池州市某垃圾焚燒發電廠項目邊坡穩定性評價及防治對策

盧榮坤 歐陽秋山

摘要：為保障池州市生活垃圾焚燒發電項目的安全，在勘察已發生變形破壞的A-B-D段挖方邊坡工程場地的地質環境條件基礎上，闡述邊坡不穩定因素、邊坡破壞模式和邊坡滑體形態，分析滑坡形成機理，采用折線法進行土質邊坡穩定性計算和評價，并提出具體的防治對策。

關鍵詞：深挖路塹邊坡;穩定性評價;防治對策;垃圾焚燒發電廠

研究區位于安徽省池州市貴池區涓橋鎮聯合村建設池州市生活垃圾焚燒發電項目，場區面積約85.03畝（1畝≈666.667 m2），整平挖方后產生4個挖方邊坡，最大坡高為26.00～45.00 m。施工后，A-B段邊坡出現變形破壞，坡體表面最大水平位移為157 mm，最大沉降為147 mm ; B-D段擋墻發生位移、局部破壞，底部截水溝發生變形，坡面局部框架梁出現斷裂，并在頂部山脊發育11條地裂縫，邊坡失穩嚴重，安全隱患較大[1-2]。

1 區域地質概況

項目主要出露古生代志留紀—二疊紀、中生代三疊紀和晚白堊世以及零星第四紀地層，并受大面積的間歇性緩慢上升運動影響，區內及鄰區地震震級均小于5級，屬中等地震活動區，地震基本烈度為Ⅶ度。邊坡主要位于志留紀墳頭組和茅山組，前者主要為灰黃、黃綠色厚層粉砂巖質頁巖、細粒巖屑石英砂巖夾礫屑磷塊巖，后者主要為灰綠、黃褐、紫紅色厚層細粒巖屑石英砂巖與泥質粉砂巖互層。

2 地質環境條件

場地原地貌類型為低丘及谷地，開挖支護后形成了坡度為20°～30°的邊坡，邊坡走向為東南—西北向，總體傾向約320°。地層由新到老依次為第四系全新統人工堆積層和志留系沉積巖，巖性主要由含碎石粉質黏土、泥質粉砂巖、斷層泥夾角礫及泥巖等組成。

2.1 邊坡巖土構成

場地巖土可劃分為4層。（1）含碎石粉質黏土：黃褐色，稍濕，可塑狀態，成分為粉質黏土夾少量碎石。（2）強風化泥質砂巖：碎裂結構，黃綠色，粉砂～泥質結構，薄層狀構造，主要成分為粉砂和泥質，質地較軟，遇水易軟化，巖石堅硬程度為較軟巖，較破碎，巖石質量等級為Ⅴ級，發育兩組節理，擬建場地普遍分布該層，表現為西北（坡頂）厚、東南（坡腳）薄。（3）強風化斷層泥夾角礫：碎裂結構，灰色，完整性差，未固結，無定向構造，主要成分為斷層泥和泥化巖石碎屑夾少量角礫及巖石碎塊，成分以泥巖為主，巖石堅硬程度為極軟巖，遇水易膨脹軟化，手捏易碎，極破碎，巖石質量等級為Ⅴ級，擬建場地普遍分布該層，呈現為西北薄、東南厚。（4）中風化泥巖：灰～深灰色，塊狀結構，薄層狀構造，主要成分為泥巖，巖石堅硬程度為較軟巖，遇水易軟化，較破碎，巖石質量等級為Ⅳ級，發育2組節理，擬建場地普遍分布該層未穿透。

2.2 地質構造特征

地質構造簡單，地層基本呈一單斜構造，巖層產狀5°∠32°，巖層傾向與坡向相反，未發現強烈褶曲及巖漿活動。裂隙構造較發育，是區內主要結構面之一，主要發育兩組節理：與傾向相反，夾角為10°～20°，λ=40°;順層微節理，均屬壓性構造裂隙，呈閉合狀，裂隙無膠結，結合一般，貫通性好。巖層基本為薄層構造，在構造節理和風化裂隙的共同作用下，邊坡巖體結構較破碎，邊坡巖體類型為Ⅱ類。

