重慶市某滑坡地質(zhì)特征及防治工程設(shè)計(jì)

趙修軍

（河南省航空物探遙感中心，河南 鄭州 450053）

1 前言

研究區(qū)位于重慶市涪陵區(qū)長江南岸某滑坡，為古滑坡堆積體，三峽水庫蓄水后，部分滑體被淹沒，地表產(chǎn)生一定的變形。滑坡體海拔高程110－205m，隨著庫水位的不斷抬升變化，邊坡可能失穩(wěn)導(dǎo)致滑坡危害程度不斷加劇，該滑坡在人類工程活動(dòng)和強(qiáng)暴雨等條件下影響下可能會(huì)造成滑坡變形加劇整體失穩(wěn)下滑，將直接威脅到滑坡體上居民的生命財(cái)產(chǎn)安全，破壞滑坡區(qū)內(nèi)各種地下管線設(shè)施和道路安全。該滑坡穩(wěn)定與否，影響意義重大。

2 滑坡體地質(zhì)特征

2.1 研究區(qū)地質(zhì)條件

研究區(qū)位于長江南岸，地貌屬河谷侵蝕剝蝕低山丘陵區(qū)，為亞熱帶季風(fēng)氣候，雨量充沛，年均降水量1072mm，降雨主要集中在4～10月，此間的降雨量占全年總降水量的85%左右。本區(qū)地層為侏羅系中統(tǒng)上沙溪廟組第二段和第三段，巖性為泥巖和粉砂巖互層，地層產(chǎn)狀穩(wěn)定；覆蓋層為新生界第四系，為沖洪積、殘坡積和人工填土堆積構(gòu)成的松散堆積物。

研究區(qū)位于區(qū)域某向斜東南翼單斜構(gòu)造，未見斷層。地形為砂巖泥巖互層疊瓦式單面山順向坡，地勢(shì)東南高，西北低，高差約65m。高程162—175m為Ⅰ級(jí)階地，寬約100m。坡體上發(fā)育一些順坡沖溝，地形切割較深。

研究區(qū)水文地質(zhì)條件簡單，地表水受大氣降水補(bǔ)給，匯同生活污水沿地表沖溝排泄于長江。區(qū)內(nèi)地下水埋藏較淺，主要是基巖裂隙水與松散堆積層孔隙水，賦存于基巖裂隙帶和第四系松散堆積物中，從坡頂向坡底徑流，受泥巖隔水作用，地下水一般在淺部運(yùn)移，水位動(dòng)態(tài)變化受季節(jié)控制明顯。

2.2 滑坡空間特征

滑坡在平面上為典型的圈椅狀，在其東西側(cè)各有一條沖溝，雨季溝水順坡匯入長江。分布高程110～205m，順江滑體寬510m，軸線長310m，面積約9.3×104m2,體積約225×106m3。滑體軸線一帶高出兩側(cè)溝底8～10m，地形坡度10～25°，由于人為改造，坡面呈階梯狀，中前部厚20～40m，后緣厚5～8m。該滑體為碎石土塊，為砂泥巖滑移后的擠壓破碎巖體，厚5～40m，具有泥巖和砂巖類塊石土互層特征，層理變化明顯，結(jié)構(gòu)比較松散。砂巖塊石土中塊石以上沙溪廟組中粗粒長石砂巖塊石為主，充填黏土和粉砂土，泥巖塊石土以泥巖碎塊為主?；w中前部地表覆蓋河流沖積粉細(xì)砂和粉土，厚3～5m。

據(jù)勘探工程證實(shí)在滑體底部滑動(dòng)面完整連續(xù)，其平面形狀近似扇形，空間形態(tài)近似凹面，傾向坡外，傾角大約為15°，前緣8—10°，為順層坡?；嬖谥星熬壜裆?0—40m，后緣及邊緣地帶埋深5—8m，滑帶物質(zhì)為強(qiáng)風(fēng)化砂泥巖經(jīng)擠壓破碎后形成的碎石土及礫質(zhì)土，結(jié)構(gòu)密實(shí)，厚度不一，碎石粒徑5—20mm，滑動(dòng)面有明顯的磨光面及擦痕。

