河北省灤平縣第一中學新校區南側山體滑坡的治理方案研究

摘要：針對灤平縣第一中學新校區建設工程南側的滑坡災害對學校產生的安全威脅，本文對滑坡災害特征和誘發因素進行了研究，進而提出了治理措施。結果表明：滑坡變形特征較為明顯，前部滑坡區的崩滑、張拉裂縫發育，后部變形區的張拉裂縫發育處于基本穩定狀態；根據滑坡的危害對象，對滑坡的治理采用“預應力錨索抗滑樁+格構梁坡腳支擋、錨桿加固巖層坡面、微型注漿鋼管樁阻滑坡面、高次團粒噴播綠化坡面、修建截水溝”的綜合工程治理措施。

關鍵詞：滑坡災害；滑坡床；治理措施；灤平縣

河北灤平縣第一中學新校區南側山體滑坡為一校園修建開挖形成的順層滑坡災害，由于現狀開挖山體形成的邊坡角度為20°，雖然巖層傾角略大于坡腳，但是由于頁巖層理狀結構面之間粘結力較弱，導致山體失穩而形成牽引式滑坡。為消除滑坡地質災害威脅，本文對該滑坡的發育特征及誘發因素進行了研究，進而提出治理措施。

1.地質環境條件

1.1地質概況

滑坡區域出露地層較簡單，結合巖土體結構可劃分為：①中生界下白堊統西瓜園組（K1x）灰綠、灰—深灰色粉砂巖、粉砂質頁巖等，產狀324°∠22°；②第四系上更新統（Q3el+dl）主要分布于山坡與山前坡麓地帶，該滑坡第四系覆蓋層主要為第四系上更新統殘坡積粉質粘土，含少量碎石，松散—稍密，干燥，碎石磨圓度差，呈棱角狀，厚度約1m～4.5m?？傮w上，滑坡區域的工程地質條件較簡單。滑坡區域地表未見巖漿巖，其大地構造位置處于中朝準地臺燕山臺褶帶承德拱斷束之灤平凹斷束北部，區域構造不發育，至今未發生3.0級～10.0級源發性地震，故該區域地殼穩定。

1.2水文地質條件

滑坡區域屬燕山山地水文地質區，位于燕山山脈中段，地貌單元屬低山侵蝕溝谷地貌，溝谷較發育，呈“V”字形，山坡坡度20°。區域內主要含水層有第四系松散巖類孔隙含水巖組和基巖風化裂隙含水巖組兩大類。

第四系松散巖類孔隙含水巖組為第四系松散巖類孔隙含水層：富水性因地而異，由于潛水位埋藏較淺，容易接受大氣降水的滲透補給，其動態隨季節而變化，據區域資料水位變幅為1.50m～2.00m。區內第四系松散巖類孔隙含水層具有一定的分布范圍，主要補給來源為大氣降水直接滲入補給、區內河流側向補給，排泄方式主要以潛水徑流形式向下游排泄，其次為人工開采。

基巖風化裂隙含水巖組：可分為沉積巖類基巖風化裂隙含水層和變質巖類基巖風化裂隙含水層兩大類。基巖風化裂隙水的補給主要接受大氣降水的補給，排泄主要以地下徑流的方式向下游排泄。

總體上，治理區附近未發現泉水出露，水文地質條件良好。

2.地質災害分布特征

滑坡位于灤平縣第一中學新校區建設工程南側，整個坡面長度約700m，最大坡面長度約96m，整體坡面形態為扇形?；禄w主要為基巖上覆碎石土以及表層強風化粉砂質頁巖，通過現場實地測量巖層傾向為324°，∠22°，現狀開挖山體形成的邊坡坡度為20°，雖然巖層傾角略大于坡腳，但是由于頁巖層理狀結構面之間粘結力較弱，從表面向下每隔一定深度多韻律薄層或中厚層狀，結構面層間結構呈泥化、鑲嵌破碎結構。從受力機制屬于人為開挖導致山體失穩而形成的牽引式滑坡。目前存在淺層滑動威脅，局部坡面出現張拉裂縫，裂縫寬度約70cm，長度約8m，滑坡體前緣高程515m，后緣高程539m，最大高差24m，滑動面積約1000m2，滑體厚度約3.0m，滑動方量3000m3，為小型滑坡。

3.滑坡體特征

3.1滑坡體發育特征

滑坡坡角20°，坡長約700m，高差約46.0m，面積約30000m2?；卤韺訛閺婏L化頁巖，強風化層厚度1.0m～3.0m，下伏地層為中風化基巖，產狀324°∠22°。巖層順坡向產出，受強降水或震動極易形成滑塌。由于坡面開挖未采取坡面防護措施，局部開挖坡面巖體在風化作用和雨水浸泡下出現表層溜滑，學校建設開挖坡腳造成局部出現順層巖面滑動。

3.2災害體物質組成與結構

3.2.1滑體物質組成及結構特征：滑坡前部崩滑區松散堆積體均為強風化頁巖、粉質粘土，后部變形區變形體滑體為表層的殘坡積層，其物質組成自上到下分別為：粉質粘土，厚1m～1.5m，黃褐色，干燥、松散、植物根系發達，含少量碎石，碎石巖性為砂巖，磨圓度差，呈棱角狀；強風化頁，巖層狀結構，表層風化強烈，手可掰開，厚度約1.0m～3.0m。

