工程地質災害防治的勘察及設計工作

■申萬江，王強軍 ■核工業西南勘察設計研究院有限公司，四川 成都 610061

1 工程概況

某項目工程發生整體滑動，擬建場區位置的原地貌是斜坡地貌，出于對修建廠區需要的考慮，按照規劃對場地進行平整處理，同時在坡腳位置進行大開挖，這樣一來前緣就形成了高陡臨空面，其高度大約是8-10m。完成開挖之后在自重作用下，坡體位置有少量裂縫出現，但是并沒有引起相關人員的重視，隨著開挖的繼續，加上后來的持續降雨，最終斜坡在2010 年11 月28 日下午5∶40 分左右出現了整體滑動，“圈椅”地貌就這樣形成了，滑坡內出現了多條裂縫，進而形成一條寬和切割深度分別為2.7m、1.40～2.00m 的拉陷槽。滑坡開始滑動后，前緣開挖立即停止，滑坡在穩定狀態中，但隨著后來雨季的來臨，在降雨的影響下，滑坡隨時可能出現再次滑動。前緣的昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用工程受到了滑坡的極大影響，一旦再次發生失穩滑動將會造成不可估量的生命財產損失，嚴重威脅場區安全。邊坡位于滑坡北側，為斜坡地帶，地貌從上到下分別為斜坡-陡坡-平臺地貌。后部斜坡，地形坡度12°～16°，局部存在高0.8～1.5m 的陡坎;邊坡前緣由于開挖放坡，形成了高8.0～10.0m 的陡坡，坡度31°～35°，坡腳處可見有粉砂質泥巖出露;下部平臺地形坡度2°～5°，現主要為廠址區。邊坡坡長85.0～110.0m，坡向105°～114°。最高點位于后部山脊下，分布高程為1968.31～1970.73m，最低點位于坡腳處，分布高程為1930.50～1930.80m，最大相對高差為40.2m。該邊坡為土質邊坡，邊坡高度10 ＜H≤15m，一旦失穩破壞，將威脅到擬建廠區建筑物的安全，其后果很嚴重。

2 昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用項目的地質勘察

2.1 區域地質構造

安寧市境內構造復雜，東西兩面為兩條南北向大斷裂，被普渡河大斷裂和易門大斷裂夾持。規模較小的褶皺構造較為發育。最大的褶皺構造位于中南部的黑風洞背斜，軸線成東西向經鳴矣河鄉延伸到昆陽。軸部出露上元古震旦系地層，兩翼為古生界地層，構成寬緩舒展背斜。受斷裂活動影響，區域內溫泉、崩塌、滑坡較為發育。工程區附近有兩條大型斷裂帶，受斷裂帶影響，區域內出露巖體較為破碎。區域內主要發育有2 條裂隙。勘察區從地質構造上看，位于普渡河大斷裂和易門大斷裂之間，區內地質結構較為復雜，存在多個小型斷裂層。據歷史地震資料，自1500 年至今，安寧地區發生5 級以上地震21 次。

2.2 變形破壞機理

該滑坡原始地形坡度按照工程地質測繪和鉆探揭露為5°～12°，處于一種穩定的狀態中。為了對昆鋼54 萬噸/年鋼渣綜合利用廠區進行修建，前緣位置形成了陡坡(高10.0m、坡度為31°)，因此應力在坡腳處集中分布。同時，含碎塊石粉質粘土層在坡腳初露，局部地段的石含量較高，存在較為嚴重的架空現象，地表水下滲，而下伏粉砂質泥巖具有相對較好的隔水性，容易在基覆界面處形成一條活躍地帶，便于地下水運移。因此，在降雨等因素的影響下，在8 日下午5 點出現了整體滑動現象，最終就形成了現在我們所看到的這種地貌特征

2.3 工程地質災害防治

本次設計選用2—2'剖面對各個該滑坡的整體和局部穩定性進行計算和分析。對該滑坡的整體穩定性選用勘察確定的滑動面計算其穩定性。根據分析顯示，邊坡穩定性系數降低的主要原因是:由于降雨作用，邊坡土體含水量增加，引起的抗剪強度降低，說明水對邊坡穩定性起著主要控制作用。因此，在工程建設中應做好邊坡區及周邊環境中的地表水的排水過程。同時，在邊坡坡腳處應設置支擋結構，支擋結構形式應根據計算合理確定，以確保邊坡的穩定性。

