山體滑坡成因及治理工程施工技術(shù)研究

趙 均 江西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站

趙雨婕 江西省地礦測繪院

1 前言

山體滑坡通常是指具有一定坡度的山體或是巖體在外界因素的影響，斜坡上的土體、巖體等在重力影響下整體或是以分散狀態(tài)向下滑動，并對周邊的生態(tài)環(huán)境、居民、基礎(chǔ)設(shè)施、建筑等多個方面產(chǎn)生較大的負(fù)面影響。這種地質(zhì)災(zāi)害不僅會導(dǎo)致直接的經(jīng)濟(jì)損失，而且還可能會威脅到居民的生命安全。因此，必須要對該類型的地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行有效防治。

2 項(xiàng)目基本情況概述

上栗縣桐木鎮(zhèn)周田村新德橋一崗地坡腳位置發(fā)生4處滑坡地質(zhì)災(zāi)害，產(chǎn)生1處高陡邊坡危險(xiǎn)點(diǎn)。經(jīng)現(xiàn)場勘查，4處滑坡均為小型淺層土質(zhì)滑坡，滑坡方量1300m3~5000m3不等。滑坡群發(fā)生后，一方面各滑坡滑體堆積于前緣居民屋后影響當(dāng)?shù)鼐用竦恼Ｉ睿涣硪环矫婊潞缶壷匦滦纬筛呒s3m~5m臨空面，加之坡上土體因多日降雨，已基本處于飽和狀態(tài)，物理力學(xué)性質(zhì)差、結(jié)構(gòu)松散，在強(qiáng)降雨作用下極有可能發(fā)生滑動。

根據(jù)勘查區(qū)地層巖性、地下水在含水介質(zhì)中的賦存特征影響，區(qū)內(nèi)地下水類型主要為第四系松散巖孔隙水、碳酸鹽巖巖溶裂隙水二類，且以孔隙水為主，巖溶裂隙水次之。（1）松散巖孔隙水。主要賦存于殘坡積等第四系松散堆積物中。堆積物結(jié)構(gòu)松散，透水性好，地下水位埋深較淺，水力性質(zhì)為潛水，一般具徑流路徑短，水循環(huán)交替快等特點(diǎn)。地下水主要受大氣降水補(bǔ)給，沿地下短暫徑流，后在坡腳以滲流、泉流等形式排泄于山坡坡腳低洼處。（2）碳酸鹽巖巖溶裂隙水。巖溶裂隙水主要賦存于灰?guī)r的節(jié)理、裂隙及溶蝕裂隙中，據(jù)收集區(qū)域水文地質(zhì)普查報(bào)告，常見泉流量1.0L/s~10.0L/s，徑流模數(shù)7.0L/（s?km2）~10.0L/（s?km2）。一般為承壓水，富水性跟巖溶發(fā)育程度成正比，總體來說富水性中等。大氣降水是其最主要補(bǔ)給源，地下水一般順坡徑流，就近排泄于溝谷、洼地中。勘查區(qū)人類工程活動主要表現(xiàn)為切坡建房，切坡高度一般5.0m~10.0m不等，坡度幾近于垂直，破壞了原坡體的形態(tài)和延展性，切坡處少有擋墻等攔擋措施。

3 滑坡災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)

考慮滑體結(jié)構(gòu)特性、滑體厚度及剩余下滑力大小，并結(jié)合坡體形態(tài)，滑坡體分布及潛在危害程度等綜合因素，本初步設(shè)計(jì)提出以下兩種方案。方案一：削坡平整+樁板式擋土墻（防治Ⅰ區(qū)）+樁板式擋土墻（防治Ⅱ區(qū)）+重力式擋土墻（防治Ⅲ區(qū)）+重力式擋墻（防治Ⅳ區(qū)）+截排水溝；方案二：削坡平整+樁板式擋土墻（防治Ⅰ區(qū)）+樁板式擋土墻（防治Ⅱ區(qū)）+樁板式擋墻（防治Ⅲ區(qū)）+重力式擋墻（防治Ⅳ區(qū)）+截排水溝。兩方案在防治Ⅰ區(qū)、Ⅱ區(qū)、Ⅳ區(qū)的防治工程相同，不同點(diǎn)在于防治Ⅲ區(qū)支擋工程類型的選取——方案一采用重力式擋土墻，方案二采用樁板式擋土墻。

3.1 方案一

3.1.1 削坡平整

滑坡發(fā)生后，滑體多堆積于居民屋后，影響居民正常生活秩序；另一方面滑坡前緣大多距房屋較近（一般2m~10m，局部切坡面緊挨房屋后墻），支擋工程施工前對滑坡前緣坡體進(jìn)行削坡平整，以滿足支擋工程施工空間。

3.1.2 支擋措施

本方案擬在防治Ⅰ、Ⅱ區(qū)滑坡前緣設(shè)置樁板式擋土墻；在防治Ⅲ、Ⅳ區(qū)滑坡前緣設(shè)置重力式擋墻。各區(qū)域擋土墻設(shè)置情況分述如下。

