寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣滑坡的勘察與治理

范永暉

（甘肅智廣地質(zhì)工程勘察設(shè)計有限公司，甘肅 蘭州 730000）

0 引言

滑坡是斜坡上的巖體和土體在重力作用下沿著軟弱帶以分散或整體的形式順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。為應(yīng)急處理山體滑坡這一自然災(zāi)害，需要建立健全的環(huán)境條件數(shù)據(jù)，在利用現(xiàn)有環(huán)境資料的同時，還要對災(zāi)害發(fā)生后的土體結(jié)構(gòu)、穩(wěn)定性等方面進行勘察。本文將對滑坡的勘察與治理要點進行分析。

1 工程概況

甘肅省隴南市禮縣寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣約120m道路出現(xiàn)了變形、坍塌、裂縫，甚至數(shù)畝農(nóng)田形成明顯的下沉、裂縫或積水，造成32人受災(zāi)和約700萬元的直接經(jīng)濟損失，潛在威脅約1008余人的生命財產(chǎn)安全，屬于特大型險情等級，造成重大社會影響。該地區(qū)氣候為典型溫帶大陸性季風(fēng)氣候，境內(nèi)氣候溫差較大，全年降水集中在6～9月份，暴雨集中且頻繁。當?shù)氐乇硭Y源豐富，地表水資源總量10.7950億m3，勘查區(qū)地表徑流為季節(jié)性溪流，自北向西穿過勘查區(qū)?？辈閰^(qū)地貌類型為構(gòu)造侵蝕低中山地貌，在長期侵蝕切割作用下，地形低矮起伏，基巖埋藏較淺，相對高差150.0m，地形坡度多數(shù)在10～25°范圍內(nèi)，勘查區(qū)內(nèi)人類工程活動強烈，坡體由于興修梯田被改造成多級臺階狀，道路下方地形相對較低，利于地表水的聚集、匯流，為滑坡發(fā)育提供了條件。

2 寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣滑坡勘察要點

2.1 明確勘察范圍

寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣滑坡主要原因是大量的人類活動和暴雨影響，從滑坡災(zāi)害現(xiàn)狀來看，滑坡1的平面近似“簸箕型”，滑坡2的平面近似半圓形，展布方向均近東西向。因此，為全面核實滑坡的滑體結(jié)構(gòu)，勘察作業(yè)范圍主要是滑坡體及前緣至沖溝，對物質(zhì)組成、滑體結(jié)構(gòu)、地下水特征、滑坡變形特征和力學(xué)機制進行勘察與分析，總面積為0.786km2。

2.2 落實規(guī)范的勘察流程

為獲得準確且全面的勘察資料，根據(jù)災(zāi)害狀態(tài)靈活采用勘察技術(shù)。在該滑坡勘察與治理工程中采用了資料收集、現(xiàn)場調(diào)查訪問、工程地質(zhì)測繪、工程測量、鉆探等綜合方法。在具體工作中，要掌握以下流程要點。

（1）做好資料采集與整理工作。在災(zāi)害數(shù)據(jù)采集前，應(yīng)科學(xué)分析山體滑坡的形成原因，并調(diào)查相關(guān)數(shù)據(jù)。針對此項工程需全面收集2020年8月以來勘查區(qū)的降雨情況以及近期地面裂縫監(jiān)測儀器報警次數(shù)，為后續(xù)土體結(jié)構(gòu)判斷奠定基礎(chǔ)。

（2）深入災(zāi)害現(xiàn)場開展調(diào)查訪問?？辈烊藛T應(yīng)對滑坡區(qū)和影響區(qū)內(nèi)的人口和實物指標進行全面核實，并實地核實滑坡區(qū)和影響區(qū)在建建筑物和既有建筑物，確保數(shù)據(jù)記錄相符，保證后期山體滑坡災(zāi)害治理方案的科學(xué)合理性。