3.2.2滑面（帶）結構特征：滑坡區無明顯滑帶，可能存在的潛在滑動面為頁巖層狀結構面層；因此，其潛在滑動面為折線，滑動面滑坡物質組成及結構特征與滑體土基本相同。

3.2.3滑床物質組成及結構特征：滑床為小于坡腳角度的中風化完整巖層，裂隙較發育，巖塊較破碎。

3.3基本運動特征

根據勘察成果顯示，該滑坡屬于人為開挖導致山體失穩而形成的牽引式巖質滑坡。由于滑坡前緣被人工開挖，破壞巖土體的穩定性，對坡體前緣卸荷減小了滑體阻滑力，同時使得巖層局部呈凌空，開挖坡面坡度大于巖層傾角從而引發坡面沿著頁巖層理面順層滑動，進而牽引整個滑坡逐步發生下滑。通過勘查發現滑坡變形特征較為明顯，變形主要表現為前部滑坡區的崩滑、張拉裂縫發育，后部變形區的張拉裂縫發育，處于基本穩定狀態。

3.4影響地質災害體穩定性的因素

影響滑坡穩定性的因素主要包括地層巖性、水的作用及人類工程活動等。

3.4.1地層巖性?；聟^域地層巖性為砂質頁巖，巖層產狀為324°∠22°，巖層呈層狀韻律沉積，層狀結構面層巖體破碎、風化嚴重。層理狀結構面之間粘結力較弱，從表面向下每隔一定深度多韻律薄層或中厚層狀，結構面層間結構呈泥化、鑲嵌破碎結構，為滑坡有利滑動面層。

3.4.2水的作用。水是產生滑坡的重要因素，暴雨或持續降水將造成滑體巖土體飽水，增大巖土體重度，降低巖土體的抗剪強度，導致坡體穩定性降低；同時靜、動水壓力對坡體的穩定性影響很大，可能導致坡體的失穩破壞。

3.4.3人類工程活動。由于滑坡前緣被人工開挖形成了高46.0m的邊坡，改變了坡體的原始地形，對坡體前緣卸荷，減小了滑體阻滑力，從而降低滑坡的穩定性，且開挖坡面坡角大于巖層傾角為順層滑坡創造條件。

3.5崩滑松散堆積體穩定性分析

滑坡區目前尚未發生大規模崩滑，坡面局部一直有溜滑現象發生，處于不穩定狀態。降水作用導致進一步崩滑，滑坡區的進一步崩滑將可能削弱已崩滑后緣邊界上部表層土體的阻力區，使上部表層土體喪失部分阻力，從而發生表層溜滑。此外，由于滑坡滑動面為折線，本次計算采用傳遞系數法，結算結果見表1。由表1可知：兩個斷面計算中穩定系數均< 1，所以該滑坡處于不穩定狀態。

4.治理工程方案

根據滑坡的危害對象，對滑坡的治理采用預應力錨索抗滑樁+格構梁坡腳支擋、錨桿加固巖層坡面、微型注漿鋼管樁阻滑坡面、高次團粒噴播綠化坡面、修建截水溝綜合工程治理措施。

4.1錨索抗滑樁+格構梁

在消防通道靠近山體坡腳一側打設錨索抗滑樁，抗滑樁截面尺寸為1.0m×1.2m，抗滑樁頂部打設截面尺寸為0.8m×1.4m冠梁，在冠梁上打設6φ21.26的預應力錨索，錨索間距與抗滑樁間距相同均為4.0m；在抗滑樁頂部與坡面處打設鋼筋混凝土格構梁，梁截面尺寸為300mm×400mm，格構梁節點處打設預應力錨索。

4.2錨桿加固坡面

在巖質坡面上每隔5.0m打設一根孔徑為130mm的錨桿，錨桿深度為8.0m對順層巖質坡面進行加固，錨桿采用3根直徑為32m的螺紋鋼，采用全長粘結，錨桿外露部分進行C30混凝土封錨。通過計算巖層內錨固深度8.0m滿足加固要求，同時滿足錨桿受剪承載力要求。

4.3微型注漿鋼管樁

在坡面頂部向下每隔20m打設注漿鋼管樁2排，采用潛孔鉆開150mm孔徑，孔內下直徑100mm，壁厚5mm鋼管，鋼管內放3根直徑為25mm的螺紋鋼筋，采用M30水泥砂漿在孔內和鋼管內進行注漿，注漿壓力暫定為0.5MPa，根據現場實地試驗進行調整注漿壓力。鋼管樁樁間距為1.0m，兩排交替布置[4]。結合地勘資料計算達到安全穩定系數下需要提供抗滑力1380kN/m。每孔微型樁采用176.625cm2，鉆孔直徑150mm，單根鋼筋設計抗拉力強度，抗屈服強度取0.45，彈性模量2×105MPa，計算分析，根據單坡所需微型樁n=2?；鶐r內部錨固深度，取8.0m。

4.4高次團粒噴播綠化坡面

在坡面掛設鋼絲網，采用泥漿泵對坡面進行客土噴播，客土中摻雜草籽對坡面進行綠化，同時根據實地情況采用植被花卉設置藝術字體和圖案對坡面進行美觀綠化。為保證噴坡植被的成活率在坡頂部設置蓄水池和噴淋系統對客土噴播花卉進行養護，養護周期為2年。

4.5截排水溝

在坡頂部設置截排水溝，對坡頂部匯水進行攔截防止雨水入滲巖質邊坡軟化頁巖結構面層，造成邊坡滑動。通過調洪驗算排水溝截面尺寸為600mm×500mm，采用C30混凝土現澆。

5.結語

綜上所述，滑坡對坡腳下的教學園區建筑物、師生生命財產安全構成直接威脅，治理工程采用預應力錨索抗滑樁+格構梁坡腳支擋、錨桿加固巖層坡面、微型注漿鋼管樁阻滑坡面、高次團粒噴播綠化坡面、修建截水溝綜合工程治理措施，將有效改善滑坡區域的自然生態，減緩滑坡地質災害的活動，有利于自然植被的恢復和重現。

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