滑坡治理方案设计应注意的技术要点分析

2015-02-23丁代坡戴志强聂道忠

西部探矿工程 2015年1期

关键词：滑坡体方案设计滑坡

丁代坡，戴志强，聂道忠

（1.湖北省第一探矿工程大队，四川成都610041；2.湖北鄂西地质基础工程有限公司，湖北宜昌443000）

滑坡治理方案设计应注意的技术要点分析

丁代坡*1，戴志强1，聂道忠2

（1.湖北省第一探矿工程大队，四川成都610041；2.湖北鄂西地质基础工程有限公司，湖北宜昌443000）

通过对历年负责过的滑坡治理方案设计项目进行总结，分析了滑坡治理工程勘查成果中存在的主要常见问题，指出滑坡治理方案设计前期应复核滑坡勘查资料的相关内容，提出了滑坡治理工程安全系数的确定依据，以及如何对滑坡治理方案进行选择与比较，系统阐述了滑坡治理方案设计应注意的技术要点。

滑坡；治理方案设计；技术要点

滑坡是山区、丘陵地区常见的地质病害，它与崩塌、泥石流一样，是一种危害很大的不良自然地质现象。我国幅员辽阔，滑坡分布尤为广泛，西南、西北、华东、中南和华北的山区、丘陵以及黄土高原地区都有滑坡分布，是世界上受滑坡危害比较严重的国家之一。滑坡具有很大的破坏力，大规模的滑坡会掩埋村镇、摧毁工矿、中断交通、堵塞江河、破坏农田和森林，给国家建设和人民的生命财产造成严重的损失。因此，滑坡的防治越来越引起重视，是关乎民生的重大地质工作。

本文根据作者2008年至今所负责过的滑坡治理工程勘查及方案设计项目，归纳总结滑坡治理方案设计中存在的问题，对应注意的技术要点进行了分析。

1 勘查成果存在的主要常见问题

1.1 勘查资料不够详实

滑坡地质勘查不清楚是导致滑坡治理方案不成立或疑问多的主要原因。主要表现为滑坡区地表变形迹象调查不清楚，对滑坡范围划分依据不充分，有的甚至简单以地形来圈定滑坡各边界，而没具体考虑坡体变形范围，从而将滑坡范围增大或变小。具体到变形迹象调查时调查的滑坡区裂缝形成原因、时间及走向不符合滑坡滑动的宏观特征，如有些裂缝是地震裂缝，根据整个场地的地形地质条件分析发生滑坡的可行性很小，若调查不清楚将地震裂缝误认为是变形裂缝，在滑坡的成因机制及稳定性分析过程中将会出现严重错误；再则，有些山区建筑地基多采用半挖半填的处理方式，随着自然情况的变化，不同的地基出现不同的沉降，导致建筑出现不同的拉裂甚至倾斜，如果将上述变形错误判断或归类为滑坡引起的，将严重影响对滑坡的定性和分析；此外，有些汇水地带及河谷岸边的坡体出现多处严重的变形，但其本身的地形坡度很小，按照实验及经验的滑带参数值进行稳定性计算，坡体不会滑动，宏观判断和计算验证出现重大偏差，如果强行对参数值进行调整而不调查地下水情况以及地下水的扬压力对坡体稳定的影响，差距太大会导致对参数值的不信任，而稳定性计算结果及推力值与事实严重不符；最后，对滑坡的成因变形机制调查分析不充分，滑坡最常见的类型为牵引式和推移式，通常都是照本宣科地确定为推移式，而没有按滑坡的滑动特征、前后缘的变形迹象来确定，从而造成治理工程设计类型及位置出现较大偏差。在此，还要提一下对滑带的判断，实际勘查中滑带很难判断，特别是滑坡处于蠕滑阶段，一般情况下会将滑带定在基覆界面，但是有些高阶地滑坡覆盖层很厚，甚至达到上百米，这就要求勘查过程中充分收集当地地质资料，对各阶段形成的地层及阶地做详细的了解。综上所述，现场勘查工作不到位就会引起对是否存在滑坡以及是否需要治理的疑问。

