湖南省臨武縣天河村1、7 組滑坡勘查及治理設(shè)計(jì)要點(diǎn)分析

郭建榮

（湖南省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局四0 二隊(duì)，湖南 長沙410000）

該滑坡威脅下游居民區(qū)居民20 戶80 人，威脅財(cái)產(chǎn)400 萬元，一旦產(chǎn)生滑動(dòng)，將造成無法預(yù)計(jì)和挽回的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。因此，必須認(rèn)真做好滑坡勘查，并通過計(jì)算、評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)，采取有效工程措施加以治理，避免滑坡災(zāi)害的發(fā)生。

1 滑坡概況

該滑坡位于臨武縣香花鎮(zhèn)天河村1、7 組南側(cè)山坡、甘溪河西側(cè)。山坡于20 世紀(jì)80 年代進(jìn)行過露天采礦，露采破壞地表坡殘積土層（相對(duì)隔水層）和植被，導(dǎo)致強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖出露地表，且在露采區(qū)上部山坡修建了一條采礦引水水渠，水渠滲漏嚴(yán)重。由于水渠滲漏和大氣降水長期從強(qiáng)風(fēng)化石英砂巖風(fēng)化、節(jié)理裂隙下滲，使得山坡巖土體強(qiáng)度降低，嚴(yán)重影響山坡的穩(wěn)定性。受1998 年5～6 月持續(xù)大暴雨影響，于1998 年6 月1 日誘發(fā)了滑坡，滑坡推毀2 戶8 間民房，并多間民房地板發(fā)生隆起變形，造成直接經(jīng)濟(jì)損失約26.7 萬元，滑坡全貌及礦業(yè)活動(dòng)分布見圖1。

圖1 香花鎮(zhèn)天河村1、7 組滑坡全貌及礦業(yè)活動(dòng)分布

2 滑坡勘查方法

2.1 資料收集

收集勘查區(qū)現(xiàn)有工作資料和研究成果，資料內(nèi)容主要包括：勘查區(qū)地質(zhì)資料、氣象水文資料與地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查成果等。

2.2 無人機(jī)低空數(shù)字航空攝影測(cè)量

采用大疆無人機(jī)搭載高分辨率數(shù)碼相機(jī)對(duì)滑坡體及周邊環(huán)境進(jìn)行拍攝。以1：1000 的比例尺和無人機(jī)飛行要求進(jìn)行飛行，對(duì)整個(gè)勘查區(qū)實(shí)施全面測(cè)量，獲得真彩數(shù)碼航片，并據(jù)此生成DOM、DEM，并確定DLG。

2.3 地形測(cè)量

利用RTK 技術(shù)對(duì)野外數(shù)據(jù)進(jìn)行采集，以2000 國家大地坐標(biāo)系施測(cè)，并采用計(jì)算機(jī)軟件實(shí)現(xiàn)數(shù)字成圖。控制點(diǎn)布置于變形影響區(qū)外能長期保存的位置，高程系統(tǒng)為1985 國家高程系統(tǒng)，對(duì)鉆孔、探井與斷面利用中海達(dá)V8 型RTK 測(cè)量?jī)x器測(cè)量。

2.4 工程地質(zhì)綜合測(cè)繪與調(diào)查

以大比例尺地質(zhì)圖作為基礎(chǔ)，對(duì)地物點(diǎn)等實(shí)施測(cè)繪上圖，對(duì)整個(gè)滑坡體與影響范圍進(jìn)行工程地質(zhì)測(cè)繪，并進(jìn)行專門的水文地質(zhì)測(cè)量與地質(zhì)災(zāi)害測(cè)量，此外還輔以走訪調(diào)查，調(diào)查內(nèi)容包括自然地理、地質(zhì)、人為活動(dòng)、滑坡活動(dòng)性、災(zāi)情和險(xiǎn)情等。