2.3 水文地質特征

場地由西北向東南傾斜的兩個條狀丘包及其間的溝谷組成，西北高、東南低，地形坡度一般為11°～35°，局部地段坡度高達40°～50°。屬北亞熱帶濕潤性季風氣候區，氣候溫和，雨量適中，光照充足，四季分明，地表水系不發育，多為季節性溪流，現場調查坡腳處溪寬0.50～2.00 m ，水深0.20～ 0.40 m。地下水類型主要為覆蓋層中的上層滯水和基巖裂隙水，補給主要為大氣降水和地表徑流，排泄方式主要為自然蒸發和側向徑流。地下水穩定水位埋深為2.80～15.60 m，穩定水位標高在58.10～120.50 m，勘察期間部分鉆孔出現漏水嚴重的現象。

3 邊坡不穩定因素

3.1 巖石強度與結構構造

邊坡工程地質巖組主要由較軟～極軟類巖石構成，邊坡巖體強度較低，具有遇水易軟化、崩解、粒狀解體等不良工程地質特征，導致邊坡穩定性差。勘察場地內的第②層強風化泥質砂巖和第③層強風化斷層泥夾角礫巖體一級破碎，堅硬程度為極軟巖，巖體基本質量等級為Ⅴ級;第④層中風化泥巖較完整，堅硬程度為較軟巖，巖體基本質量等級為Ⅳ級。場地內巖性呈軟硬相間狀態，第③層強風化斷層泥夾角礫為易軟化、泥化的夾層，是造成邊坡失穩的主要巖性。

場地巖體均由碎裂結構巖體組成，裂隙節理發育，連續性差，均由軟弱類巖組構成，邊坡巖體強度低，易出現滑坡、崩塌、垮塌、沖刷、粒狀解體等類型的破壞，邊坡穩定性差。

3.2 大氣降水與地下水

強降雨或短時大暴雨因雨量大，對邊坡的沖刷破壞作用力較強，是影響邊坡穩定性的重要因素之一。場地內的地下水類型主要為基巖裂隙水，基巖裂隙充填性較差、透水性強，并受構造及裂隙發育的影響，富水量一般，與上部地表上層滯水無明顯水力聯系。

地下水的補給主要為大氣降水和地表徑流，接受降水補給以后，一部分補給風化裂隙帶，一部分補給下部巖溶水，其他以裂隙下降泉的形式流出地表，形成基流。總體上由地勢較高的西北部向地勢較低的東南部徑流和排泄。

3.3 地裂縫

本次調查共發現地裂縫11條，長幾米到百米不等，寬 0.05～0.50 m不等（見圖1），最長約140.00 m，寬0.50 m，以西北—東南和西南—東北向為主，南—北為輔。地裂縫往往是邊坡位移變形的前兆，是影響邊坡穩定性的重要因素之一。

3.4 邊坡破壞模式

鉆孔顯示，坡體內部存在較厚的強風化斷層泥夾角礫巖層，抗剪指標很低，整體邊坡角僅為21°。

邊坡破壞模式：上部強風化泥質砂巖滑體為張拉破壞，中部沿著強風化斷層泥夾角礫巖層以折線形搓動，同時經勘察，下部坡腳處強風化斷層泥夾角礫巖層較厚，強風化泥質砂巖較薄，底部在強風化斷層泥夾角礫巖中為圓弧形滑動面，并從坡腳薄弱的強風化泥質砂巖處剪出。后期開挖，滑動面可能向下部延伸。

3.5 邊坡滑體形態

滑體長度為230.00 m左右，滑坡體上寬下窄，滑動面上部厚度為30.00 m左右，下部為15.00～20.00 m，同時沿山脊處滑體較厚，兩側相對較薄。滑坡體量約40萬m3，邊坡滑體占地約2萬m2（投影面積），后緣裂縫最大長度為146.00 m，前緣在坡腳處的最大長度為123.00 m，坡腳走向與主滑動方向夾角為36.5°。

