福州市永泰旗山滑坡特征及治理工程设计

黄国平, 黄瑛瑛, 柳侃，叶龙珍

(1.福建省地质灾害重点实验室，福州 350002；2.江西省赣南地质调查大队，赣州 341000)

福州市永泰旗山滑坡特征及治理工程设计

黄国平1,2, 黄瑛瑛1, 柳侃1，叶龙珍1

(1.福建省地质灾害重点实验室，福州 350002；2.江西省赣南地质调查大队，赣州 341000)

永泰旗山滑坡是福建省少见的深层中型岩质滑坡之一，2010年“5.18”强降雨诱发，滑坡中后缘拉张裂缝发育，前缘出现剥落、掉块、鼓胀、小滑坡，出现较明显的滑动征兆，采取应急卸方减载11×104m3，对滑坡稳定性起了重要作用。为彻底消除滑坡隐患，对滑坡进行了详细勘察、监测以及施工图设计。文章基于旗山滑坡变形活动特征，采用抗滑桩联合预应力锚索支挡+削坡减载联合坡面防护+微型桩局部加固+截排水(地表及地下)综合治理方案，为福建省相关类型滑坡防治提供参考案例。

滑坡；特征；治理工程设计；永泰

1 概述

旗山滑坡位于永泰县城东部旗山安置小区后山，2010年5月18日开始，永泰县出现持续性降雨过程，21日巡查人员发现小区后山斜坡出现数条拉张裂缝，坡脚出现小崩塌和鼓胀现象，且有不断扩大趋势，出现较明显的滑坡前兆，滑体潜在方量达60×104m3。旗山安置小区为近年新建小区，共安置600余户3 000多人，小区后山开挖形成高陡边坡，拉张裂缝至坡脚变形区高差达60 m，高差大，一旦滑动，危及小区安全，后果不堪设想。滑坡重大险情引起了省、市领导乃至国务院相关领导的高度重视，启动了Ⅰ级应急响应，迅速转移了受威胁的群众，并及时对滑坡采取应急措施。23日，大型机械进场作业，开展削坡减载措施，同时，实行24 h加密巡查、监测，应急卸方11×104m3，大大缓解了滑坡隐患威胁。随后，对滑坡进行了勘察、设计及深部位移监测工作。

2010年11月滑坡勘察期间，受台风影响，滑坡出现复活迹象。2011年7月始开展治理方案设计，2012年6月开始对滑坡进行全面工程治理，2013年治理工程基本结束。

2 地质环境条件

滑坡区位于侵蚀剥蚀高丘陵位于河流阶地的结合部位，山脉主要呈北东-南西向，地势起伏较大，顶底高程27.5 m(大樟溪东风电站坝面)～438.2 m(旗山尾)，相对高差一般大于150 m，最大相对高差达400 m，自然坡度一般25°～35°，局部大于50°。

旗山滑坡位于北东-南西向山梁的山嘴，山梁顶底相对高差30～70 m，周边自然坡度20°～30°，局部大于40°。山前为河流阶地，坡度10°～15°。旗山小区建设时，对山嘴进行了开挖，形成高陡人工切坡，切坡宽约100 m，高50～60 m，坡度35°～60°，坡面呈不规则状，凹凸不平，局部开挖成台阶，台阶高6～10 m不等，台阶间平台宽3～4 m，未采取支护措施。

滑坡区地层简单，除大樟溪沿岸及其支流为第四系冲洪积外，大部分区域为白垩系下统黄坑组下段(K1h1)灰白色-紫灰色厚层状凝灰质砂砾岩、角砾岩夹晶屑凝灰岩，岩层产状：NE75°/SE∠30°～45°。

场地岩土体自上而下可分为9层[1]：素填土①、残坡积含碎石粘性土②、全风化凝灰岩③、散体状强风化凝灰岩④-1、散体状强风化花岗斑岩④-2、碎裂状强风化凝灰岩⑤-1、碎裂状强风化花岗斑岩⑤-2、中风化凝灰岩⑥-1、中风化花岗斑岩⑥-2。

