三峡库区某滑坡防治工程设计研究

齐振宇 苏爱军

(中国地质大学(武汉) 教育部长江三峡库区地质灾害研究中心，湖北 武汉 430074)

三峡库区某滑坡防治工程设计研究

齐振宇 苏爱军

(中国地质大学(武汉) 教育部长江三峡库区地质灾害研究中心，湖北 武汉 430074)

以三峡库区某滑坡工程地质勘察资料为依据，分析了该滑坡体的岩土组成和物理力学性质以及造成滑坡的原因，针对该滑坡特点进行了防治设计，提出了以抗滑桩和基岩山梁布设排水洞为主、开裂房屋灌浆加固和修筑排水沟为辅的综合治理方案，使该滑坡得到及时有效的治理。

滑坡，应急抢险，抗滑桩，综合治理

0 引言

三峡库区某滑坡南侧坡体在建公租房建设项目，该项目北距国道(路面黄海高程812 m)45.0 m～105.0 m。2013年9月，由于在国道北侧进行大面积开挖形成高陡临空面，导致该滑坡南侧坡体产生滑移变形，A，B两栋公租房北侧地面出现平行房屋走向的拉裂缝，A，B两栋公租房及其周围挡土墙部分墙体开裂。针对出现的险情，相关部门开始对A，B两栋公租房进行变形观测，通过变形观测数据分析，A，B两栋公租房变形仍有加剧的趋势。

为了确保人民的生命财产安全和社会稳定，相关部门采取应急治理工程措施(钻孔灌注桩、固结灌浆)对变形的A，B两栋公租房进行加固处理，使滑坡体变形速度得到明显控制。为了保证该滑坡的长期稳定，在应急抢险的基础上进一步实施综合治理措施(抗滑桩、排水洞、排水沟)[1，2]。下面将对一些关键技术问题进行较详细的分析、论述。

1 滑坡概况

该滑坡长约430 m，前缘宽约280 m，后缘宽约120 m，面积6.5×104m2，体积104×104m3，滑坡总体地形坡度为9°，平面形态呈瓶口状，前缘高程780 m，后缘高程870 m，总体地势南高北低。

根据岩土层物质组分、孔隙发育程度、含水性分析，滑坡含(隔)水层组可划分为第四系松散岩类孔隙含(隔)水层组和岩溶裂隙含水层，影响其稳定性的主要是接受降水补给的第四系松散岩类孔隙水，水位埋深随降水强度变化而变化。

2 变形监测与一期应急治理工程

针对滑坡前缘及公租房出现的裂缝，相关部门对公租房本身及滑坡整体进行了监测。结果显示，自2013年9月26日～2013年11月，公租房整体向北西方向倾斜，倾斜角度约0.25°，房顶最大水平位移约10 cm,且变形仍有加剧的趋势；另外滑坡后缘及周界地表没有出现拉裂缝，拉裂缝主要集中于公租房北侧地面，至公租房南侧8 m位置消失。

基于上述情况，为保证公租房的安全，采取了钻孔灌注桩、桩基灌浆、集水井的一期应急治理工程措施。在公租房北侧0.8 m处布设两排钻孔灌注桩(内插工字钢)，水平间距1.0 m，排距1.5 m，桩径150 mm，共140根；对公租房北侧和西侧桩基布设1个～2个固结灌浆孔；另外在其南侧5 m处布设集水井用来降低滑坡体地下水位，具体布置见图1。

3 变形机制分析及稳定性评价

3.1 变形机制分析

根据滑坡拉裂缝位置、工程施工情况并结合地下水位和地层岩性等综合因素，分析认为组成滑坡的碎石土、碎块石土，结构松散，孔隙度大，透水性好，滑带含碳质粉质粘土夹碎石，透水性较差，加之持续的大到暴雨通过碎石土、碎块石土渗入滑带土，使地下水位线上升，碎石土、碎块石土重度增加，滑带土饱水，抗剪强度降低。由于该县生态经济园场平过程中，在国道北侧大面积开挖形成高陡临空面，使地下水位线局部降低，地下水渗透压力急剧增加，局部发生滑动破坏，使上部失去支撑形成临空面，地下水位线又局部降低，地下水渗透压力增加，进一步向后发生滑动破坏，如此持续向后传递破坏直至A，B两栋公租房以南6.0 m处，因此判定其破坏机制为前缘牵引式[3,4]。

表1 岩土物理力学参数

3.2 稳定性评价

根据《滑坡防治工程设计及施工技术规范》的规定，工程等级为Ⅱ级，防治工程设计时安全系数取1.15，岩土物理力学参数见表1。分别以公租房南侧6 m(裂缝终止处)和变形体后缘为边界两种可能的变形破坏方式对滑坡稳定性进行计算分析，计算方法采用传递系数法，计算程序采用作者编制的滑坡稳定性计算与分析软件进行，分条情况如图2所示。根据雨季和旱季地下水位情况的不同分两种计算工况进行计算，地下水位线根据前期勘察监测资料、集水井水位及工程经验确定。岩土物理力学参数指标如表1所示，得出典型剖面的稳定性系数如表2所示。

表2 代表性剖面稳定性系数

计算结果表明，以公租房南侧6 m为后边界计算稳定性系数为0.960 5，处于不稳定状态，以滑坡后缘为后边界计算稳定性系数为1.052 7，处于稳定状态但安全储备不足，必须采取适当的措施予以治理。同时为先前对该滑坡变形破坏机制判定为前缘牵引式提供了有力的佐证，即在诱发因素作用下滑坡变形不协调，导致前缘公租房南侧产生拉裂缝，逐步向滑坡后缘扩展至公租房北侧(局部失稳破坏，整体稳定)。另外，根据工况2稳定性系数可知在雨季来临之前采取适当的措施对已变形的A，B两栋公租房进行抢险加固并防止滑坡向后缘扩展引起更大规模的滑坡也是十分迫切的。

