湖南省臨武縣天河村1、7 組滑坡勘查及治理設計要點分析

郭建榮

（湖南省地質礦產勘查開發局四0 二隊，湖南 長沙410000）

該滑坡威脅下游居民區居民20 戶80 人，威脅財產400 萬元，一旦產生滑動，將造成無法預計和挽回的財產損失和人員傷亡。因此，必須認真做好滑坡勘查，并通過計算、評價，設計，采取有效工程措施加以治理，避免滑坡災害的發生。

1 滑坡概況

該滑坡位于臨武縣香花鎮天河村1、7 組南側山坡、甘溪河西側。山坡于20 世紀80 年代進行過露天采礦，露采破壞地表坡殘積土層（相對隔水層）和植被，導致強風化石英砂巖出露地表，且在露采區上部山坡修建了一條采礦引水水渠，水渠滲漏嚴重。由于水渠滲漏和大氣降水長期從強風化石英砂巖風化、節理裂隙下滲，使得山坡巖土體強度降低，嚴重影響山坡的穩定性。受1998 年5～6 月持續大暴雨影響，于1998 年6 月1 日誘發了滑坡，滑坡推毀2 戶8 間民房，并多間民房地板發生隆起變形，造成直接經濟損失約26.7 萬元，滑坡全貌及礦業活動分布見圖1。

圖1 香花鎮天河村1、7 組滑坡全貌及礦業活動分布

2 滑坡勘查方法

2.1 資料收集

收集勘查區現有工作資料和研究成果，資料內容主要包括：勘查區地質資料、氣象水文資料與地質災害詳細調查成果等。

2.2 無人機低空數字航空攝影測量

采用大疆無人機搭載高分辨率數碼相機對滑坡體及周邊環境進行拍攝。以1：1000 的比例尺和無人機飛行要求進行飛行，對整個勘查區實施全面測量，獲得真彩數碼航片，并據此生成DOM、DEM，并確定DLG。

2.3 地形測量

利用RTK 技術對野外數據進行采集，以2000 國家大地坐標系施測，并采用計算機軟件實現數字成圖。控制點布置于變形影響區外能長期保存的位置，高程系統為1985 國家高程系統，對鉆孔、探井與斷面利用中海達V8 型RTK 測量儀器測量。

2.4 工程地質綜合測繪與調查

以大比例尺地質圖作為基礎，對地物點等實施測繪上圖，對整個滑坡體與影響范圍進行工程地質測繪，并進行專門的水文地質測量與地質災害測量，此外還輔以走訪調查，調查內容包括自然地理、地質、人為活動、滑坡活動性、災情和險情等。

2.5 工程地質勘探

滑坡鉆探采用沖擊與回轉鉆進，采用泥漿或套管進行護壁，雙管鉆進。對于巖芯采取率，滑體土達到90%以上，滑帶土達到95%以上，滑床達到85%以上，鉆進過程中由技術人員及時編錄。在滑體地下水位以上干法鉆進，在地下水位以下和滑帶及其上下5m 的范圍內采用單動雙管鉆進，當發生縮孔或塌陷現象時，進行跟管或采用泥漿進行護壁。待鉆進與預計的滑動面或滑動帶接近，或已經能發現滑動面或滑動帶的跡象后，進行干鉆，每回次的進尺不超過1m，與滑帶相接近時每回次的進尺不超過0.5m，在強風化基巖層中，每回次的進尺不超過1m。對于鉆進的深度、滑體厚度、滑動帶范圍與基巖面的量測誤差都未超過±5cm。將巖芯取出之后，按照正確的順序將其擺放在巖芯箱當中，同時逐層進行編錄，特別注意對滑動帶土物質特征進行描述。在鉆孔完成后，對孔口進行了及時封閉，以免水通過鉆孔進入滑面，對滑坡的穩定性造成影響，在完成驗收程序后采用水泥進行封孔。探井與探槽采用人工進行開挖，由技術人員及時編錄，同時利用原土實施回填與分層碾壓。

2.6 原位測試

為查明場地中粉質黏土物理力學性質，勘查中采用標貫試驗。標貫試驗采用自由落錘法，錘重為63.5kg，落距為76cm。貫入器到達指定深度后，先預打15cm，然后對每打10cm 所需錘擊數進行記錄，累計打30cm 所需錘擊數作為標貫錘擊數N，根據N 的值對土層物理狀態、強度、變形參數及地基承載力進行評價。

2.7 室內試驗

為取得滑坡穩定性計算和工程設計的相關參數，除在勘查過程中進行原位測試外，對滑體、滑帶巖土體取樣進行物理力學性質分析，分析結果見表1。

表1 滑坡區巖土體物理力學參數值表

3 滑坡穩定性計算與評價

3.1 計算剖面

在滑坡區選擇3 條縱剖面進行穩定性計算，其中2-2'剖面為主剖面，如表2。

表2 穩定性計算剖面

表3 計算工況、荷載組合及安全系數

表4 滑坡穩定性計算結果

表5 滑坡穩定狀態判別標準

3.2 計算工況

通過對滑體自重、暴雨和地下水等考慮為計算荷載，對滑坡在不同工況中的穩定性進行評價，為滑坡的治理提供參考依據。

3.2.1 荷載組合

（1）自重：即滑體的自重；

（2）水壓力：主要包括靜、動水壓力與浮托力；

（3）地震荷載：不考慮地震荷載。

3.2.2 工況選擇

穩定性計算工況、荷載組合與抗滑穩定安全系數如表3 所示。

3.3 計算公式

滑坡計算公式為：

3.4 計算結果

滑坡穩定性計算結果如表4 所示。

根據《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T 32864-2016）的規定，其判別標準如表5 所示。