（3）開展地形測量工作。山體滑坡災(zāi)害現(xiàn)場勘察要積極使用最新勘察、定位技術(shù)確保測量結(jié)果精度符合要求。在該工程中，綜合使用GPS技術(shù)、CASS8.0測繪軟件、高程系統(tǒng)等技術(shù)，具體步驟為：使用GPS 測量基準點，根據(jù)滑坡區(qū)和影響區(qū)面積及周邊環(huán)境，該工程共設(shè)置3個基準點，以此為基礎(chǔ)進行三等導(dǎo)向控制測量，使用GPS和全站儀測量地形和剖面。在獲得準確數(shù)據(jù)后，使用測繪軟件CASS8.0數(shù)字成圖，以獨立坐標系構(gòu)建平面坐標，以獨立高程基準構(gòu)建高程系統(tǒng)，精度控制在1∶200，最終得到0.786km2的高精度地形測量圖示。此外，以1∶1000的比例繪制2條剖面測量線條，以1∶500精度繪制總長度為2065m的剖面線條，另有工程地質(zhì)勘探點定位測量71個。

（4）地質(zhì)測繪。為保證山體滑坡后續(xù)治理效果與效率，結(jié)合擬布置的治理工程開展工程地質(zhì)測繪，并落實一般調(diào)查和重點測繪相結(jié)合的原則，以1∶1000的精度比例對地形圖進行實測，最終得到具體、準確的工程地質(zhì)測繪底圖。在實際地質(zhì)勘察過程中，主要調(diào)查勘查區(qū)及周邊的地貌、地層、構(gòu)造、水文地質(zhì)和人類工程活動等，以此明確滑坡的形態(tài)、規(guī)模、滑坡體的結(jié)構(gòu)特征、滑帶特征，變形破壞特征及變形機理，甚至包括其影響范圍和潛在威脅。

（5）布置勘探線和勘探點。為使勘探線能夠縱貫整個滑坡體，該工程中主要布置了26條縱向勘探線，布設(shè)地點主要是變形或潛在變形的塊體。在布置勘探點時，嚴格按照相關(guān)規(guī)范要求對橫縱向間距進行布設(shè)，進而實現(xiàn)對勘探網(wǎng)的全區(qū)域控制，此外，還需要在擬開展工程位置加密布置或根據(jù)具體工程具體布設(shè)。值得注意的是勘探點要限制在勘探線以內(nèi)，若是因為地形、地質(zhì)等原因?qū)е驴碧近c偏離勘探線，也要將偏離范圍控制在10m以下。若是地區(qū)地質(zhì)問題較為嚴重，可以酌情進行單獨勘探點的設(shè)置。在該工程中，勘查勘探點總體控制橫向間距30～50m，布設(shè)鉆孔71個，總進尺758.40m。

3 寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣滑坡穩(wěn)定性分析

爛山灣滑坡發(fā)育于構(gòu)造侵蝕低中山，滑移面位于粉質(zhì)黏土—泥巖接觸面，滑坡1共發(fā)育了4個次級滑坡，前后緣寬度分別為21m和150m。該區(qū)域存在大量人類工程活動，比如修路、人工梯田修建和建房等?；?發(fā)育了3個次級滑坡，前后緣分別寬502m和455m，斜坡體存在人工修梯田活動，均為中型滑坡。由此可見，爛山灣滑坡形成的影響因素較多，包括高陡的地形地貌條件、易滑巖土體、水文地質(zhì)條件、地震以及人類活動。根據(jù)這些影響因素和調(diào)查數(shù)據(jù)，施工前應(yīng)采用定性和定量相結(jié)合的方式分析評價滑坡的穩(wěn)定性。

3.1 定性分析

（1）通過結(jié)合滑坡高度、坡度、巖性和地下水情況，并參照滑坡穩(wěn)定性野外判別依據(jù)發(fā)現(xiàn)，該滑坡現(xiàn)象主要位于老滑坡中后部，屬于老滑坡體局部復(fù)活滑動，滑坡1和2都發(fā)生了滑動和蠕動變形現(xiàn)象。老滑坡前緣斜坡高差小，巖土體潮濕，局部飽水；老滑體平均坡度小于30°，地面裂縫不發(fā)育，變形跡象不明顯，滑坡后緣沒有明顯變形跡象，從整體來看，定性判斷老滑坡穩(wěn)定性較差。

