三峽庫區某滑坡防治工程設計研究

齊振宇 蘇愛軍

(中國地質大學(武漢) 教育部長江三峽庫區地質災害研究中心，湖北 武漢 430074)

三峽庫區某滑坡防治工程設計研究

齊振宇 蘇愛軍

(中國地質大學(武漢) 教育部長江三峽庫區地質災害研究中心，湖北 武漢 430074)

以三峽庫區某滑坡工程地質勘察資料為依據，分析了該滑坡體的巖土組成和物理力學性質以及造成滑坡的原因，針對該滑坡特點進行了防治設計，提出了以抗滑樁和基巖山梁布設排水洞為主、開裂房屋灌漿加固和修筑排水溝為輔的綜合治理方案，使該滑坡得到及時有效的治理。

滑坡，應急搶險，抗滑樁，綜合治理

0 引言

三峽庫區某滑坡南側坡體在建公租房建設項目，該項目北距國道(路面黃海高程812 m)45.0 m～105.0 m。2013年9月，由于在國道北側進行大面積開挖形成高陡臨空面，導致該滑坡南側坡體產生滑移變形，A，B兩棟公租房北側地面出現平行房屋走向的拉裂縫，A，B兩棟公租房及其周圍擋土墻部分墻體開裂。針對出現的險情，相關部門開始對A，B兩棟公租房進行變形觀測，通過變形觀測數據分析，A，B兩棟公租房變形仍有加劇的趨勢。

為了確保人民的生命財產安全和社會穩定，相關部門采取應急治理工程措施(鉆孔灌注樁、固結灌漿)對變形的A，B兩棟公租房進行加固處理，使滑坡體變形速度得到明顯控制。為了保證該滑坡的長期穩定，在應急搶險的基礎上進一步實施綜合治理措施(抗滑樁、排水洞、排水溝)[1，2]。下面將對一些關鍵技術問題進行較詳細的分析、論述。

1 滑坡概況

該滑坡長約430 m，前緣寬約280 m，后緣寬約120 m，面積6.5×104m2，體積104×104m3，滑坡總體地形坡度為9°，平面形態呈瓶口狀，前緣高程780 m，后緣高程870 m，總體地勢南高北低。

根據巖土層物質組分、孔隙發育程度、含水性分析，滑坡含(隔)水層組可劃分為第四系松散巖類孔隙含(隔)水層組和巖溶裂隙含水層，影響其穩定性的主要是接受降水補給的第四系松散巖類孔隙水，水位埋深隨降水強度變化而變化。

2 變形監測與一期應急治理工程

針對滑坡前緣及公租房出現的裂縫，相關部門對公租房本身及滑坡整體進行了監測。結果顯示，自2013年9月26日～2013年11月，公租房整體向北西方向傾斜，傾斜角度約0.25°，房頂最大水平位移約10 cm,且變形仍有加劇的趨勢；另外滑坡后緣及周界地表沒有出現拉裂縫，拉裂縫主要集中于公租房北側地面，至公租房南側8 m位置消失。

基于上述情況，為保證公租房的安全，采取了鉆孔灌注樁、樁基灌漿、集水井的一期應急治理工程措施。在公租房北側0.8 m處布設兩排鉆孔灌注樁(內插工字鋼)，水平間距1.0 m，排距1.5 m，樁徑150 mm，共140根；對公租房北側和西側樁基布設1個～2個固結灌漿孔；另外在其南側5 m處布設集水井用來降低滑坡體地下水位，具體布置見圖1。

3 變形機制分析及穩定性評價

3.1 變形機制分析

根據滑坡拉裂縫位置、工程施工情況并結合地下水位和地層巖性等綜合因素，分析認為組成滑坡的碎石土、碎塊石土，結構松散，孔隙度大，透水性好，滑帶含碳質粉質粘土夾碎石，透水性較差，加之持續的大到暴雨通過碎石土、碎塊石土滲入滑帶土，使地下水位線上升，碎石土、碎塊石土重度增加，滑帶土飽水，抗剪強度降低。由于該縣生態經濟園場平過程中，在國道北側大面積開挖形成高陡臨空面，使地下水位線局部降低，地下水滲透壓力急劇增加，局部發生滑動破壞，使上部失去支撐形成臨空面，地下水位線又局部降低，地下水滲透壓力增加，進一步向后發生滑動破壞，如此持續向后傳遞破壞直至A，B兩棟公租房以南6.0 m處，因此判定其破壞機制為前緣牽引式[3,4]。

表1 巖土物理力學參數

3.2 穩定性評價

根據《滑坡防治工程設計及施工技術規范》的規定，工程等級為Ⅱ級，防治工程設計時安全系數取1.15，巖土物理力學參數見表1。分別以公租房南側6 m(裂縫終止處)和變形體后緣為邊界兩種可能的變形破壞方式對滑坡穩定性進行計算分析，計算方法采用傳遞系數法，計算程序采用作者編制的滑坡穩定性計算與分析軟件進行，分條情況如圖2所示。根據雨季和旱季地下水位情況的不同分兩種計算工況進行計算，地下水位線根據前期勘察監測資料、集水井水位及工程經驗確定。巖土物理力學參數指標如表1所示，得出典型剖面的穩定性系數如表2所示。

表2 代表性剖面穩定性系數

計算結果表明，以公租房南側6 m為后邊界計算穩定性系數為0.960 5，處于不穩定狀態，以滑坡后緣為后邊界計算穩定性系數為1.052 7，處于穩定狀態但安全儲備不足，必須采取適當的措施予以治理。同時為先前對該滑坡變形破壞機制判定為前緣牽引式提供了有力的佐證，即在誘發因素作用下滑坡變形不協調，導致前緣公租房南側產生拉裂縫，逐步向滑坡后緣擴展至公租房北側(局部失穩破壞，整體穩定)。另外，根據工況2穩定性系數可知在雨季來臨之前采取適當的措施對已變形的A，B兩棟公租房進行搶險加固并防止滑坡向后緣擴展引起更大規模的滑坡也是十分迫切的。