地下水类型主要为基岩裂隙水，含水层上部含风化裂隙水，下部含网状或脉状裂隙水。滑坡区见有3处泉水出露，流量1.0～5.0 l/min(雨季)，流量明显受降雨控制，一般情况下水量较小。场地地下水主要接受大气降水及后侧山体的侧向补给，向南侧大樟溪排泄。

3 滑坡基本特征

滑坡经过2010年5月大暴雨与2011年8月底9月初台风暴雨作用，滑体前、后缘及左右翼出现较明显的变形迹象，其中后缘拉张裂缝与两翼出现的剪切裂缝组成滑坡周界轮廓。滑坡平面呈喇叭形，剖面上呈叠瓦状分布，主轴长约165 m，前缘宽约175 m，平均宽约145 m，滑坡面积约24 000 m2，滑体最大厚度约33 m，最小厚度15 m，平均厚度约25 m，体积约60×104m3，其中已经卸载约11×104m3，潜在方量49×104m3，主滑方向270°。滑体表层为残坡积含碎石粘性土，其下为碎块状-碎裂状强风化砾岩、砂砾岩和砂岩。滑坡后缘深切，后缘壁陡直，切穿锁固段[2]——巨厚层-厚层状砾岩、砂砾岩和砂岩层后，进入凝灰岩夹层，滑带(面)位于凝灰岩风化软弱夹层之中，倾角15°～20°。

后缘在标高165～171 m之间发育多条拉张裂缝，延伸长40～60 m，宽度一般20～30 cm，最大宽度达40 cm，可见深度1～3 m，前后下错明显，局部高差50 cm(图1)，2011年8月底 “南玛都” 台风中裂缝有加宽、延长趋势。中部标高148～156 m之间在“南玛都”台风中，密集分布细小横向拉张裂缝，断续延伸40～70 m，宽2～10 mm。滑坡左翼发育一条剪切裂缝，延伸长约60 m，裂缝宽3～5 cm，可视深度20～40 cm。

右翼前缘发育一处小滑坡，后缘下错20～30 cm，宽约30 m，前缘见鼓胀现象，体积约3 000 m3。另外，坡面出现多处岩石沿着节理裂隙面剥落、掉块现象。坡脚岩石出现鼓胀现象和鼓胀裂缝，房后水泥地面开裂、隆起。“南玛都”袭击后，变形加剧，混凝土挡墙出现明显拱出，水沟变窄，见片状泉水及多处泉眼出露。

上述特征表明，滑坡出现推移-牵引式复式特征[3]。降雨是滑坡的主要触发因素，深部位移监测滑坡处于基本稳定状态，仅在2010年5月及2011年8月的两次强降雨过程中有活动迹象，滑坡对强降雨非常敏感[4-5]。

4 治理工程设计

4.1 设计原则及参数取值

(1) 设计原则[6- 7]

按照“综合治理，一次根治，不留后患，安全可靠，经济合理”的原则，边坡安全等级为一级，使用年限为50 a，采用动态设计法，根据施工现场的实际地质状况、施工情况和变形、监测信息对原设计及时进行校核、修改和补充。场地的抗震设防烈度为7度，设计基本地震加速度值为0.10 g，所属设计地震分组为第一组，特征周期为0.35 s。

(2) 参数取值

①素填土：γ=18.8 kN/m3，C=8.0 kPa，φ=15.0°。

②残坡积含碎石粘性土：γ=19.3 kN/m3，C=15 kPa，φ=23°。

③全风化凝灰岩：γ=22 kN/m3，C=25 kPa，φ=25°。

④散体状强风化凝灰岩：γ=22.5 kN/m3，C=30 kPa，φ=30°。

⑤碎裂状强风化凝灰岩：γ=23.5 kN/m3，C=35 kPa，φ=35°。

⑥滑带土采用反算值及地区经验值，推荐滑动面计算参数：C=20 kPa，φ=25°。

(3) 推力计算

在边坡应急卸载的基础上，根据斜坡变形特征，布置三条主剖面(详见设计平面图)，采用新版理正岩土边坡计算软件及slope软件计算剩余下滑力。采用总应力法，不考虑地震，考虑渗透力作用，不考虑边坡外侧静水压力，计算结果：1-1′、3-3′剖面坡脚下滑推力为零；2-2′剖面剩余下滑力= 1 346.853 kN，下滑力角度= 11.659°。