3.5 穩定性評價

通過計算可知，滑坡體在天然狀態下的穩定系數保持在1.084～1.143 范圍內，處在基本穩定的狀態，但在暴雨狀態下，穩定系數保持在0.942～1.014 范圍內，處在整體不穩定到欠穩定的狀態，可能沿剪出口處產生整體滑動或局部崩滑。因此，需要對滑坡采取工程措施進行治理。

滑坡是礦業活動、地形地貌、地層巖性、暴雨和地下水活動等多種因素共同作用下形成的，其中，暴雨與地下水活動為滑坡主要誘發因素，而斜坡地形則為滑坡提供了勢能，礦業活動及人類其它工程活動則直接影響滑坡發展，如果礦業開采未加控制或工程建設使巖土體整體結構發生變化，都會對滑坡穩定性造成影響，加劇滑坡的滑動。

坡面在不同時期曾出現過張拉裂縫和剪切裂縫，雨水會沿著裂縫或松散的堆積體中下滲，這樣不僅會增大巖土體自重，還會降低巖土體自身抗剪強度，勘查區雨季雨量充沛，短時暴雨條件下，由于勘查區中沒有完善的排水措施，雨水排泄不及時入滲到巖土體當中使滑坡產生變形，導致滑坡發生整體下滑。滑坡的下方是香花鎮天河村1、7 組80 人居住區，如果發生下滑將直接危及人員生命財產安全道路設施安全。因此，對該滑坡進行治理已經是刻不容緩。

4 滑坡治理設計

4.1 截排水溝工程布置

截排水溝工程布置需要遵循以下各項基本原則：

（1）為有效攔截滑坡區域外的降雨產生地表水進入到滑體當中，需在滑坡區的后緣和中部進行截水溝的布置，以此攔截并疏導上游坡面存在的地表水。

（2）截水溝應大致沿地形上的等高線進行布置，排水溝應盡量沿垂直等高線最大坡度方向的天然沖溝或低凹部位進行布置，以此有效截水和排水。

（3）無論是截水溝還是排水溝，其溝底都應做到不沖不淤，水流保持一定，既不會對溝渠結構造成沖刷，又不會產生泥沙淤積。

（4）盡量防止和其它建筑物相交叉，并減少彎道，盡可能少占或不占耕地。

為減少或徹底避免地表水進入到滑體當中，需沿滑坡體的后緣和中部進行截水溝修筑，其中，后緣處的截水溝長度為212m，中部截水溝長度為140m。

4.2 抗滑樁

4.2.1 工程布置

抗滑樁工程布置需要遵循以下各項基本原則：

（1）抗滑樁的布置應能使滑坡體保持穩定性，使安全系數達到設計要求，并防止滑體從樁頂越過和從樁間擠出。

（2）樁周地基抗力與滑坡變形都處在容許范圍之內。

（3）樁身必須有良好穩定性與強度，且配筋要合理，達到內應力及變形等方面的要求。

（4）樁間距、尺寸與埋深都要適當，以保證安全并便于施工，減少成本。

抗滑樁布置在滑坡前緣或中部抗滑段。以滑坡穩定性、滑坡推力、滑面特征、土層的厚度、場地的地形條件等為依據，針對滑坡為防止滑坡從底部剪出設計一排抗滑樁，共設樁18 根，樁心間距為5.0m，Z5-Z12 為A 型抗滑樁，樁長為13m，Z1-Z4 與Z13-Z18 為B 型抗滑樁，樁長為10m，樁端嵌入中風化炭質灰巖深度為3.4～5.0m。

4.2.2 冠梁設計

抗滑樁的樁頂都設置冠梁，冠梁的寬度和高度為2.0m、0.8m，全長86.5m，采用強度等級為C30 的混凝土進行澆筑，和抗滑樁的鋼筋一同進行綁扎。另外，在冠梁的下方還需種植爬山虎，按照8 株/m 的密度種植。

5 結論

5.1 滑坡勘查采用資料收集、無人機低空數字航空攝影測量、地形測量、工程地質綜合測繪與調查、工程地質勘探、原位測試、室內試驗等方法進行。

5.2 經穩定性計算，暴雨條件下，滑坡可能產生滑動，需采取工程措施進行治理，而且滑坡發展不容樂觀，工程治理已經是刻不容緩。

5.3 工程采用截排水溝和抗滑樁進行治理，在治理設計中需重視遵循工程布置原則和結構設計，為后續施工提供可靠參考借鑒，保證工程質量。