（1）防治Ⅰ區(qū)

根據(jù)勘查報(bào)告，本防治區(qū)在暴雨?duì)顟B(tài)下下滑力達(dá)566kN，同時其臨空面高達(dá)12m。綜合考慮，本報(bào)告擬在后緣位置進(jìn)行削坡減載后于前緣前方3m~5m處設(shè)置一排樁板式擋土墻，前緣臨空面與擋土墻間進(jìn)行碎石、黏土回填。削坡減載、前緣壓腳處理后該處下滑力為344.27kN。

（2）防治Ⅱ區(qū)

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查，本防治區(qū)滑坡前緣距離房屋2m~4m，局部緊貼房屋后墻，且該區(qū)域隱患體最大下滑力為355kN。綜合考慮，本報(bào)告擬在前緣位置進(jìn)行已滑體清理平整后設(shè)置一排樁板式擋土墻。

（3）防治Ⅲ區(qū)

根據(jù)勘查報(bào)告，本防治區(qū)滑坡隱患體最大下滑力為289kN。本方案擬在前緣位置設(shè)置一排重力式擋土墻。

（4）防治Ⅳ區(qū)

根據(jù)勘查報(bào)告，本防治區(qū)滑坡隱患體最大下滑力為180kN。本方案擬在前緣位置設(shè)置一排重力式擋土墻。

3.1.3 截排水溝

本初步設(shè)計(jì)擬在區(qū)內(nèi)滑坡前緣坡腳位置修筑排水溝，總長約520m。因區(qū)內(nèi)水渠與坡腳前緣間匯水面積有限，故結(jié)合當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)值，對排水溝進(jìn)行設(shè)計(jì)。坡腳排水溝采用M7.5，采用底寬為50cm，高度50cm，頂寬50cm，壁厚20cm，底厚25cm，兩側(cè)為直面的正方形結(jié)構(gòu)斷面。

3.2 方案二

3.2.1 削坡平整

同方案一。

3.2.2 支擋措施

本方案擬在防治Ⅰ、Ⅱ區(qū)滑坡前緣設(shè)置樁板式擋土墻；在防治Ⅲ、Ⅳ區(qū)滑坡前緣設(shè)置重力式擋墻。各區(qū)域擋土墻設(shè)置情況分述如下。

（1）防治Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ區(qū)

同方案一。

（2）防治Ⅲ區(qū)

根據(jù)勘查報(bào)告，本防治區(qū)滑坡隱患體最大下滑力為289kN。本方案擬在前緣位置設(shè)置一排樁板式擋土墻。

（3）截排水溝

同方案一。

3.3 工程監(jiān)測方案

在工程治理后通過監(jiān)測來了解滑坡體的演變過程，為滑坡的預(yù)測預(yù)報(bào)及工程治理提供可靠的資料和科學(xué)依據(jù)。本地質(zhì)災(zāi)害隱患區(qū)目前未布置監(jiān)測點(diǎn)和相應(yīng)的監(jiān)測設(shè)施，僅進(jìn)行日常的人員巡查。

3.3.1 監(jiān)測點(diǎn)布設(shè)

在擋土墻頂上布置10個形變監(jiān)測點(diǎn)；在隱患滑體坡面布置5個形變監(jiān)測點(diǎn)，滑坡隱患區(qū)外圍布置5個形變監(jiān)測點(diǎn)進(jìn)行長期觀測。同時安排指定人員定期查看邊坡段地表變形跡象，重點(diǎn)后緣監(jiān)測以及出現(xiàn)裂隙滑坡部位的變形進(jìn)行監(jiān)測，同時在遇到較大降雨時應(yīng)及時進(jìn)行現(xiàn)場巡視。

3.3.2 監(jiān)測周期

變形觀測周期應(yīng)以能系統(tǒng)反映所監(jiān)測變形的變化過程，且不遺漏其變化時刻為原則，根據(jù)單位時間內(nèi)變形量的大小及外界因素影響確定。因此，滑坡場地觀測的周期應(yīng)視滑坡的活躍程度及季節(jié)變化等情況而定。

在遇暴雨、發(fā)現(xiàn)滑速增快或觀測過程中發(fā)現(xiàn)有大滑動的可能時，應(yīng)立即縮短觀測周期，及時增加觀測次數(shù)。目前在雨季每10d觀測一次，旱季每半月觀測一次；施工期間繼續(xù)監(jiān)測滑坡水平、垂直位移變化，達(dá)到安全監(jiān)測的目的；施工結(jié)束后轉(zhuǎn)為長期監(jiān)測，每兩個月觀測一次，監(jiān)測時間2年，以檢驗(yàn)防治效果。