4 滑坡二期綜合治理工程

根據滑坡整體剩余下滑力大、地下水位高的特點，在先前一期搶險工程的基礎上，按照安全、經濟、簡單易實施的原則，確定該滑坡二期綜合治理方案為抗滑樁+排水洞+排水溝[5]。

4.1 排水洞與排水溝工程設計

A棟公租房西側基巖山梁中布設兩條排水洞通至滑體滑帶，排水洞采用圓拱直墻式斷面，斷面尺寸寬×高為2.0 m×2.5 m，主洞長242 m，支洞長142.5 m。滑坡西側邊界布設一條排水溝，排水溝截面尺寸寬×高為500 mm×700 mm，過水斷面為矩形，斷面尺寸寬×高為300 mm×300 mm。

4.2 抗滑樁設計

針對工程區兩種可能變形破壞方式進行剩余下滑力計算，由于排水洞施工完成后地下水位得到有效控制，剩余下滑力計算過程中地下水位按設計控制地下水位考慮，計算剖面如圖3所示，抗滑樁設計抗滑力計算結果見表3。

表3 抗滑樁設計抗滑力

根據表3設計單寬下滑力及現場情況，確定在A，B兩棟公租房擋土墻北側4.05 m處布設一排抗滑樁，抗滑樁為方樁，采用A，B兩種類型[5]。A型抗滑樁布設在西側，樁中心間距5.0 m，樁截面尺寸寬×高為2.0 m×3.0 m，樁長26 m，嵌固深度11 m，共10根。B型抗滑樁布設在東側，樁中心間距5.0 m，樁截面尺寸寬×高為2.0×3.0 m，樁長25 m，嵌固深度11 m，共9根，抗滑樁以中風化基巖為嵌固段。抗滑樁樁頂布設連系梁，連系梁截面尺寸寬×高為1 m×0.7 m。

4.3 治理效果評價

一期應急治理工程施工完成后A，B兩棟公租房經監測未發現裂縫發展，整個邊坡的變形均在安全控制范圍內，解決了短時間內對滑坡及擬建建筑物支護的問題，滿足了抗滑工程的要求，為二期工程的順利開展贏得了寶貴的時間[6]。通過開挖排水洞疏導滑體中地下水不但減少滑體內地下水向下游排泄量，降低了滲透壓力，防止滑坡前緣進一步牽引破壞，而且提高了滑坡的整體穩定性，大大降低了剩余下滑力。采用排水洞與抗滑樁相結合的方案不但使該滑坡得到徹底根治，而且與單純使用抗滑樁治理相比工程造價減少約40%。

5 結論和建議

綜上所述，可以得出如下結論和建議：

1)該滑坡為一大型牽引式滑坡，工程開挖產生高陡臨空面并在地下水滲透壓力作用下逐步失穩破壞。

2)通過一期采用鉆孔灌注樁、固結灌漿、集水井等工程措施，公租房開裂得到有效控制，防止滑坡繼續向后緣變形破壞。

3)采用排水洞疏排地下水，降低了滑體內地下水位，降低了滑坡前緣局部滲透壓力同時減少了剩余下滑力，與傳統單純使用抗滑樁對滑坡進行治理相比大大降低了工程造價。

4)滑坡應急治理工程結束后，應在其關鍵部位設置少量變形監測點，同時，應進一步完善滑坡體上的排水系統，從而確保滑坡的整體穩定。

[1] 王恭先.滑坡防治中的關鍵技術及其處理方法[J].巖石力學與工程學報，2005(21):20-29.

[2] 劉傳正.地質災害防治工程設計的基本問題[J].水文地質工程地質，1995,22(1):7-11.

[3] 宋東日，任偉中，沈 波，等.牽引式滑坡的破壞機制及其加固措施探討——以某高速公路牽引式滑坡為例[J].巖土力學，2013(12):3587-3593.

[4] 袁從華，童志怡，盧海峰.牽引式滑坡特征及主被動加固比較分析[J].巖土力學，2008(10):2853-2858.

[5] 劉新榮，梁寧慧，黃金國，等.抗滑樁在邊坡工程中的研究進展及應用[J].中國地質災害與防治學報，2006(1):56-62.

[6] 劉傳正，李瑞英，李鐵峰，等.三峽庫區白衣庵滑坡防治工程研究[J].中國地質災害與防治學報，2003,14(1):48-54.

[7] 胡琪亮.邊坡地質災害治理技術研究和分析[J].山西建筑，2014，40(15)：86-87.

Research on a landslide prevention engineering design in Three Gorges reservoir area

Qi Zhenyu Su Aijun

(GeologicalDisasterResearchCenter,ThreeGorgesReservoir,EducationMinistry,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Taking a landslide engineering geological survey data in Three Gorges reservoir area as the basis, analyzed the rock and soil composition and physical and mechanical properties of the landslide and the reasons caused landslide, according to the landslide characteristics made prevention design, put forward the comprehensive treatment plan taking the anti slide pile and bedrock ridge drainage hole layout for the main, the crack housing grouting reinforcement and drainage ditch construction as supplement, made the landslide obtained timely and effective governance.

landslide, emergency rescue, anti slide pile, comprehensive treatment

2015-01-13

齊振宇(1989- )，男，在讀碩士

1009-6825(2015)09-0052-03

P642.22

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