4 滑坡二期综合治理工程

根据滑坡整体剩余下滑力大、地下水位高的特点，在先前一期抢险工程的基础上，按照安全、经济、简单易实施的原则，确定该滑坡二期综合治理方案为抗滑桩+排水洞+排水沟[5]。

4.1 排水洞与排水沟工程设计

A栋公租房西侧基岩山梁中布设两条排水洞通至滑体滑带，排水洞采用圆拱直墙式断面，断面尺寸宽×高为2.0 m×2.5 m，主洞长242 m，支洞长142.5 m。滑坡西侧边界布设一条排水沟，排水沟截面尺寸宽×高为500 mm×700 mm，过水断面为矩形，断面尺寸宽×高为300 mm×300 mm。

4.2 抗滑桩设计

针对工程区两种可能变形破坏方式进行剩余下滑力计算，由于排水洞施工完成后地下水位得到有效控制，剩余下滑力计算过程中地下水位按设计控制地下水位考虑，计算剖面如图3所示，抗滑桩设计抗滑力计算结果见表3。

表3 抗滑桩设计抗滑力

根据表3设计单宽下滑力及现场情况，确定在A，B两栋公租房挡土墙北侧4.05 m处布设一排抗滑桩，抗滑桩为方桩，采用A，B两种类型[5]。A型抗滑桩布设在西侧，桩中心间距5.0 m，桩截面尺寸宽×高为2.0 m×3.0 m，桩长26 m，嵌固深度11 m，共10根。B型抗滑桩布设在东侧，桩中心间距5.0 m，桩截面尺寸宽×高为2.0×3.0 m，桩长25 m，嵌固深度11 m，共9根，抗滑桩以中风化基岩为嵌固段。抗滑桩桩顶布设连系梁，连系梁截面尺寸宽×高为1 m×0.7 m。

4.3 治理效果评价

一期应急治理工程施工完成后A，B两栋公租房经监测未发现裂缝发展，整个边坡的变形均在安全控制范围内，解决了短时间内对滑坡及拟建建筑物支护的问题，满足了抗滑工程的要求，为二期工程的顺利开展赢得了宝贵的时间[6]。通过开挖排水洞疏导滑体中地下水不但减少滑体内地下水向下游排泄量，降低了渗透压力，防止滑坡前缘进一步牵引破坏，而且提高了滑坡的整体稳定性，大大降低了剩余下滑力。采用排水洞与抗滑桩相结合的方案不但使该滑坡得到彻底根治，而且与单纯使用抗滑桩治理相比工程造价减少约40%。

5 结论和建议

综上所述，可以得出如下结论和建议：

1)该滑坡为一大型牵引式滑坡，工程开挖产生高陡临空面并在地下水渗透压力作用下逐步失稳破坏。

2)通过一期采用钻孔灌注桩、固结灌浆、集水井等工程措施，公租房开裂得到有效控制，防止滑坡继续向后缘变形破坏。

3)采用排水洞疏排地下水，降低了滑体内地下水位，降低了滑坡前缘局部渗透压力同时减少了剩余下滑力，与传统单纯使用抗滑桩对滑坡进行治理相比大大降低了工程造价。

4)滑坡应急治理工程结束后，应在其关键部位设置少量变形监测点，同时，应进一步完善滑坡体上的排水系统，从而确保滑坡的整体稳定。

[1] 王恭先.滑坡防治中的关键技术及其处理方法[J].岩石力学与工程学报，2005(21):20-29.

[2] 刘传正.地质灾害防治工程设计的基本问题[J].水文地质工程地质，1995,22(1):7-11.

[3] 宋东日，任伟中，沈 波，等.牵引式滑坡的破坏机制及其加固措施探讨——以某高速公路牵引式滑坡为例[J].岩土力学，2013(12):3587-3593.

[4] 袁从华，童志怡，卢海峰.牵引式滑坡特征及主被动加固比较分析[J].岩土力学，2008(10):2853-2858.

[5] 刘新荣，梁宁慧，黄金国，等.抗滑桩在边坡工程中的研究进展及应用[J].中国地质灾害与防治学报，2006(1):56-62.

[6] 刘传正，李瑞英，李铁峰，等.三峡库区白衣庵滑坡防治工程研究[J].中国地质灾害与防治学报，2003,14(1):48-54.

[7] 胡琪亮.边坡地质灾害治理技术研究和分析[J].山西建筑，2014，40(15)：86-87.

Research on a landslide prevention engineering design in Three Gorges reservoir area

Qi Zhenyu Su Aijun

(GeologicalDisasterResearchCenter,ThreeGorgesReservoir,EducationMinistry,ChinaUniversityofGeosciences(Wuhan),Wuhan430074,China)

Taking a landslide engineering geological survey data in Three Gorges reservoir area as the basis, analyzed the rock and soil composition and physical and mechanical properties of the landslide and the reasons caused landslide, according to the landslide characteristics made prevention design, put forward the comprehensive treatment plan taking the anti slide pile and bedrock ridge drainage hole layout for the main, the crack housing grouting reinforcement and drainage ditch construction as supplement, made the landslide obtained timely and effective governance.

landslide, emergency rescue, anti slide pile, comprehensive treatment

2015-01-13

齐振宇(1989- )，男，在读硕士

1009-6825(2015)09-0052-03

P642.22

A