3 工程地質災害治理設計

3.1 指導思想

在充分掌握滑坡和邊坡的活動規律、影響因素等的基礎上，充分利用合理的、科學的手段，堅持因地制宜、實事求是，對防治工程進行合理布設。將現階段的災害治理作為重點工作，尋找災害治理與環境保護二者之間的最佳結合點，這樣才能利用最小的代價得到最大的收益。

3.2 設計目標與原則

從變形機制的角度來看，因為受到于前緣開挖和地表水入等作用的影響，在前緣開挖過程中形成臨空面，在其作用下使得原有坡體內部的應力狀態將要發生變化，從而出現應力重分布等效應，最終出現斜坡變形。隨著地表降水入滲，斜坡土體長時間受地下水的浸泡，特別是土體抗剪強度(基覆接觸面)降低，直接導致變形體穩定性下降，因此防治工程治理應嚴格按照“根治變形”的原則，將防治前緣繼續強烈變形作為基本目標。

工程布局以防止滑坡繼續發展，導致發生災難性地質災害為目標，在設置抗滑樁進行治理，確保變形區內設施和人員生命財產安全。在災害防治過程中，應采用有效的治理措施對滑坡的繼續發展進行限制，對其形成的誘發因素進行有效的控制;同時盡量減少治理工程對植被造成的破壞，并注意利用合理措施對坡面進行綠化，應按照地質單元的不同采用不同的處理措施。

3.3 治理工程總體設計

根據滑坡的破壞特征、變形情況、影響因素及發展趨勢，采用前緣設置支擋措施和坡面截排水的處理方式進行治理:(1)在滑坡體前緣的擬建公路內側設置一排抗滑樁，樁長和截面根據計算剩余下滑力和邊坡高度設置;(2)在滑坡后緣1.0m 處設置截水溝。截水溝截面為0.4m×0.5m，采用M7.5 砂漿砌筑MU30 片石，砌筑厚度為0.3m;(3)在滑坡體上設置截水溝。截水溝截面為0.3m ×0.4m，排水溝截面為0.4m×0.5m，采用M7.5 砂漿砌筑MU30 片石，砌筑厚度為0.3m;(4)根據邊坡的整體穩定性和地形特征，對4-4 剖面對應的邊坡在其前緣設置抗滑樁進行整體支護并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護，對5-5 剖面對應的邊坡擬在坡腳設置護腳墻并采用鋼筋混凝土菱形格構進行坡面防護，在邊坡外設置截排水溝，截水溝截面為0.4m ×0.5m;(5)對公路外側的邊坡擬采用局部放坡+樁板墻(或漿砌塊石路肩墻)的治理措施進行治理，樁板墻設計樁長為12.0m，截面為1.0 ×1.5m，擋土板厚度為0.3m，設計墻高為6.4m;(6)對滑坡區道路，首先應將表層松散的土層開挖后，然后分層回填碾壓。

4 結語

綜上所述，工程地質災害防治對整個社會的穩定存在重要影響，因此工程地質災害防治勘察與規劃等相關問題一直以來都受到人們的重視和關注，尤其是近年來隨著社會經濟的不斷發展，我國已經具有較高的技術水平和裝備水平對工程地質災害進行勘察，相信未來工程危害會得到逐漸的改善。

［1］國土資源部關于印發《國土資源部地質災害應急專家管理暫行辦法》的通知［J］.國土資源通訊，2010(14):22-27 +1.

［2］郭新華，郭文秀，田小玉.基于礦山工程特點的地質災害危險性評估——以河南某石灰巖礦山為例［J］.中國地質災害與防治學報，2006(1):113-118.

［3］李糧綱，徐玉勝，江輝煌，劉曉朋.深圳地區地質環境特征與地質災害防治［J］.安全與環境工程，2007(4):28-31.

［4］譚瑞山，王星運，彭斌，梅濤.基于MAPGIS 的湖北電網地質災害數據庫系統［J］.電網與清潔能源，2012(10):9-14.