武都區某滑坡災害治理技術淺析

雷榮軍

(甘肅省隴南公路管理局,甘肅隴南 746000)

武都區某滑坡災害治理技術淺析

雷榮軍

(甘肅省隴南公路管理局,甘肅隴南 746000)

5.12汶川地震對隴南市境內的山體地質環境造成極大了的破壞,加之境內雨量充沛,以多雨、久雨為誘因,該地區的滑坡、泥石流等地質災害進入了高發期。在分析武都區自然地理、地質環境的基礎上,本文對位于該區的某滑坡提出了的處治原則與工程措施。

滑坡 處治 錨桿 框架 武都

我國幅員遼闊,山地面積占國土總面積的比例高達69%,廣為分布的中、高山和丘陵地區為山體滑坡的發生提供了地形地貌條件;地震、暴雨或久雨、不當的人為因素,成為符合某種地層巖性和地質構造的山體發生滑動的誘因。多發的滑坡災害造成了巨大的經濟損失和人員傷亡,而其治理工作又是一項技術復雜、影響范圍廣、投資高昂的系統工程。川藏公路二郎山隧道東西引線的滑坡多達10余處,災害治理投資高達2億元。同是川藏公路的102滑坡,10年內發生17次車輛側翻事故。

1 武都區自然地理概況

1.1 地形、地貌與氣候

武都區位于甘肅省東南部,介于青藏高原、黃土高原和四川盆地三大地貌單元之間,地質構造復雜,地表起伏大,山坡陡峻,平均海拔在600m～3600m之間,溝谷與山頂相對高差1000m以上,谷底為由白水江沖積而成的帶狀平原,屬典型的高山深谷地貌。白龍江兩岸山坡陡峻,坡度多在50°～70°之間,局部達80°以上。武都區屬北亞熱帶半濕潤氣候區,雨量充沛,年降雨量400mm左右,無霜期210～240天。年平均相對濕度61%。

1.2 地質、地震與水系

武都區位于西秦嶺緯向構造帶與武都“山”字型構造體系交匯處,為侵蝕--剝蝕構造山地,地層破碎,地質構造活動強烈,地質災害頻繁。區內出露的地層主要有志留系、泥盆系、二迭系、三迭系、侏羅系、第三系等前第四系和第四系,巖漿巖為印支期花崗閃長巖。武都區位于我國南北地震帶武都--馬邊地震帶北端,據5．12地震后修改的《中國地震動參數區劃圖》(GB18306－2001)地震動峰值加速度0．20～0．30g,動反應譜特征周期0．4s,基本設防烈度Ⅷ度。此滑坡為5．12汶川地震的次生災害,水平地震力是治理時須考慮的主要荷載之一。嘉陵江一級支流白龍江是貫穿隴南境內的主要河流,甘肅境內長度381．5km,年總徑流量85．5億m3,年平均流量272．1m3/s,年均輸砂率759kg/s,輸砂量2390萬噸。

2 滑坡主要特征

該滑坡為久雨誘發的淺層滑坡,不穩定坡面斜長95m,平均高80m,滑體厚3～6m,體積約3．4×104m3,屬小型牽引式單一直線滑坡。滑坡體地面起伏不大,坡角約50°;土體大部為坡積碎石土,局部為板巖。滑坡體周圍巖石裸露,巖體完整度差,植被稀少,水土流失嚴重。一通村四級公路于滑坡后壁上側通過,坡面無恒荷載,治理設計荷載組合定為車輛可變荷載+自重+暴雨時裂隙水壓力+水平地震力。經現場調查和理論分析,滑坡板巖質量等級Ⅳ級;結合面張開度大于3mm,結合程度差;結構面類型為軟弱結構面;巖體裂隙發育,內摩擦角的折減系數0．8。據《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330－2002)巖體內摩擦角10．2°,粘聚力0．01MPa。

