不穩定斜坡滑坡變形破壞與防治措施分析

關小亮

(甘肅有色工程勘察設計研究院，甘肅 蘭州 730000)

由于蘭州特殊的地理環境和位置，土地需求逐年增加，導致城區向地質災害危險性較大的區域迅速發展[1]。為保障城市建設需要，地質災害危險性較大區域內的地質災害治理要確保在消除安全隱患的同時充分保證規劃場地面積[2]。文章以蘭州市下徐家灣拱北溝不穩定斜坡為例，在結合不穩定斜坡危害特征和坡腳規劃場地開挖形式的基礎上，提出了該不穩定斜坡的防治措施，為同類不穩定斜坡的防治提供參考[3]。

1 區域地質環境條件

1.1 氣象、水文特征

蘭州市城關區深居大陸內部，屬于溫帶半干旱氣候，據統計，蘭州市城關區多年平均降水量為316.7 mm，多集中于7、8、9 三個月[1]。項目區周邊侵蝕溝谷發育，有水車溝、老虎溝、廟洼溝、拱北溝及一些小型支溝，發育支溝為黃河一級～二級支溝，流域面積小，溝谷發育于黃河北黃土丘陵區，屬季節性流水溝谷，溝谷來水量受降水量多寡的控制，一般在夏、秋季遇強降水和連續降水時，溝內有洪流出現并與泥石流相伴，平時溝谷內無水流，項目區域東側發育拱北溝，西側發育廟洼溝(圖1)。

圖1 項目區及周邊水系遙感影像圖

1.2 地形地貌

研究區地處隴西黃土高原的西部邊緣與青藏高原的交接地帶，區域地勢特點是南北高、中間低，南部的皋蘭山海拔1 600～2 000 m，最高海拔2 129.6 m，北部的白塔山九州臺海拔2 076.8 m。

1.3 地層巖性

研究區內出露地層主要有前寒武系和第四系。前寒武系主要巖性為黑云母角閃片巖、石榴黑云片巖、絹云片巖，巖石為堅硬—半堅硬薄層—中厚層狀變質巖類，軟化系數為0.1～0.9，表層易風化，風化和構造裂隙較發育，這套地層在長期的風化作用下其表層破碎，強風化厚度最大達5～10 m[2]；第四系主要為馬蘭黃土，主要分布于斜坡所在山體頂部，披覆于一切老地層之上。巖性為粉土，淺黃色，質地均勻，結構疏松，具大孔隙，垂直節理發育[4]；顆粒成分以粉粒為主，體積分數一般在60%以上，厚度不等，一般在60～80 m之間，為不良地質體。

1.4 人類工程活動

本區屬城市建設區，近年來，區內平山造地、引水上山綠化、取土等人類工程活動較為突出。受特殊的地形地貌限制，城市發展不得不向坡腳及階地后緣延伸。城市建設如道路、居民區等在建設過程中大量開挖，不合理切坡，形成高陡邊坡，不僅易引發滑坡、崩塌等地質災害，而且這些開挖形成的不穩定邊坡地段，成為新的地質災害隱患，危害威脅市政設施及城鄉居民安全。

2 不穩定斜坡特征

2.1 不穩定斜坡發育特征

不穩定斜坡多因人工開挖形成，使斜坡前緣過陡，在卸荷、降雨及地震等外力作用下，斜坡土體將以滑移的方式發生破壞，可能形成滑坡、崩塌。不穩定邊坡特征見表1。

表1 不穩定邊坡特征表

2.2 不穩定斜坡(崩塌)變形破壞特征

由于當地引黃河水噴灌，造成坡體上部有多處裂縫，裂縫寬約10 cm，現已表現為局部小型滑移現象。坡腳前緣局部地段有人工砌護的擋墻因滑移已有變形，不穩定斜坡坡體上可見延長1～2 m的小裂縫。

根據現場調查，該不穩定斜坡在坡腳規劃場地平整完成后，由于削坡將基本清除坡腳殘積物，因此不會發生堆積層滑坡。但由于組成斜坡基地的片巖節理裂隙發育，巖體破碎，加之待坡腳場地開挖平整后會使坡腳產生高陡的臨空面，將導致坡體穩定性降低，進而誘發坡體發生滑移變形。

2.3 不穩定斜坡危害特征

該不穩定邊坡近年來常發生小規模的落石和掉塊現象，尤其是在每年汛期，由于降雨量較大，導致不穩定斜坡巖土體容重增大，抗剪性減小，最終在重力的作用下發生掉塊等變形現象。目前，該不穩定斜坡主要威脅坡體中下部和坡腳的35戶居民和拱北溝清真寺、鑫源食品加工廠等重要建筑物，威脅人數320人，威脅資產約3 000萬元，險情等級為大型。

3 不穩定斜坡治理措施

3.1 防治原則和目標

防治工作首先在查清不穩定斜坡的分布位置、地形條件、物質組成、穩定性和發展趨勢的基礎上，根據危害范圍和危害特征，制定以下防治原則和目標：

(1)遵循以人為本的原則，以保證蘭州徐家灣舊城改造項目(下徐家灣)順利實施，保護影響區內人員生命和財產的安全。

(2)防治工程在消除地質災害的前提下最大程度增大溝道內的可用地面積，以盡可能擴大擬建項目區面積，做到設計方法科學合理，治理效果安全可靠。

(3)在保證消除邊坡危害的前提下，兼顧經濟、美觀、與周圍環境的和諧。

3.2 防治措施

對該斜坡防治本著既考慮安全與穩定，又兼顧美觀的原則，最終采用坡腳防護與植樹綠化相結合的治理措施，使防治方案達到安全效益、生態效益和經濟效益的最優結合。

(1)抗滑樁：布設于不穩定斜坡體前緣一帶，樁間中心距6 m，樁長26～28 m，樁體地面高程為規劃高程，隨規劃坡腳高程變化而變化，樁體嵌入深度10 m，其余為懸臂部分，樁斷面為矩形，采用C25混凝土澆筑。

(2)樁身錨索：布置在抗滑樁樁頂，共布設4根7束Φ15.2 mm錨索錨拉。錨索為預應力錨索，錨固段嵌入未風化的基巖中，錨固段長度不小于8 m，自由段長度不小于4.0 m，錨固體直徑130 mm，錨索孔終孔孔徑為150 mm，注漿材料用1∶1 水泥砂漿，水灰比0.4～0.45，砂漿體強度不低于30 MPa。

(3)擋土板：抗滑樁地面以上部分樁與樁之間采用C25鋼筋砼擋土板。板中預設一排2個Φ110 mm的PVC管作為泄水孔。

(4)樁頂垅口回填、植樹：采用人工夯填，每層壓實3～4遍?？堪鍌?0 cm范圍內回填卵石過濾層，在回填后的平臺部位種植高約1 m的柏樹，植樹橫、豎間距為1 m。

(5)排水渠：布設于抗滑樁前緣，設計為矩形斷面。渠壁厚0.2 m，底厚0.2 m，采用C25混凝土澆筑。

4 結論

(1)邊坡治理工程實施后，可有效加固邊坡，提高坡體穩定性，從根本上消除因邊坡失穩而產生的崩塌、滑坡災害。

(2)防治工作實施后，項目區規劃建設場地滿足城市規劃建設用地需求，達到了地質災害防治與城市規劃建設的有機統一。