2.5 工程地質(zhì)勘探

滑坡鉆探采用沖擊與回轉(zhuǎn)鉆進(jìn)，采用泥漿或套管進(jìn)行護(hù)壁，雙管鉆進(jìn)。對(duì)于巖芯采取率，滑體土達(dá)到90%以上，滑帶土達(dá)到95%以上，滑床達(dá)到85%以上，鉆進(jìn)過程中由技術(shù)人員及時(shí)編錄。在滑體地下水位以上干法鉆進(jìn)，在地下水位以下和滑帶及其上下5m 的范圍內(nèi)采用單動(dòng)雙管鉆進(jìn)，當(dāng)發(fā)生縮孔或塌陷現(xiàn)象時(shí)，進(jìn)行跟管或采用泥漿進(jìn)行護(hù)壁。待鉆進(jìn)與預(yù)計(jì)的滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶接近，或已經(jīng)能發(fā)現(xiàn)滑動(dòng)面或滑動(dòng)帶的跡象后，進(jìn)行干鉆，每回次的進(jìn)尺不超過1m，與滑帶相接近時(shí)每回次的進(jìn)尺不超過0.5m，在強(qiáng)風(fēng)化基巖層中，每回次的進(jìn)尺不超過1m。對(duì)于鉆進(jìn)的深度、滑體厚度、滑動(dòng)帶范圍與基巖面的量測(cè)誤差都未超過±5cm。將巖芯取出之后，按照正確的順序?qū)⑵鋽[放在巖芯箱當(dāng)中，同時(shí)逐層進(jìn)行編錄，特別注意對(duì)滑動(dòng)帶土物質(zhì)特征進(jìn)行描述。在鉆孔完成后，對(duì)孔口進(jìn)行了及時(shí)封閉，以免水通過鉆孔進(jìn)入滑面，對(duì)滑坡的穩(wěn)定性造成影響，在完成驗(yàn)收程序后采用水泥進(jìn)行封孔。探井與探槽采用人工進(jìn)行開挖，由技術(shù)人員及時(shí)編錄，同時(shí)利用原土實(shí)施回填與分層碾壓。

2.6 原位測(cè)試

為查明場(chǎng)地中粉質(zhì)黏土物理力學(xué)性質(zhì)，勘查中采用標(biāo)貫試驗(yàn)。標(biāo)貫試驗(yàn)采用自由落錘法，錘重為63.5kg，落距為76cm。貫入器到達(dá)指定深度后，先預(yù)打15cm，然后對(duì)每打10cm 所需錘擊數(shù)進(jìn)行記錄，累計(jì)打30cm 所需錘擊數(shù)作為標(biāo)貫錘擊數(shù)N，根據(jù)N 的值對(duì)土層物理狀態(tài)、強(qiáng)度、變形參數(shù)及地基承載力進(jìn)行評(píng)價(jià)。

2.7 室內(nèi)試驗(yàn)

為取得滑坡穩(wěn)定性計(jì)算和工程設(shè)計(jì)的相關(guān)參數(shù)，除在勘查過程中進(jìn)行原位測(cè)試外，對(duì)滑體、滑帶巖土體取樣進(jìn)行物理力學(xué)性質(zhì)分析，分析結(jié)果見表1。

表1 滑坡區(qū)巖土體物理力學(xué)參數(shù)值表

3 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算與評(píng)價(jià)

3.1 計(jì)算剖面

在滑坡區(qū)選擇3 條縱剖面進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算，其中2-2'剖面為主剖面，如表2。

表2 穩(wěn)定性計(jì)算剖面

表3 計(jì)算工況、荷載組合及安全系數(shù)

表4 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果

表5 滑坡穩(wěn)定狀態(tài)判別標(biāo)準(zhǔn)

3.2 計(jì)算工況

通過對(duì)滑體自重、暴雨和地下水等考慮為計(jì)算荷載，對(duì)滑坡在不同工況中的穩(wěn)定性進(jìn)行評(píng)價(jià)，為滑坡的治理提供參考依據(jù)。

3.2.1 荷載組合

（1）自重：即滑體的自重；

（2）水壓力：主要包括靜、動(dòng)水壓力與浮托力；

（3）地震荷載：不考慮地震荷載。

3.2.2 工況選擇

穩(wěn)定性計(jì)算工況、荷載組合與抗滑穩(wěn)定安全系數(shù)如表3 所示。

3.3 計(jì)算公式

滑坡計(jì)算公式為：

3.4 計(jì)算結(jié)果

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算結(jié)果如表4 所示。

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）的規(guī)定，其判別標(biāo)準(zhǔn)如表5 所示。

3.5 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

通過計(jì)算可知，滑坡體在天然狀態(tài)下的穩(wěn)定系數(shù)保持在1.084～1.143 范圍內(nèi)，處在基本穩(wěn)定的狀態(tài)，但在暴雨?duì)顟B(tài)下，穩(wěn)定系數(shù)保持在0.942～1.014 范圍內(nèi)，處在整體不穩(wěn)定到欠穩(wěn)定的狀態(tài)，可能沿剪出口處產(chǎn)生整體滑動(dòng)或局部崩滑。因此，需要對(duì)滑坡采取工程措施進(jìn)行治理。

滑坡是礦業(yè)活動(dòng)、地形地貌、地層巖性、暴雨和地下水活動(dòng)等多種因素共同作用下形成的，其中，暴雨與地下水活動(dòng)為滑坡主要誘發(fā)因素，而斜坡地形則為滑坡提供了勢(shì)能，礦業(yè)活動(dòng)及人類其它工程活動(dòng)則直接影響滑坡發(fā)展，如果礦業(yè)開采未加控制或工程建設(shè)使巖土體整體結(jié)構(gòu)發(fā)生變化，都會(huì)對(duì)滑坡穩(wěn)定性造成影響，加劇滑坡的滑動(dòng)。