该机组汽封2010年进行了1次改造，高中压缸叶顶汽封改造为可退让式汽封；高中压缸隔板汽封、前后轴封、高中压间(过桥)汽封改造为铁素体刀齿蜂窝汽封和铁素体接触式蜂窝汽封。2016年机组揭缸检查发现汽封已磨损严重，调节余量难以满足要求，为适应节能技术的进步、提升机组性能，本次A修决定将高中压缸隔板汽封、前后轴封、高中压间(过桥)汽封、高中压缸叶顶汽封全部进行了更换。经招标，选用汽封结构形式为铁素体汽封和铁素体接触式汽封。

4.2 方案设计

根据滑坡变形特征、形成机制、可能产生破坏的模式，结合滑坡应急卸载实际情况，对场地采取放坡+抗滑桩+框架锚杆(索)+微型桩固脚+坡面防护+排水治理方案[8-10](图2)。

放坡：按一定坡率对山坡进行削方减载，降低下滑力。

抗滑桩：在坡脚布设一排大口径抗滑桩作为主要支护措施。

框架锚杆(索)：边坡开挖形成后，在坡面上按一定间距布置锚杆(索)，作为该边坡支护的主体结构，采用框架梁进行连接，增加支护结构的整体性。

微型桩：在3-3′剖面标高96 m平台设置5排φ180微型桩，加固坡脚岩土。

坡面防护：框架间应采用六棱砼块进行防护，砼块内种植地被类植物，起到坡面防护的作用，同时使治理后的边坡更加美观。

排水：在坡后修建截排水沟，依山势设置导流槽、消能池，同时应在边坡面上布置一定数量的深层仰斜排水孔，及时排除坡体内的地下水。

根据滑坡不同位置变形特征和推力大小，不同的部位采取不同的设计，具体如下：

2-2′剖面：标高160 m以上预留15 m宽平台，按坡率1∶1放坡，设置预应力锚索框架，锚索单孔设计拉力600 kN；标高96～160 m以下分8级放坡，自上而下坡率分别为1∶1.5(6级)、1∶1.25(2级)，每级高8 m，标高128 m处设置6m宽平台，标高96 m处设置6 m宽平台，其余平台宽2 m；标高96 m平台外侧设置1.8 m×2.4 m抗滑桩，桩长约24 m，水平间距4 m，分别在冠梁和桩身设置预应力锚索，锚索单孔设计拉力800 kN；标高91.5 m处设置5 m宽平台，以下按坡率1∶1放坡；标高160 m以下第7、8级设置预应力锚索框架，锚索单孔设计拉力800 kN；其余台阶采用截水骨架护坡支护(图4)。

3-3′剖面：标高160 m以上预留15 m宽平台，按坡率1∶1放坡，设置预应力锚索框架，锚索单孔设计拉力600 kN；标高96～160 m以下分8级放坡，自上而下坡率分别为1∶1.5(6级)、1∶1.25(2级)，每级高8 m，标高128 m处设置6 m宽平台，标高96 m处设置11 m宽平台，其余平台宽2 m；标高96 m平台设置5排φ180微型桩，桩长18 m，间距1.5 m；标高96 m以下按坡率1∶1放坡。标高160 m以下第7、8、9级设置预应力锚索框架，锚索单孔设计拉力600 kN；其余台阶采用截水骨架护坡支护(图5)。

