廣西龍勝滑石礦區(qū)滑坡穩(wěn)定性評價及防治對策

張紫峰 張紫宇 謝廷勇

龍勝滑石礦區(qū)3號滑坡位于桂林某公司龍勝滑石礦區(qū)新選廠后山,呈近似長條形產(chǎn)出,直接威脅著新選廠及公路的安全。本文通過勘察分析,運(yùn)用傳遞系數(shù)法,對滑坡穩(wěn)定性作出評價,并提出滑坡治理的措施及建議。

1 滑坡工程地質(zhì)條件

1.1 地形地貌

3號滑坡位于雞爪河?xùn)|北側(cè)山坡上,為構(gòu)造侵蝕剝蝕地貌。地形總體為東高、西低;區(qū)內(nèi)最高處標(biāo)高685 m,最低處標(biāo)高458 m,地形切割強(qiáng)烈,山體坡度一般為 25°～45°,局部達(dá)60°。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造與地震

滑坡區(qū)位于南嶺系與廣西“山”字形脊柱的復(fù)合部位,林家灣背斜的西翼?；聟^(qū)地震動峰值加速度等于0.05g,反應(yīng)譜特征周期為0.35 s,抗震設(shè)防不小于6度。

1.3 地層巖性

地層主要有：第四系和元古界上板溪群合桐組四段。

1)含黏土角礫：分布于山體表面,黏土含量20%～49%,角礫、碎石以細(xì)碧巖為主,厚度0.3 m～12.9 m。2)強(qiáng)～微風(fēng)化細(xì)碧巖：強(qiáng)風(fēng)化細(xì)碧巖,風(fēng)化強(qiáng)烈,屬次軟巖,局部已全風(fēng)化成碎石土狀,厚度0.7 m～14.1 m。

1.4 水文地質(zhì)條件

地下水的活動：其中基巖裂隙潛水賦存于元古界上板溪群合桐組四段細(xì)碧巖裂隙中,富水性中等,在場地西部沖溝中可見長流泉水,泉流量小于0.5 L/s。松散層孔隙水賦于第四系土層的孔隙中。

2 滑坡特征

1)滑坡規(guī)模與平面形態(tài)特征：3號滑坡位于新選廠后山,平面近似長條形,長180 m,寬64 m,面積11 520m2,滑體平均厚6.2 m,滑坡方量71 424 m3。主滑方向212°,與坡向相同。剪出口為坡殘積層與強(qiáng)風(fēng)化巖接觸帶(見圖1)。2)滑坡剖面結(jié)構(gòu)特征及其物理力學(xué)參數(shù)：滑坡體為坡殘積含黏土角礫。該層厚1.8 m～12.1 m,黏土含量約20%～49%,角礫以細(xì)碧巖為主,粒徑一般為1 cm～4 cm。滑移帶為殘積含黏土角礫與強(qiáng)風(fēng)化細(xì)碧巖接觸帶,其后緣滑面已經(jīng)出露,滑帶土厚度0.1 m～0.4 m,滑動跡象明顯?；矠閺?qiáng)風(fēng)化細(xì)碧巖,埋深1.8 m～12.1 m,中部埋深大,前緣、后緣埋深小。滑體后緣呈圓弧形,滑面傾角大于35°;中部滑面稍有起伏,滑面傾角25°～35°;前緣滑面為剪出口地段,滑面傾角較平緩,滑面傾角約9°～15°。3)滑坡變形特征：滑坡發(fā)生于 2009年 7月,滑坡沖下雞爪河并沖上對岸,且堵塞了雞爪河,目前滑坡處于暫時穩(wěn)定。

3 滑坡成因分析[2,3]

1)地質(zhì)條件：由于山坡巖體表層多為坡殘積層覆蓋,其透水性相對較好,下部強(qiáng)風(fēng)化層為相對隔水層,致使雨季時坡殘積土體與強(qiáng)風(fēng)化細(xì)碧巖接觸面局部飽水,土體受水浸泡后重量增加,抗剪強(qiáng)度降低,易在該接觸面形成滑動面。2)地形條件：滑坡區(qū)地形總體上陡下緩,坡度 25°～ 45°,局部達(dá) 60°,由于開挖坡腳,致使巖土體長期暴露受風(fēng)化影響而強(qiáng)度迅速降低,在暴雨或其他突變因素誘發(fā)下,易產(chǎn)生滑坡。3)降雨條件：滑坡區(qū)屬亞熱帶氣候,雨量充沛。多年平均降雨量1 546.2 mm,日最大降雨量317 mm,雨季集中在4月～8月,且多以暴雨或強(qiáng)降雨形式出現(xiàn),大量雨水滲入山坡,造成地表土體重量增大和下伏含水層地下水位升高,降低軟弱結(jié)構(gòu)面力學(xué)強(qiáng)度,致使山體易于沿軟弱結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生滑坡。4)人類工程活動對坡體的改造結(jié)果使得局部坡度變大、斜坡底部臨空、坡體結(jié)構(gòu)松動,進(jìn)一步惡化坡體的穩(wěn)定性。