（2）滑坡1前緣臨空高差小，巖土體潮濕，局部飽水；滑體平均坡度小于30°，坡面上建筑物墻體、地面發(fā)育有裂縫，變形跡象明顯，滑坡后緣有明顯變形,形成高度約為1.0～2.0m高的錯臺，下坡體局部受地表水影響呈蠕滑狀態(tài)，因此，綜合定性判斷滑坡H1穩(wěn)定性差。

（3）滑坡2前緣臨空高差小，巖土體潮濕，局部飽水；滑體平均坡度小于30°，坡面上建筑物墻體、地面發(fā)育有裂縫，變形跡象明顯，滑坡后緣有明顯變形,形成多處錯臺，坡體局部受地表水影響呈蠕滑狀態(tài)，因此，綜合定性判斷滑坡H2穩(wěn)定性差。

3.2 定量計算

該工程依據(jù)土體莫爾強度理論及斜坡運動力學(xué)平衡原理，利用傳遞系數(shù)法，驗算滑坡體的穩(wěn)定性。

（1）確定計算參數(shù)。為保證計算結(jié)果準確，計算參數(shù)的選取主要根據(jù)滑體、滑帶土物理力學(xué)性質(zhì)，結(jié)合鄰近滑坡的經(jīng)驗數(shù)據(jù)，并通過反算結(jié)果綜合確定。其中，反演計算公式為：

式中：φ——滑帶土的內(nèi)摩擦角,°；

c——滑帶土的黏聚力，kPa；

F——根據(jù)計算工況給定的穩(wěn)定系數(shù)；

L——滑帶的總長度，m。

（2）選擇計算方法，劃分條塊。根據(jù)滑坡地貌形態(tài)、規(guī)模，現(xiàn)存狀況及穩(wěn)定程度科學(xué)選擇滑坡剖面，在該工程中，由于滑坡1和2的滑移面位于堆積體與泥巖強風(fēng)化接觸部位，因此，穩(wěn)定性計算時將已知滑面概化成折線形狀,采用傳遞系數(shù)法進行計算。在劃分條塊時，要合理選擇計算斷面，即滑坡堆積體最有可能剪出位置的部分作為計算斷面，之后按照滑動面傾角相對變化進行條塊劃分，基于地面起伏細分剖面條塊。該工程中共劃分22個剖面條塊。

（3）穩(wěn)定性計算結(jié)果。結(jié)合不同工況計算滑坡體穩(wěn)定性，該工程共采取3個工況，分別為現(xiàn)狀、自重+地震、自重+暴雨。根據(jù)計算結(jié)果，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這要求后續(xù)治理工程要盡快落實，以此降低安全威脅[3]。

4 治理寬川鎮(zhèn)雙崖村爛山灣滑坡的措施

根據(jù)上述勘測數(shù)據(jù)和結(jié)果，治理工程主要以抗滑樁為主，同時輔以地表截排水措施。

4.1 做好施工準備，落實樁孔開挖以及支撐技術(shù)

由于滑坡體基本處于不穩(wěn)定狀態(tài)，所以應(yīng)在精準放置樁位的同時對護樁進行安置，并落實規(guī)范的核驗工作，對樁底和樁頂高度進行合理控制。為降低孔壁壓力，工作人員還應(yīng)對現(xiàn)場進行平整與清理，并合理存放施工材料和設(shè)備。由于當?shù)氐乇硭娣e較大，所以還要做好截排和防滲工作，搭建雨蓬，完成孔口下1m的封口工作，并加筑圍埂，高度控制在0.5m 即可，避免雨水流入。其中，由于基礎(chǔ)持力層為粉質(zhì)黏土層，黃褐色，成分主要為粉質(zhì)黏土，承載力特征值fk=100～150kPa，所以要根據(jù)不同持力層面把控不同構(gòu)筑物地基土持力數(shù)據(jù)，構(gòu)筑物的持力層主要是泥巖，所以其地基土承載力特征值在300kPa，截排水措施應(yīng)使用淺基礎(chǔ)，由于持力層為粉質(zhì)黏土，所以其承載力特征為100kPa。根據(jù)相關(guān)數(shù)據(jù)，落實科學(xué)的主要構(gòu)筑物基礎(chǔ)方案。此外，根據(jù)鉆孔揭露，場地內(nèi)露出的主要地層巖性有：粉質(zhì)黏土、新近系泥巖層。其中，泥巖厚度較大，強風(fēng)化厚度約3.0～5.0m，巖芯破碎，泥質(zhì)結(jié)構(gòu)發(fā)育，遇水易軟化，質(zhì)地松散，透水性較強，工程性能較差，不可做擬建工程基礎(chǔ)持力層；下部中風(fēng)化厚度大，抗滑樁應(yīng)深入中風(fēng)化泥巖層，該層地基土工程性能好，承載力特征值fk=420～480kPa，可做擬建工程基礎(chǔ)持力層[1-2]。

