某冶煉廠山體滑坡穩定性分析及工程治理

向校華

（中國有色金屬長沙勘察設計研究院有限公司，湖南 長沙 410000）

1 工程概況

本工程山體滑坡場地位于湖南省株洲市石峰區某冶煉廠西側山坡，山坡下為冶煉廠6層廠房，磚混結構，條形基礎。邊坡坡腳原采用重力式擋土墻支護，擋土墻高6.0～8.0m，1992年修建。2016年6月，因連續暴雨，山體的土層因在飽和狀態下，抗剪強度降低，山體在重力作用下發生滑動破壞，現場采取緊急應急搶險方案，用砂袋反壓坡腳和坡頂裂縫修補治理后，阻止了滑坡的進一步發展，使滑坡暫時處于臨界穩定狀態。

坡腳地面標高約74.00m，滑坡后緣標高約98.00m，滑坡高度約24.00m,滑坡底邊寬約32.00m，坡腳2.0～7.0m處有6層廠房。

2 工程地質分析

2.1 場地巖土工程條件

擬建場地原始地貌單元屬低山丘陵，地勢西高東低，地形起伏較大，坡面植被茂盛。根據地勘報告，場地內地層及參數表如表1：

表1 滑坡體主要巖土層物理力學參數表

2.2 滑坡特征

根據現場工程地質測繪、地質勘查成果綜合分析，滑坡邊界的判定以地表出現的裂縫和微地貌特征為依據確定滑坡范圍?，F狀滑坡整體特征明顯，滑坡左、右側以變形滑動處為界，后緣以裂縫變形消失處及陡坎微地貌為界，前緣剪出口以前緣裂縫為界，根據地質鉆孔信息和原始地形圖坡面信息綜合確定滑動面。滑坡地表形態特征如下：

滑坡周界和滑坡后緣：滑坡發生位移后，滑坡體兩側及后緣豎向和水平變形明顯，變形主要以裂縫和地面沉降為主，滑坡周界張拉裂縫寬10～20cm，落距1.0～1.5m。

滑坡壁：滑坡壁出露地層為黏土②，近似垂直張拉開，傾角75～85度。

滑坡臺：滑坡頂部有一個滑坡臺，長度約6.6m，滑坡臺落距1.0～1.5m。

滑動面：根據鉆探結果，滑動面基本沿強風化基巖面分布，為粉質黏土②和強風化基巖面交界面，滑動面的推測厚度小于0.1m。

滑坡體和滑床：滑坡體主要由黏土②組成，滑坡體厚度一般為5～7m，局部達8.7m。沿主滑動方向長約28m，寬約30m?；矠閺婏L化板巖和黏土②。

滑坡軸：根據現場調查結果，滑坡軸為近似直線，方位角為44度。

滑坡前緣：坡腳挖方形成的直立邊坡，采用塊石擋土墻支護形式，現擋墻離地面約1.0m處局部出現水平裂縫，裂縫寬度約1.0～2.0cm，上部墻體局部有鼓起現象。

3 穩定性分析與評價

3.1 滑坡原因分析

氣候以及徑流條件：滑坡時間為6月，正處當地豐水季節，多次大暴雨；根據山坡地形全貌，山頂標高約260m，坡面匯水面積較大；山坡為自然坡面，植被茂盛，無排水系統，雨水多以下滲為主。

地質條件：第四系破殘積堆積層與強風化巖層接觸面的水平夾角為20°～25°，強風化基巖面整體傾向坡腳；大量地表水下滲到基巖面，基巖面的隔水作用，為粉質黏土和強風化層接觸面創造了飽和土層的條件，軟化了滑動面，降低了土體的抗剪強度，增加了靜水壓力，是引起滑坡的重要因素。

人為因素：在廠區建設時，對該邊坡坡腳進行了挖方，形成6.0～8.0m高的接近直立的邊坡，后采用塊石擋土墻進行支護，隨著時間的推移，擋墻結構老化，墻體強度降低；墻體排水孔堵塞，地下水位上升，造成水、土壓力增加。以上也是引起滑坡的重要因素之一。

3.2 滑坡穩定性分析與評價

（1）穩定性的定性分析。本滑坡為新滑坡，滑坡形成時間短，且及時采取了搶險處理措施（如臨時修建坡頂截水溝、坡體局部卸載、坡腳反壓砂袋堆等措施），現滑坡處于相對穩定狀態。根據滑坡的發育特征和地表特征，本滑坡尚處于蠕滑階段，滑動面為第四系破殘積粉質黏土②和強風化基巖面的界面。

（2） 滑動面參數的確定。滑動面的強度參數主要有重度、粘聚力和內摩擦角，一般根據現場勘察的原位測試結果、室內土工試驗結果獲得。由于滑動面形式、傾角、深度等跟滑坡模擬計算的結果有直接關系，所以滑動面參數的取值，因在勘察成果的基礎上，該結合勘察結果確定滑坡的可能破壞模式，坡體的變形破壞形態，來進行反演計算驗證。

（3） 計算工況?；虏捎没峦屏τ嬎悖ㄟ^考慮滑體自重、暴雨、地下水等因素計算荷載，滑坡在不同工況條件下的穩定性計算取值如下：

天然工況下：地下水位以上采用天然重度，地下水位以下采用飽和重度；水位按勘察報告中上層滯水水位。

暴雨工況下：暴雨時應考慮降雨入滲對滑坡體自重的影響，降雨入滲范圍內按飽和重度計算，降雨入滲范圍以下及地下水位以上仍采用天然重度，降雨入滲深度視當地暴雨強度、巖土體入滲系數和滲透系數確定。

（4）反演計算。為確定滑動面參數，根據不同的工況，利用理正軟件建立模型，對主滑動剖面進行反演計算。根據現場邊坡條件，因坡腳已有塊石擋土墻，先計算擋土墻的抗滑力，穩定性反演計算時抗滑力考慮擋土墻的作用。反演計算前，根據現場滑坡情況，假定天然自重狀態下穩定安全系數Fs=1.00；暴雨工況下穩定安全系數Fs=0.90，通過多次反復試算，確定滑動面參數結果如表2。

表2 滑動面強度指標反演計算結果

4 治理方案

圖1 滑坡治理方案剖面圖

通過滑坡防治工程，提高滑坡穩定性的安全儲備，達到設防標準要求，防止滑坡體在降雨等因素的誘發下發生更大規?；挛＜捌履_廠區建筑、工人的生命財產安全?；轮卫碓O計時，根據滑坡區域工程地質以及滑坡體的基本特征，結合反演計算結果及地勘報告參數進行滑坡穩定性計算，對滑坡進行治理設計。經多項方案對比與論證，最終采用：削坡+預應力錨索+格構梁+排水系統等措施，治理方案見圖1。

5 監測

本滑坡工程自2016年6月出現險情后，廠區主管部門采取搶險措施同時對該邊坡進行了全方位的動態監測。治理工程于2017年3月竣工，根據后續監測結果，至2019年2月，累計沉降最大值為13.25mm，累計水平位移最大值10.86mm，從變形數據分析，邊坡處于穩定狀態。

6 結論

通過對本滑坡工程地質條件、滑坡特征進行分析，對滑坡穩定性進行評價，確定其處于極限穩定狀態。根據地勘結果建立合理的模擬計算模型，利用滑坡的極限穩定狀態，假設當前穩定安全系數，反演計算滑動面參數，與地勘所得參數進行比對，為滑坡治理設計提供更為合理的滑動面參數，使滑坡治理方案在達到安全穩定的情況下做到經濟合理。