4 邊坡穩定性分析

4.1 滑坡的形成機理

經野外實地地質勘察，該滑坡第一次A-B段邊坡滑動機理分析如下： A-B段邊坡開挖，坡腳下部開挖基坑，形成約5.00 m深的臨空面，使上部坡體失去了支撐;邊坡體下伏③強風化斷層泥夾角礫巖，為極軟巖，遇水軟化，同時基坑開挖形成的臨空面將②強風化泥質砂巖挖薄，上部坡體失去抵抗力，沿坑底面剪出，形成滑坡。

該滑坡第二次A-B-D段滑動機理分析如下： A-B-D段邊坡開挖廠區工作面，挖除部分A-B-D段坡腳支撐段;由于第一次A-B段邊坡坡面位移較大， A-B段坡體位于現在的 A-B-D段邊坡滑坡體的坡腳處， A-B段的滑動位移導致現在的A-B-D段整體邊坡坡腳松動，坡腳缺少必要的支撐;暴雨使地表水排泄不暢而下滲，第一次滑動形成的裂縫未及時封堵，導致與基巖接觸帶附近的③強風化斷層泥夾角礫含水量增高，同時A-B-D段邊坡坡體上部存在順坡向強風化斷層泥夾角礫巖層，抗剪強度低，遇水軟化、膨脹，強度降低，含水量增大后自重增加，力學強度降低。

總之，廠區A-B-D段整體邊坡開挖減少整體邊坡的支撐段、 A-B段坡體位移導致A-B-D段邊坡坡腳松動、坡體內部順坡向的軟弱泥巖和降雨是導致A-B-D段坡體整體滑動的主要因素。

4.2 邊坡穩定性計算及評價

影響邊坡穩定性的因素一般可分為內在因素和外在因素。結合本次勘察場地邊坡的具體情況進行分析，此處影響邊坡穩定性的主要因素是人類工程活動（開挖坡腳）和降雨。采用圓弧滑動法和折線法對土質邊坡進行穩定性計算（見表1）發現，現在的邊坡及坡腳回填后的邊坡穩定系數均不滿足規范要求（穩定安全系數Fst應不小于1.35），邊坡屬于欠穩定邊坡。

4.3 邊坡治理工程措施及建議

由于A-B-D段邊坡屬于欠穩定邊坡，對開挖高度大于10.00 m的土質邊坡和開挖高度大于25.00 m的巖質邊坡，建議進行邊坡穩定性計算。根據穩定性分析結果進行判斷，不能滿足穩定安全系數Fst要求的邊坡，應進行邊坡支護。支護方式采用削坡減載+抗滑擋墻或抗滑樁+錨索錨桿+框架梁+降水措施等錨固體系，同時對坡面進行錨噴護面，做好防排水措施。

5 結論

（1）池州市生活垃圾焚燒發電項目挖方邊坡屬于欠穩定邊坡，現在的邊坡及坡腳回填后的邊坡穩定系數均不滿足規范要求，整體邊坡開挖與坡體位移導致坡腳松動、坡內順坡向軟弱泥巖和降雨是導致A-B-D段坡體整體滑動的主要原因。

（2）采用+削坡減載抗滑擋墻或抗滑樁+錨索錨桿+框架梁+降水措施進行邊坡支護，并進行邊坡穩定性計算，滿足邊坡穩定安全系數，同時對坡面進行錨噴護面，做好防排水措施。

[參考文獻]

[1]劉學鳳.汶川縣阿爾村3#地塊不穩定斜坡地質災害特征及防治措施[J].現代鹽化工，2021（1）：94-95.

[2]許瑞梅.廣東省陸豐市某垃圾焚燒發電廠項目地質災害危險性評估[J].西部資源，2018（1）：116，120.