4.3 监测设计

施工过程及治理工程竣工后，在坡体上设置12个地表位移监测点、6个深部位移监测点及6点地下水监测，以观测滑坡变形趋势及检验治理施工效果。

5 结论

旗山滑坡是典型的由人类工程活动引起、强降雨诱发的工程滑坡。滑坡平面呈喇叭形，剖面成叠瓦状，潜在方量约60×104m3，危及旗山小区3 000多人生命财产安全。滑坡位于突出山嘴的前缘，旗山小区建设大规模开挖形成高陡人工边坡，在强降雨作用下诱发斜坡失稳变形现象。强降雨产生的地表水沿卸荷裂隙入渗，在边坡中上部产生多条拉张裂缝，裂缝切穿滑坡锁固段后，进入软弱夹层，形成潜在的滑动面；滑坡前缘出现剥落、鼓胀变形、小崩滑等现象。滑坡表现出推移-牵引复试特征。应急卸载11×104m3后，滑坡仍然对强降雨(台风暴雨)表现较敏感。

根据滑坡不同部位表现出的特征差异，在详细勘察的基础上，进行滑坡工程治理设计。采用抗滑桩联合预应力锚索支挡+削坡减载联合坡面防护+截排水(地表及地下)综合治理方案进行治理，同时加强地表位移、地下深部位移及地下水监测。滑坡治理工程结束一年来，反馈治理效果良好。

[1] 陈瑞明，等．永泰县城峰镇东门旗山小区地质灾害治理项目岩土工程勘察报告[R]．福建省地质工程研究院，2011．

[2] 黄润秋．20世纪以来中国的大型滑坡及其发生机制[J]．岩石力学与工程学报，2007，26(3)：433-454．

[3] 张倬元，王士天，王兰生，等．工程地质分析原理[M]．北京：地质出版社，2008．

[4] 叶龙珍，范良荣．永泰旗山滑坡深部位移监测应用分析[J] ．地质灾害与环境保护，2012，23(2)：91-94．

[5] 范良荣，等．永泰县东门旗山滑坡深部位移监测中间报告[R]．福建省地质工程研究院，2011．

[6] 中华人民共和国建设部．建筑边坡工程技术规范(GB 50330-2002)．2002.

[7] 中华人民共和国国土资源部．滑坡防治工程设计与施工技术规范(DZ/T 0219-2006)[S].

[8] 丁玉琴，覃仁辉．滑坡治理与抗滑桩设计[J] ．贵州工业大学学报(自然科学版)，2005，34(3)：134-137．

[9] 贺常伟、罗世毅．抗滑桩与预应力锚索在滑坡治理中的综合应用[J]．工程设计与建设，2005，37(1)：52-54．

[10]张祖榕，黄瑛瑛．永泰县城峰镇东门旗山小区地质灾害治理项目施工图设计[R]．福建省地质工程研究院，2011．

CHARACTERISTICS AND TREATMENT PROJECT DESIGN OF QISHAN LANDSLIDE IN YONGTAI COUNTY , FUZHOU CITY

HUANG Guo-ping1,2, HUANG Ying-ying1, LIU Kan1, YΕ Long-zhen1

(1.Fujian Key Laboratory of Geohazard Prevention, Fuzhou 350002, China；2.Jiangxi Gannan Geological Survey Team, Ganzhou 341000, China)

Qishan landslide in Yongtai County is one of deep medium-sized rock landslides rare in Fujian Province. May 18,2012 heavy rainfall induced landslide, tension fracture developed in the trailing edge of landslide, and the leading edge occurred spalling ,falling block, bulging, small landsliding, the landslide appeared obvious sliding signs. Taking emergency measures to unload 110,000 m3 , played an important role in the stability of the landslide. To completely eliminate landslide hazards, the landslide has been carried out a detailed survey, monitoring and construction design. Based on the deformation activities characteristics of Qishan landslide, a comprehensive treatment plan was used that included prestressed anchor anti-slide pile retaining, unloading joint slope protection, micropile partial reinforcement and integrated drainage (surface and underground). This paper provide a reference case for prevention of correlated type landslides in Fujian Province.

Landslild;Characteristics;Treatment projeot design;Yongtai county

1006-4362(2015)04-0018-06

2015-06-28改回日期：2015-09-17

P642.22

A

黄国平(1965- )，男，水工环高级工程师，注册岩土工程师，主要从事地质灾害防治工作。E-mail:hgp126@163.com