滑床地層巖性為中侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組，巖性以泥巖、泥質(zhì)粉砂巖及中細(xì)粒砂巖為主，地質(zhì)構(gòu)造簡單（圖1）?；w內(nèi)含孔隙潛水，地下水位埋深前緣較淺，約2～3m，中后部較深，大于5m，滑體內(nèi)地下水位埋深變化受地形控制向前緣運(yùn)移。

圖1 1-1′工程地質(zhì)剖面圖

3 滑坡影響因素分析

該滑坡為單斜順向坡滑坡，地層巖性為軟硬相間的砂巖、泥巖互層，使得相對(duì)較軟的泥巖層成為潛在的滑動(dòng)面，這為滑坡的產(chǎn)生提供了物質(zhì)基礎(chǔ)；另外，巖層傾向順坡向外，滑坡前緣又被長江掏蝕形成臨空面，為滑坡的產(chǎn)生提供了外部條件，三峽庫水位的季節(jié)變化及強(qiáng)降雨條件是可能造成滑坡的主要誘發(fā)因素[1]。三峽庫水位的季節(jié)變化所產(chǎn)生的動(dòng)靜水壓力對(duì)滑坡體的穩(wěn)定有極大影響，遇到強(qiáng)降雨的情況下坡體飽水，泥巖層遇水可能泥化，使巖石力學(xué)參數(shù)大大降低，滑體下滑力急劇增大，在順向坡條件和河流侵蝕形成臨空面等綜合因素作用下可能造成滑坡失穩(wěn)下滑。

4 滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)現(xiàn)狀同時(shí)參考《三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察技術(shù)要求》，穩(wěn)定性分析時(shí)考慮外部荷載、降水和庫水位變化情況。選擇了滑坡主滑方向主剖面1－1剖面和輔助2－2剖面做為計(jì)算剖面，根據(jù)傳遞系數(shù)法測(cè)算了四種工況下的滑坡穩(wěn)定性。結(jié)果分析表明：在考慮滑坡體自重和地表荷載條件下，三峽庫水位175m、162m的靜止水位狀態(tài)下1－1剖面和2－2剖面處于穩(wěn)定狀態(tài)；在壩前水位175m降至145m+20年一遇暴雨（q枯）情況下，滑坡處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；在壩前水位175m降至145m+50年一遇暴雨（q全）處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，因此需要進(jìn)行治理。

5 防治工程設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡體空間特征、主要影響因素和滑坡穩(wěn)定性分析，依據(jù)滑坡體實(shí)際地質(zhì)情況和危害對(duì)象，最終設(shè)計(jì)采用抗滑樁工程對(duì)滑坡進(jìn)行支檔，布置于175m庫水位以上滑坡體178－179m緩坡平臺(tái)上，從ZK11到ZK6東側(cè)布置抗滑樁支擋工程，總共長度約為163m，設(shè)計(jì)抗滑樁28根。

為了有效的排出滑坡體上地表水，一定程度地降低地下水位，在滑坡后緣設(shè)置一條截水溝，再利用場(chǎng)區(qū)兩側(cè)沖溝將山體匯水排入長江。截水溝截面形式采用梯形斷面型式，斜邊面坡率為1：0.50，截水溝總長171.0m。

5.1 抗滑樁工程設(shè)計(jì)

抗滑樁設(shè)計(jì)時(shí)依據(jù)滑坡體實(shí)際地質(zhì)條件和地表荷載分布情況，計(jì)算時(shí)選擇了179m緩坡平臺(tái)作為滑體的剩余下滑推力，計(jì)算采用的是規(guī)范規(guī)定的剩余下滑力傳遞法[2]。以設(shè)計(jì)工況和校核工況的推力計(jì)算結(jié)果為依據(jù)，經(jīng)過分析最終選取2114.9KN/m作為設(shè)計(jì)推力，并進(jìn)行抗滑樁結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)。

設(shè)計(jì)抗滑樁截面尺寸為3×4m，受荷段20-22m，錨固段11m，樁總長31-33m，樁間距均為6m，樁總共28根。推力及抗力均呈矩形分布作用在受荷段樁身，抗滑樁計(jì)算采用“K”法計(jì)算，錨固段水平地基系數(shù)K值取1.2×105KN/m3，樁底支承條件為鉸支端，樁身最大彎矩48341.63KN·m，最大剪力5897.60KN。樁的進(jìn)入完整基巖的錨固深度不小于總樁長的1/3。