3 滑坡治理

3.1 治理原則

(1)切合實際,突出重點,保障安全;(2)環保、經濟、因地制宜;（3）注重新技術、新工藝,科學施工;(4)采取工程措施、植被固化邊坡等綜合治理的原則。

3.2 治理工程措施

(1)削坡減載工程。通過削刷欠穩定坡體上部的土方,減輕土體自重,減小滑動力距,提高邊坡穩定性。采用依坡就勢刷方,刷成坡面應平整、順適,且夯實;出現的小面積凹腔采用M7．5漿砌石片石填平,嚴禁形成大面積凹腔。

(2)錨固工程。錨固工程用全長粘結水泥砂漿錨桿,錨固端置于志留系板巖中。錨桿共設26排32列,水平、垂直間距均為3m,孔徑130mm,水平傾角(向下)15°,單孔錨桿水平拉力標準值100kN。

據《建筑邊坡工程技術規范》(GB 50330－2002),由式(7．2．1-1)、(7．2．1-2)和(7．2．2)確定錨桿截面積;由式(7．2．3)確定錨固段長度。

式中：As--錨桿鋼筋截面積m2;2ξ--錨桿抗拉工作條件系數,永久性錨桿0．69;γ0--邊坡工程重要性系數取1．1;fy--錨桿鋼筋抗拉強度設計值KPa,用Ⅱ級鋼筋fy=310Mpa;Na--錨桿軸向拉力設計值kN;γQ--荷載分項系數1．30;Nak--錨桿軸向拉力標準值kN;Htk--錨桿水平拉力標準值kN;--錨桿傾角度

經計算,用Ⅱ級(20MnSi)Φ30變形鋼筋制作錨桿。

式中：La--錨固段長度m;D--錨固體直徑m;frb--地層與錨固體粘結強度特征值Kpa,巖體定為軟巖frb=200Kpa;1ξ--錨固體與地層粘結工作條件,永久性錨桿1．00。

經計算并結合構造要求,錨固段長度定為4．0m。

綜合錨固段長度、滑坡土體厚度和巖土結構特性,錨桿定為11．6m和8．6m兩種長度。布置方式由下至上,第一排為11．6m錨桿,然后按排交錯布設不同長度的錨桿。錨固框架用C30混凝土澆筑,截面尺寸0．3m×0．3m,嵌入坡體0．2m。

(3)坡面防護工程。在采取削坡和錨固措施后,滑坡已整體處于穩定狀態,為防止斜坡表面局部松散巖土溜坍,需增加六棱磚和生物防護措施。六棱磚用C20素混凝土預制,邊長20cm,高20cm,外側對角線長40cm,對邊距離34．6cm,邊厚5cm。框架內碼砌六棱磚后的剩余空隙,用M10漿砌片石填塞密實。以富含有機質的腐蝕土填充六棱磚孔洞,輕度夯實,以利植被生長。植被采用耐旱性強、生長迅速的草木犀,密播。

(4)支擋工程。于滑坡坡腳處設漿砌片石擋墻,以進一步支擋不穩定坡面土體。擋墻長95m,高3m(含基礎),頂寬1．0m,背坡1：0．2,前坡1：0．4。擋墻砌體及墻背回填,要嚴格按有關規范施工。

(5)截、排水工程。在滑坡區后緣、側緣設置截、排水溝,防止坡外匯水滲入滑動土體,使其迅速排出影響范圍。截、排水溝均采用梯形斷面,過水頂面寬0．3m,底寬0．2m,深0．2m,側坡1：0．25,壁厚0．2m,采用M10漿砌片石砌筑。

4 結語

武都區是我國四大滑坡、泥石流密集區之一滑坡災害的主要區域：分布廣,密度大,破壞性強。其治理工作又是一項投資高、難度大的系統工程。筆者結合工程實例,分析了該滑坡處治的具體原則和措施,望與相關工程技術從業者交流、探討。

[1]王恭先.滑坡防治中的關鍵技術及其處理方法[J].巖石力學與工程學報,2005,24(21):3818-3827．

[2]詹連琦.小議滑坡防治原則和措施[J].福建建材,2010,(6):8,27．