除上述几点外，稳定性计算分析结果与滑坡区的宏观变形迹象及变形发展历史不吻合也是需要注意的问题，主要表现在确定滑坡计算参数失误，如滑带土为粘土时，C值偏小φ值偏大；滑带土含碎石较多时C值偏大φ值偏小；再有过于依赖室内实验致使综合取值与实际土体情况相差甚远，这些情况都会导致稳定性分析中弱变形区滑坡推力大而强变形区推力小甚至滑坡推力远小于或大于实际情况。概括起来就是滑坡力学参数确定依据不充分，推力计算值可信度差。

1.2 工程治理方案缺乏针对性

拟定的工程治理方案未充分认识灾害体的成灾机理和保护对象的关系，治理思路和保护目标不明确，采取的工程构筑物针对性或适宜性不强，对一些大型滑坡的治理方案仅做简单化处置，存在预期治理效果不佳或安全隐患；对拟定的可研方案无对比方案或各方案间无可比性。有的治理方案虽勉强通过可研、初设审查，但到施工图设计阶段方案又需要做较大调整。

1.3 图纸设计深度不够

工程治理方案图纸设计深度不够或对比方案设计深度不够，对于设计深度不够的方案难以判断其技术可行性、工程量和投资的合理性。

一位家长开法拉利跑车接送孩子上学，老师在家长群中提出不要再开跑车接送孩子，以免引发攀比，不利于教育。这位家长辩驳了几句，结果很快被踢出群去。

1.4 设计计算书内容不全

未提供各方案完整的设计计算书，包括滑坡体稳定性计算、治理工程主要构筑物结构计算等。

2 治理方案设计对滑坡勘查成果资料的复核

治理方案设计应建立在对滑坡体地质结构、变形原因分析和稳定性评价的准确把握上，因此必须对勘查资料进一步复核，特别是针对勘查资料存在疑问的复核。

2.1 复核滑坡空间和结构特征

滑坡边界范围、滑坡体积规模等；重点复核各滑带和可能演化成滑带的潜在软弱地质结构面、与各滑带配套的剪出口或潜在剪出口位置；结合危险区范围内的保护对象，明确工程治理范围和部位。

2.2 复核滑坡变形迹象及影响因素

理清滑坡区整体和局部变形的关系、主要滑面和次级滑面的关系，多级剪出口之间的关系；注重滑坡前缘、后缘、两侧、中部变形迹象的配套分析，合理划分滑坡不同变形发展区和变形发展阶段；分析降雨、河流水流冲刷、地震等与滑坡变形的关联性，特别是水对滑坡稳定性的影响，为治理工程针对性布局和工程措施选用提供依据。

根据滑坡变形迹象及发展阶段的对滑坡稳定性做出宏观地质判断，特别是地震诱发的新滑坡或老滑坡复活，在设计基准期内变形发展趋势；分析可能出现的荷载，合理确定设计工况组合；采用反演分析确定滑坡力学参数应注意适用条件，对已滑动位移的滑坡应恢复滑前地形进行反演分析，对勘查报告中反演条件设置不合理的计算结果及参数推荐值应重新计算与校核。对地勘提供的主辅剖面的稳定性和推力均应进行复核，据此分段设置抗滑支挡工程结构。

3 方案设计中治理工程安全系数的确定

（1）安全系数取值应根据保护对象的重要性和滑坡体的复杂性确定。

（2）对于一个治理项目包括多个滑坡体，而各滑坡体危险区内保护对象的重要性不同时，可分别确定设防安全系数。

（3）对于地质结构复杂、变形明显、且保护对象多的滑坡体，鉴于勘查手段本身的局限性，设防安全系数可在同档区间值中取上限值。

（4）根据以人为本的原则，按威胁人数划分防治工程等级者，安全系数可按规范规定的上限取值。

4 治理方案设计选择与比较

4.1 抗滑支挡+排水方案

该方案是滑坡治理的常用方案，治理思路是：通过抗滑支挡工程平衡滑坡设计推力、提高滑坡整体稳定性使其达到安全设防标准，通过排水工程拦截、引排滑坡区地表、地下水，降低水对滑坡稳定性的不利影响。拟定的排水工程设计系统且完善，可以评价预期排水效果良好的，抗滑支挡工程应按有效排水后的推力值进行设计。