5.2 地表排水工程設(shè)計(jì)

地表排水工程設(shè)計(jì)最首要的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)是降雨標(biāo)準(zhǔn)（包括暴雨重現(xiàn)期和降雨歷時(shí)標(biāo)準(zhǔn)）、截水溝的超高標(biāo)準(zhǔn)。該滑坡位于長江南岸，滑坡體上的地表水來源主要為大氣降水，滑坡體主要由碎塊石土組成，地表多覆蓋粉質(zhì)粘土，經(jīng)人工改造后，多為梯田，排水不暢，入滲系數(shù)較大，因此在滑坡外圍合理設(shè)置截水溝，將來至南側(cè)山體的匯水排出滑坡區(qū)，從而降低地表水的入滲量和地下水位。由于滑坡體兩側(cè)已經(jīng)有兩條天然沖溝，因此在充分利用現(xiàn)有天然沖溝的基礎(chǔ)上，在滑坡后緣設(shè)置一條截水溝，再利用場(chǎng)區(qū)兩側(cè)沖溝將山體匯水排入長江。截水溝截面形式采用直角梯形，斜邊面坡率為1：0.50，截水溝總長171.0m。

5.3 工程監(jiān)測(cè)設(shè)計(jì)

為保證施工安全及監(jiān)控滑坡治理效果，結(jié)合該滑坡的實(shí)際特點(diǎn)，需要建立健全滑坡監(jiān)測(cè)網(wǎng)絡(luò)，有效控制施工期間和施工完成后以及正常運(yùn)營期間的滑坡穩(wěn)定性。

5.3.1 施工期監(jiān)測(cè)

監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)是要保證施工安全，預(yù)測(cè)和評(píng)估施工期間滑坡的穩(wěn)定性狀態(tài)，監(jiān)測(cè)區(qū)域?yàn)榛氯坑绊憛^(qū)域，重點(diǎn)為工程布置線以上區(qū)域，重點(diǎn)觀察施工開挖點(diǎn)附近巖土體有無明顯變形，在滑坡沒有明顯變形跡象時(shí)，主要采用巡視為主，若滑坡有變形跡象，應(yīng)在滑坡變形和主要建筑處設(shè)置監(jiān)測(cè)點(diǎn)，了解滑坡的變形動(dòng)向和速度。

5.3.2 工程運(yùn)行監(jiān)測(cè)

1、深部位移監(jiān)測(cè)：該滑坡的滑面較深，其變形情況對(duì)滑坡的整體穩(wěn)定性影響較大，根據(jù)滑坡勘察和庫水位的上升時(shí)間表，在滑坡1-1、2-2工程地質(zhì)剖面的175-180高程處布置兩個(gè)深部位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)。

2、地表位移監(jiān)測(cè)：為了監(jiān)控滑坡體的地表位移，根據(jù)滑坡體的變形情況，在滑坡體上設(shè)置地表位移監(jiān)測(cè)點(diǎn)3個(gè)，其中2個(gè)與深部變形監(jiān)測(cè)點(diǎn)合用，另一個(gè)設(shè)于涪豐公路上側(cè)。

3、地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)：為了檢驗(yàn)治理工程的實(shí)際排水效果，布置了3個(gè)地下水位監(jiān)測(cè)孔。地下水動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)孔主要沿三角形布置，均布置于抗滑樁治理斷面以南，一個(gè)布置于滑坡主滑方向上，另兩個(gè)沿主滑方向東西兩側(cè)布置。

結(jié)語：在研究了該滑坡的地質(zhì)條件和滑坡體特征基礎(chǔ)上，分析了該滑坡的影響因素，結(jié)合不同工況對(duì)滑坡進(jìn)行了穩(wěn)定性分析，提出并設(shè)計(jì)了采用抗滑樁支檔和地表排水的工程設(shè)計(jì)，為同類滑坡體的研究和勘查治理提供一定的借鑒經(jīng)驗(yàn)。

[1]吳亞子.庫區(qū)奉節(jié)縣某滑坡特征和穩(wěn)定性分析[J].水土保持研究,2005, 12(1), 125-128.

[2]三峽庫區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工作指揮部.三峽庫區(qū)三期地質(zhì)災(zāi)害防治工程地質(zhì)勘察技術(shù)要求[Z].2004.