3.4 方案比選

本次設(shè)計(jì)的兩種方案整體基本相似，主要不同在于防治Ⅲ區(qū)，方案一擬采用重力式擋土墻；方案二擬采用樁板式擋土墻。現(xiàn)從技術(shù)可行性、施工難易程度及經(jīng)濟(jì)效益等方面對兩個防治方案進(jìn)行對比。

3.4.1 技術(shù)可行性

據(jù)勘查分析，新德橋滑坡群為牽引式土質(zhì)滑坡。滑體產(chǎn)生的主要原因是滑坡體前緣切坡建房形成陡坡，從而引發(fā)坡體前緣失穩(wěn)下滑，牽引后部土體下滑使之坡體后部出現(xiàn)失穩(wěn)狀態(tài)。在滑坡體前緣切坡坡腳處布置攔擋工程能夠有效地阻止滑坡體失穩(wěn)，起到良好的治理效果。在滑坡體前緣布置擋土墻或抗滑樁進(jìn)行治理，從技術(shù)上均是可行的。

3.4.2 施工難易程度

根據(jù)野外調(diào)查，防治Ⅲ區(qū)表層為第四系含碎石黏土，下伏基巖為巖溶較為發(fā)育的灰?guī)r。當(dāng)采用抗滑樁防治工程時，可能遇巖溶溶洞，巖溶裂隙水等不利條件，樁身成孔時有一定施工難度。而當(dāng)采用擋土墻時，基礎(chǔ)開挖較淺，不易受巖溶條件影響，且擋土墻工程適合人工作業(yè)，施工工藝成熟，經(jīng)驗(yàn)豐富，并能避免使用大型機(jī)械設(shè)備，施工時只要進(jìn)行周密的施工組織設(shè)計(jì)，施工總體難度一般。

3.4.3 經(jīng)濟(jì)效益

通過對兩個方案進(jìn)行投資估算分析，方案一比方案二節(jié)約約69.09萬元。因此，方案一所采取的防治方案對新德橋滑坡進(jìn)行治理較為經(jīng)濟(jì)合理。

綜合考慮建議采用方案一“削坡平整+樁板式擋土墻（防治Ⅰ區(qū)）+樁板式擋土墻（防治Ⅱ區(qū)）+重力式擋土墻（防治Ⅲ區(qū)）+重力式擋墻（防治Ⅳ區(qū)）+截排水溝”為本工程推薦防治方案。

4 項(xiàng)目實(shí)施的保障措施

4.1 組織措施

項(xiàng)目的實(shí)施實(shí)行項(xiàng)目法人責(zé)任制，建立專職機(jī)構(gòu)并配備專職人員進(jìn)行具體管理，并制定詳實(shí)的勘察、設(shè)計(jì)、施工、驗(yàn)收計(jì)劃，自覺接受財(cái)政、監(jiān)察、國土資源等部門的監(jiān)督與檢查。

4.2 技術(shù)措施

項(xiàng)目具體承擔(dān)單位上栗縣桐木鎮(zhèn)人民政府，工程設(shè)計(jì)單位通過公開招標(biāo)的方式擇優(yōu)選取。設(shè)計(jì)單位需具有地質(zhì)災(zāi)害勘查、設(shè)計(jì)甲級資質(zhì)，取進(jìn)行過類似工程的防治工程設(shè)計(jì)；在防治工程方案設(shè)計(jì)、施工圖設(shè)計(jì)以批準(zhǔn)的可行性研究報(bào)告中的推薦方案為基礎(chǔ)，結(jié)合相關(guān)勘察工作成果進(jìn)行精確設(shè)計(jì)，因此本項(xiàng)目的實(shí)施將具備充分的技術(shù)保證。

4.3 施工質(zhì)量保證措施

制定合理的地質(zhì)災(zāi)害防治工程方案并報(bào)請國土資源行政主管部門審批后實(shí)施。施工前采用公開招投標(biāo)的形式擇優(yōu)選取施工單位，且施工單位必須具備國家規(guī)定的資質(zhì)條件，取得相應(yīng)的資質(zhì)證書。項(xiàng)目質(zhì)量管理嚴(yán)格按照有關(guān)規(guī)范、規(guī)程執(zhí)行，做到責(zé)任明確，獎罰分明。堅(jiān)持自檢、互檢、抽查相結(jié)合的質(zhì)量檢查制度，發(fā)現(xiàn)不合格工程必須返工，所需施工材料需經(jīng)質(zhì)檢部門驗(yàn)收合格方可使用。工程竣工后，報(bào)請財(cái)政及國土資源行政主管部門組織驗(yàn)收。

5 結(jié)束語

綜上所述，面對滑坡地質(zhì)災(zāi)害，為了有效避免經(jīng)濟(jì)損失和人員傷亡，必須要采取針對性措施予以解決。通過上述案例分析的整個過程可知，面對滑坡地質(zhì)災(zāi)害，需要加強(qiáng)原因分析并采取針對性措施，做好相關(guān)監(jiān)測，比選多種防治方案，保證防治的有效性。