抗滑支挡工程应注意支挡部位的比选，包括支挡部位的推力、滑体厚度、嵌固段岩土强度、与保护对象的位置关系等；支挡工程结构形式可比较悬臂式抗滑桩、全埋式抗滑桩、锚拉抗滑桩、框架锚索、抗滑挡墙等，根据治理效果、施工条件、工程量及造价择优选取。相关结构检算包括对全埋式抗滑桩应考虑桩前土抗力及被动土压力，按桩顶位移量、嵌固段岩土水平承载力等约束条件检算桩截面、嵌入长度及配筋。锚拉抗滑桩检算应考虑桩锚变形协调；岩质滑坡抗滑桩可考虑设下沉桩（抗滑键）按抗剪构件检算。陡坡地段的支挡工程要注意越顶剪出；护壁工程是抗滑桩的必要辅助工程，护壁结构要确保开挖桩孔、安扎钢筋笼至浇注砼全过程中孔壁的稳定和净空尺寸符合设计要求，保证施工人员的安全，护壁设计应明确全孔护壁部位，在遇松散、渗水、破碎岩层时加强护壁要求和细化设计。

排水工程包括地表排水工程（截水沟、排水沟）和地下排水工程（排水隧洞、排水钻孔等）。常采用的是地表排水工程，主要用于截排降雨形成的地表径流，减少入渗对滑坡稳定性的影响。截水沟布置于滑坡区外用于拦截可能汇入滑坡区的地表径流，排水沟布置于滑坡区内将降雨形成的地表径流引排出滑坡区。截（排）水沟布置重点是考虑其有效性，应充分利用滑坡区已有排水沟渠、自然沟道加以完善，充分考虑新建截（排）水沟条数、沟的线路、排水方向、汇入口位置，形成有效合理的排水系统；原则上不能将滑坡区外的水引入滑坡区内借用滑坡区内排水沟排放，滑坡区内强烈变形区慎布排水沟。较长的截（排）水沟应充分考虑不同沟段可以拦截的斜坡汇流面积、灌溉或生活污水汇入、排水沟纵向坡度的影响，分段设计并做好分段间的衔接。滑坡区内有明确的地下水富集部位或溢出部位时可采用地下排水工程降低地下水水位（或水压），增加滑坡体的稳定性。地下排水工程设计需要较详的滑坡区水文地质勘查资料，评价地下水对滑坡稳定性的影响，为地下排水工程结构型式的选择、确定排水线路位置、长度及方向、出口等提供设计依据。

4.2 削方减载+填方反压方案

对于有明显下滑段和抗滑段的滑坡可采用“削头压脚”方案，其治理思路是：“削头”减小下滑力、“压脚”增强抗滑力，以此提高滑坡的整体稳定性使其到达安全设防标准。

削方减载区应布置于主要下滑段，填方反压区应布置于主要抗滑段。填方反压区位于河道部位时应考虑行洪要求，狭窄沟道的可论证采用箱涵过流，涵顶覆土反压。要充分考虑削方反压对植被、土地等环境的不利影响。应针对削坡压脚后坡体的整体稳定性及新形成边坡的稳定性检算，据此对坡形、坡比、坡高、马道、坡面排水、坡面防护等进行设计。原则上削坡土石方量与压脚土石方量应基本平衡，减少余土外运或借土回填量。削坡、压脚形成的边坡根据需要可设置坡面防护（植草、格构护坡等），削坡区、压脚区应按照地形、土石条件绘制足够的剖面图，能够满足削填工程量计算的需要。对大量挖填工程，建议采用网格法计算土石方挖填量。压脚区应细化填方分区设计，说明各区的回填土石料粒度、块石比例、压实度等的要求，必要时可设脚墙。考虑削方、填方施工机械对道路场地的要求。