坡面在不同時(shí)期曾出現(xiàn)過張拉裂縫和剪切裂縫，雨水會(huì)沿著裂縫或松散的堆積體中下滲，這樣不僅會(huì)增大巖土體自重，還會(huì)降低巖土體自身抗剪強(qiáng)度，勘查區(qū)雨季雨量充沛，短時(shí)暴雨條件下，由于勘查區(qū)中沒有完善的排水措施，雨水排泄不及時(shí)入滲到巖土體當(dāng)中使滑坡產(chǎn)生變形，導(dǎo)致滑坡發(fā)生整體下滑。滑坡的下方是香花鎮(zhèn)天河村1、7 組80 人居住區(qū)，如果發(fā)生下滑將直接危及人員生命財(cái)產(chǎn)安全道路設(shè)施安全。因此，對(duì)該滑坡進(jìn)行治理已經(jīng)是刻不容緩。

4 滑坡治理設(shè)計(jì)

4.1 截排水溝工程布置

截排水溝工程布置需要遵循以下各項(xiàng)基本原則：

（1）為有效攔截滑坡區(qū)域外的降雨產(chǎn)生地表水進(jìn)入到滑體當(dāng)中，需在滑坡區(qū)的后緣和中部進(jìn)行截水溝的布置，以此攔截并疏導(dǎo)上游坡面存在的地表水。

（2）截水溝應(yīng)大致沿地形上的等高線進(jìn)行布置，排水溝應(yīng)盡量沿垂直等高線最大坡度方向的天然沖溝或低凹部位進(jìn)行布置，以此有效截水和排水。

（3）無論是截水溝還是排水溝，其溝底都應(yīng)做到不沖不淤，水流保持一定，既不會(huì)對(duì)溝渠結(jié)構(gòu)造成沖刷，又不會(huì)產(chǎn)生泥沙淤積。

（4）盡量防止和其它建筑物相交叉，并減少彎道，盡可能少占或不占耕地。

為減少或徹底避免地表水進(jìn)入到滑體當(dāng)中，需沿滑坡體的后緣和中部進(jìn)行截水溝修筑，其中，后緣處的截水溝長度為212m，中部截水溝長度為140m。

4.2 抗滑樁

4.2.1 工程布置

抗滑樁工程布置需要遵循以下各項(xiàng)基本原則：

（1）抗滑樁的布置應(yīng)能使滑坡體保持穩(wěn)定性，使安全系數(shù)達(dá)到設(shè)計(jì)要求，并防止滑體從樁頂越過和從樁間擠出。

（2）樁周地基抗力與滑坡變形都處在容許范圍之內(nèi)。

（3）樁身必須有良好穩(wěn)定性與強(qiáng)度，且配筋要合理，達(dá)到內(nèi)應(yīng)力及變形等方面的要求。

（4）樁間距、尺寸與埋深都要適當(dāng)，以保證安全并便于施工，減少成本。

抗滑樁布置在滑坡前緣或中部抗滑段。以滑坡穩(wěn)定性、滑坡推力、滑面特征、土層的厚度、場(chǎng)地的地形條件等為依據(jù)，針對(duì)滑坡為防止滑坡從底部剪出設(shè)計(jì)一排抗滑樁，共設(shè)樁18 根，樁心間距為5.0m，Z5-Z12 為A 型抗滑樁，樁長為13m，Z1-Z4 與Z13-Z18 為B 型抗滑樁，樁長為10m，樁端嵌入中風(fēng)化炭質(zhì)灰?guī)r深度為3.4～5.0m。

4.2.2 冠梁設(shè)計(jì)

抗滑樁的樁頂都設(shè)置冠梁，冠梁的寬度和高度為2.0m、0.8m，全長86.5m，采用強(qiáng)度等級(jí)為C30 的混凝土進(jìn)行澆筑，和抗滑樁的鋼筋一同進(jìn)行綁扎。另外，在冠梁的下方還需種植爬山虎，按照8 株/m 的密度種植。

5 結(jié)論

5.1 滑坡勘查采用資料收集、無人機(jī)低空數(shù)字航空攝影測(cè)量、地形測(cè)量、工程地質(zhì)綜合測(cè)繪與調(diào)查、工程地質(zhì)勘探、原位測(cè)試、室內(nèi)試驗(yàn)等方法進(jìn)行。

5.2 經(jīng)穩(wěn)定性計(jì)算，暴雨條件下，滑坡可能產(chǎn)生滑動(dòng)，需采取工程措施進(jìn)行治理，而且滑坡發(fā)展不容樂觀，工程治理已經(jīng)是刻不容緩。

5.3 工程采用截排水溝和抗滑樁進(jìn)行治理，在治理設(shè)計(jì)中需重視遵循工程布置原則和結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)，為后續(xù)施工提供可靠參考借鑒，保證工程質(zhì)量。