4 滑坡穩(wěn)定性分析[1,5]

1)滑坡穩(wěn)定性計算公式：采用傳遞系數(shù)法計算滑體穩(wěn)定系數(shù),滑坡按清除滑坡體前緣堆積物恢復(fù)原建筑場地(邊坡削坡坡度按 45°考慮)計算,根據(jù)滑坡受降雨影響明顯的特點(diǎn),分別計算滑坡旱季、雨季時穩(wěn)定系數(shù)。計算公式為：

2)滑坡體土重度的確定：根據(jù)滑坡體室內(nèi)土樣試驗結(jié)果和周邊同類邊坡現(xiàn)場大容重試驗資料,綜合確定滑坡體土天然重度取20.5 kN/m3,飽和重度取21.0 kN/m3。

3)計算參數(shù)反演分析：根據(jù)滑坡變形狀況選用13—13′,14—14′剖面作為反演分析的計算剖面,根據(jù)3號滑坡地表變形跡象,3號滑坡取雨季穩(wěn)定系數(shù)為0.95(斷面恢復(fù)到滑動前狀態(tài)),旱季穩(wěn)定系數(shù)在1.00～1.05之間,綜合考慮,反演分析時取穩(wěn)定系數(shù)為0.95,由此得到滑坡滑動帶土抗剪強(qiáng)度和滑體容重參數(shù)取值：天然狀態(tài) γ=20.5 kN,C=18 kPa,φ=21.4°;飽和狀態(tài) γ=21 kN,C=15 kPa,φ=22.058°。

4)計算物理模型：滑坡的穩(wěn)定性計算分別選取13—13′,14—14′共2條縱剖面,分別對滑坡體的滑動情況進(jìn)行計算。

5)計算結(jié)果與分析：經(jīng)計算(計算結(jié)果見表1),在清除滑坡體前緣堆積物恢復(fù)原建筑場地后,在旱季可保持基本穩(wěn)定,在暴雨狀態(tài)時3號滑坡主斷面的安全系數(shù)均小于1.05,處于不穩(wěn)定狀態(tài),還會產(chǎn)生新的滑移。

5 滑坡治理措施[3,5]

1)清除滑坡體：旱季時,清除滑坡前緣因受擠壓開裂的部分滑坡體,并將滑坡前緣按45°左右放坡,以保證邊坡的暫時穩(wěn)定,起到卸荷和減少抗滑樁受荷段長度的作用。

2)設(shè)置排水工程：地表排水在距滑坡后緣5 m～10 m地段布設(shè)截水溝一條,滑坡體中布設(shè)樹枝狀排水溝數(shù)道,樁后放坡段用卵礫石回填作為反濾層,以排泄樁后地下水。

3)錨索和抗滑樁工程：在滑坡的中、前部布置1排抗滑樁,同時在樁頂上布置1排預(yù)應(yīng)力錨索,抗滑樁間設(shè)鋼筋混凝土擋土板(與樁頂齊平)。通過對錨索施加預(yù)應(yīng)力,利用錨索和抗滑樁的水平抗滑作用,阻擋滑坡向下蠕動滑移,變被動防護(hù)為主動防護(hù)。同時樁頂設(shè)計時高出地面4.0 m,起到阻擋新的土體滑塌越樁頂而出,在滑坡兩側(cè)滑坡推力較小地段設(shè)置擋土墻。

表1 3號滑坡穩(wěn)定系數(shù)和剩余下滑力計算成果表

6 結(jié)語

1)采用傳遞系數(shù)法計算滑體穩(wěn)定系數(shù),結(jié)果表明,在清除滑坡體前緣堆積物恢復(fù)原建筑場地后,在旱季滑坡可保持基本穩(wěn)定,但在暴雨時滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài),如果不對3號滑坡進(jìn)行治理,滑坡規(guī)模將進(jìn)一步擴(kuò)大,其后果不堪設(shè)想。2)該滑坡正下方為鄉(xiāng)鎮(zhèn)公路、新選廠廠房,為確保公路、選廠廠房及附近居民的生命、財產(chǎn)安全,防止滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生和災(zāi)害加劇,建議應(yīng)及時對3號滑坡進(jìn)行加固治理。

[1]《巖土工程手冊》編寫組.巖土工程手冊[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1994.

[2]段永侯.中國地質(zhì)災(zāi)害[M].北京：中國建筑工業(yè)出版社,1994.

[3]廖興發(fā).地質(zhì)勘察與地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測評估防治技術(shù)實(shí)用手冊[M].北京：世圖音像電子出版社,2002.

[4]胡小林,張可能,陳 強(qiáng).辛家臺滑坡勘察與穩(wěn)定性分析[J].山西建筑,2009,35(28)：109-110.

[5]李 毅.廣西防城港那勤滑坡穩(wěn)定性評價及防治對策[J].中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報,2005(3)：31-36.