在完成各項治理施工準備措施后，應(yīng)落實樁孔開挖、鎖扣和護壁支撐。開鑿環(huán)節(jié)可以使用電動鏈滑動裝置，并根據(jù)土層屬性和樁孔位置確定挖掘流程。由于該工程性能一般，且粉質(zhì)黏土層厚度約1.70～6.90m，因此，樁基坑主要處于淺層土體滑坡上，在深挖時應(yīng)采用間隔跳兩樁逐次深挖，避免出現(xiàn)坍塌事故，待混凝土灌注后其強度達到70%時，方可繼續(xù)挖掘樁孔。其次，開挖過程中，施工人員無需打磨護壁，以提高樁的摩擦系數(shù)。開展樁孔開挖作業(yè)時，一旦發(fā)現(xiàn)滲水現(xiàn)象要立即開展支護作業(yè)，并將積水處理干凈，降低地下水高度。最后，嚴格查驗樁孔規(guī)模，杜絕欠挖現(xiàn)象的出現(xiàn)，同時，為避免出現(xiàn)坍孔情況，樁孔挖掘和支撐護壁應(yīng)保持連續(xù)狀態(tài)，不可分節(jié)。當挖掘深度在0.6～2.5m范圍內(nèi)時，要及時開展立模澆灌護壁混凝土作業(yè)，且保證模板的平坦性，進而順利將其與樁身混凝土相聯(lián)結(jié)[4]。

4.2 鋼筋加工和安裝技術(shù)

根據(jù)樁孔情況，鋼筋骨架主要采用預(yù)制成籠、孔口聯(lián)結(jié)和孔內(nèi)綁扎的方式，施工過程中應(yīng)把握以下要點：（1）鋼筋要存儲在平坦且干燥的區(qū)域，墊好方木，并做好樁號標記；（2）根據(jù)施工方案選擇鋼筋，同時保證緊實捆綁和焊接鋼筋，避免松動問題的產(chǎn)生；（3）在確認鋼筋骨架維護厚度符合要求后，將其吊運至孔底，中部焊接預(yù)留間隙，上下錯位距離控制在1m 范圍內(nèi)；（4）抗滑樁縱向受力鋼筋每隔2m 進行焊縫的搭設(shè)，整體厚度在5mm以下，整體寬度在10mm以上，直徑在40mm以上；（5）順著受力豎筋方向嚴密捆扎和焊接鋼筋骨架，要注意土石、滑動等界面不可以出現(xiàn)接頭。

4.3 混凝土灌注技術(shù)

嚴格按照相關(guān)標準落實操作，首先，對樁孔幾何尺寸進行查驗，并將骨架放入樁孔中，對其進行精準固定，核驗通過后方可開展混凝土灌注作業(yè)；其次，提前于拌和站將混凝土攪拌，使用插入式振動裝置進行振搗，確認混凝土達到施工設(shè)計的緊實程度后方可改變振動方位；最后，不可中斷混凝土澆注作業(yè)，若是因故障需要中斷，間斷時長要小于前層混凝土初凝時長。

5 結(jié)束語

綜上所述，山體滑坡作為相對嚴重的自然災(zāi)害，在對其進行治理前要落實滑坡區(qū)域規(guī)范的勘察工作，以保證治理方案的科學(xué)合理性?？辈鞎r,要充分考慮周圍環(huán)境和滑坡現(xiàn)狀，使治理方案以此為基礎(chǔ)根據(jù)滑坡體穩(wěn)定性科學(xué)選擇治理技術(shù)，以此保證周圍環(huán)境安全。