4.1 排水工程

（1）地表截排水。為防止坡體以外地表水流入坡體及確保坡面地表水順暢迅速排出邊坡體外，在邊坡平臺及坡面設(shè)置B型截排水溝，邊坡平臺及坡面截排水溝匯水后經(jīng)場內(nèi)排洪系統(tǒng)收集統(tǒng)一排至場區(qū)以外。

（2）地下排水。為使邊坡保持在穩(wěn)定狀態(tài)，需對坡體內(nèi)的地下水進行疏干、排除，在第一級邊坡4-4代表斷面混凝土擋墻墻背2.0m高、5.0m寬范圍鋪填筑透水性碎石土，在4-4、5-5代表斷面第一至三級邊坡坡腳平臺以上1.0m處設(shè)置仰角為3°的排水孔，孔深25～30m，間距6.0m。

4.2 支擋工程

（1）非開挖式抗滑樁。為給坡腳混凝土擋墻提供基礎(chǔ)及分擔一部分邊坡推力，在夯實回填（削坡清方）后形成的下部分坡體第一級邊坡坡腳設(shè)置一排非開挖式抗滑樁（亦稱微型樁群），共41個樁群，樁群間距為6.0m。每個非開挖抗滑樁由15根微型樁集約組成，樁長8～12m，鉆孔孔徑150mm，內(nèi)置Φ50鋼管，外焊鋼筋束，灌注M30水泥砂漿，具體見微型樁群平面布置大樣圖；樁頂采用鋼筋混凝土澆筑成一個頂板承臺，頂板承臺厚0.6m，每12m設(shè)置一道伸縮縫，縫寬2cm；在頂板承臺外側(cè)設(shè)置高0.8m、寬0.3m的磚砌花臺。

（2）錨索框架。對夯實回填（削坡清方）后形成的下部分坡體4-4、5-5代表斷面第二級邊坡設(shè)置Ⅰ型錨索框架進行加固。Ⅰ型錨索框架由三根橫梁、三根豎梁及一根頂梁組成，每根豎梁設(shè)三孔錨索，豎梁橫向間距3.0m。框架橫、豎梁截面尺寸均為0.6m×0.7m，基礎(chǔ)埋深1.5m，豎梁高10.0m，橫梁長9.0m，采用C30鋼筋混凝土現(xiàn)場澆筑而成。錨索長度均為29m，錨索鉆孔直徑Φ130mm，傾角25°，錨固段長度12m，由8Φs15.2mm高強度、低松弛的1860級鋼絞線組成，錨索端部設(shè)置框架。錨索單孔設(shè)計拉力880kN，鎖定拉力616kN。錨索孔注漿采用1：1水泥砂漿，水灰比0.45～0.5，砂漿強度不小于30Mpa。

（3）拱形骨架護坡。為防止地表水沖刷坡面，對夯實回填（削坡清方）后形成的下部分坡體3-3代表斷面第一～三級邊坡、4-4、5-5代表斷面第一級、第三級邊坡設(shè)置拱形骨架護坡。拱形骨架護坡由拱柱及拱圈組成，截面尺寸均為0.6m×0.4m，拱柱間距3.0m，拱圈間距2.0m，拱徑3.0m，采用M10漿砌片石砌筑，拱柱兩側(cè)、拱圈內(nèi)側(cè)澆筑C20混凝土擋水緣，截面尺寸0.1m×0.1m。

4.3 坡面綠化

為了保護邊坡坡腳，對上部分一級邊坡坡腳平臺以上1.5m范圍的裸露坡面采用M10漿砌片石砌筑，砌筑厚度0.4m。為了使場區(qū)環(huán)境生態(tài)化、景觀化及防止地表水沖刷坡面，在錨索（桿）框架梁格內(nèi)采用植生袋植草護坡，在拱形骨架內(nèi)播撒草籽植草，綠化坡面。

5 結(jié)束語

（1）電石廠地質(zhì)災(zāi)害集中體現(xiàn)在人工開挖坡腳破壞了山體原有平衡，增大坡體的臨空面，導(dǎo)致坡體失穩(wěn)，發(fā)生滑動。

（2）因填方邊坡回填體較厚，治理工程實施后相當一段時間內(nèi)，坡體還可能會出現(xiàn)輕微的蠕動變形，因此，在治理工程實施后要定期對坡面進行檢查，發(fā)現(xiàn)排水溝開裂要及時修復(fù)，發(fā)現(xiàn)落水洞應(yīng)及時夯實回填，以使山坡土體保持在穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）在工程施工過程中及完工后一段時間內(nèi)應(yīng)進行邊坡（滑坡）地表位移監(jiān)測與深孔位移監(jiān)測，以確保施工期間邊坡（滑坡）附近建筑物及施工人員、設(shè)備的安全及檢驗治理工程效果。

（4）施工期間及施工完成后嚴禁在坡頂大量堆載，如建筑材料、土方、構(gòu)配件或其它可能會引起邊坡失穩(wěn)的材料。

參考文獻

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