某冶炼厂山体滑坡稳定性分析及工程治理

向校华

（中国有色金属长沙勘察设计研究院有限公司，湖南 长沙 410000）

1 工程概况

本工程山体滑坡场地位于湖南省株洲市石峰区某冶炼厂西侧山坡，山坡下为冶炼厂6层厂房，砖混结构，条形基础。边坡坡脚原采用重力式挡土墙支护，挡土墙高6.0～8.0m，1992年修建。2016年6月，因连续暴雨，山体的土层因在饱和状态下，抗剪强度降低，山体在重力作用下发生滑动破坏，现场采取紧急应急抢险方案，用砂袋反压坡脚和坡顶裂缝修补治理后，阻止了滑坡的进一步发展，使滑坡暂时处于临界稳定状态。

坡脚地面标高约74.00m，滑坡后缘标高约98.00m，滑坡高度约24.00m,滑坡底边宽约32.00m，坡脚2.0～7.0m处有6层厂房。

2 工程地质分析

2.1 场地岩土工程条件

拟建场地原始地貌单元属低山丘陵，地势西高东低，地形起伏较大，坡面植被茂盛。根据地勘报告，场地内地层及参数表如表1：

表1 滑坡体主要岩土层物理力学参数表

2.2 滑坡特征

根据现场工程地质测绘、地质勘查成果综合分析，滑坡边界的判定以地表出现的裂缝和微地貌特征为依据确定滑坡范围。现状滑坡整体特征明显，滑坡左、右侧以变形滑动处为界，后缘以裂缝变形消失处及陡坎微地貌为界，前缘剪出口以前缘裂缝为界，根据地质钻孔信息和原始地形图坡面信息综合确定滑动面。滑坡地表形态特征如下：

滑坡周界和滑坡后缘：滑坡发生位移后，滑坡体两侧及后缘竖向和水平变形明显，变形主要以裂缝和地面沉降为主，滑坡周界张拉裂缝宽10～20cm，落距1.0～1.5m。

滑坡壁：滑坡壁出露地层为黏土②，近似垂直张拉开，倾角75～85度。

滑坡台：滑坡顶部有一个滑坡台，长度约6.6m，滑坡台落距1.0～1.5m。

滑动面：根据钻探结果，滑动面基本沿强风化基岩面分布，为粉质黏土②和强风化基岩面交界面，滑动面的推测厚度小于0.1m。

滑坡体和滑床：滑坡体主要由黏土②组成，滑坡体厚度一般为5～7m，局部达8.7m。沿主滑动方向长约28m，宽约30m。滑床为强风化板岩和黏土②。

滑坡轴：根据现场调查结果，滑坡轴为近似直线，方位角为44度。

滑坡前缘：坡脚挖方形成的直立边坡，采用块石挡土墙支护形式，现挡墙离地面约1.0m处局部出现水平裂缝，裂缝宽度约1.0～2.0cm，上部墙体局部有鼓起现象。

3 稳定性分析与评价

3.1 滑坡原因分析

气候以及径流条件：滑坡时间为6月，正处当地丰水季节，多次大暴雨；根据山坡地形全貌，山顶标高约260m，坡面汇水面积较大；山坡为自然坡面，植被茂盛，无排水系统，雨水多以下渗为主。

地质条件：第四系破残积堆积层与强风化岩层接触面的水平夹角为20°～25°，强风化基岩面整体倾向坡脚；大量地表水下渗到基岩面，基岩面的隔水作用，为粉质黏土和强风化层接触面创造了饱和土层的条件，软化了滑动面，降低了土体的抗剪强度，增加了静水压力，是引起滑坡的重要因素。

人为因素：在厂区建设时，对该边坡坡脚进行了挖方，形成6.0～8.0m高的接近直立的边坡，后采用块石挡土墙进行支护，随着时间的推移，挡墙结构老化，墙体强度降低；墙体排水孔堵塞，地下水位上升，造成水、土压力增加。以上也是引起滑坡的重要因素之一。

3.2 滑坡稳定性分析与评价

（1）稳定性的定性分析。本滑坡为新滑坡，滑坡形成时间短，且及时采取了抢险处理措施（如临时修建坡顶截水沟、坡体局部卸载、坡脚反压砂袋堆等措施），现滑坡处于相对稳定状态。根据滑坡的发育特征和地表特征，本滑坡尚处于蠕滑阶段，滑动面为第四系破残积粉质黏土②和强风化基岩面的界面。

（2） 滑动面参数的确定。滑动面的强度参数主要有重度、粘聚力和内摩擦角，一般根据现场勘察的原位测试结果、室内土工试验结果获得。由于滑动面形式、倾角、深度等跟滑坡模拟计算的结果有直接关系，所以滑动面参数的取值，因在勘察成果的基础上，该结合勘察结果确定滑坡的可能破坏模式，坡体的变形破坏形态，来进行反演计算验证。

（3） 计算工况。滑坡采用滑坡推力计算，通过考虑滑体自重、暴雨、地下水等因素计算荷载，滑坡在不同工况条件下的稳定性计算取值如下：

天然工况下：地下水位以上采用天然重度，地下水位以下采用饱和重度；水位按勘察报告中上层滞水水位。

暴雨工况下：暴雨时应考虑降雨入渗对滑坡体自重的影响，降雨入渗范围内按饱和重度计算，降雨入渗范围以下及地下水位以上仍采用天然重度，降雨入渗深度视当地暴雨强度、岩土体入渗系数和渗透系数确定。

（4）反演计算。为确定滑动面参数，根据不同的工况，利用理正软件建立模型，对主滑动剖面进行反演计算。根据现场边坡条件，因坡脚已有块石挡土墙，先计算挡土墙的抗滑力，稳定性反演计算时抗滑力考虑挡土墙的作用。反演计算前，根据现场滑坡情况，假定天然自重状态下稳定安全系数Fs=1.00；暴雨工况下稳定安全系数Fs=0.90，通过多次反复试算，确定滑动面参数结果如表2。

表2 滑动面强度指标反演计算结果

4 治理方案

图1 滑坡治理方案剖面图

通过滑坡防治工程，提高滑坡稳定性的安全储备，达到设防标准要求，防止滑坡体在降雨等因素的诱发下发生更大规模滑坡危及坡脚厂区建筑、工人的生命财产安全。滑坡治理设计时，根据滑坡区域工程地质以及滑坡体的基本特征，结合反演计算结果及地勘报告参数进行滑坡稳定性计算，对滑坡进行治理设计。经多项方案对比与论证，最终采用：削坡+预应力锚索+格构梁+排水系统等措施，治理方案见图1。

5 监测

本滑坡工程自2016年6月出现险情后，厂区主管部门采取抢险措施同时对该边坡进行了全方位的动态监测。治理工程于2017年3月竣工，根据后续监测结果，至2019年2月，累计沉降最大值为13.25mm，累计水平位移最大值10.86mm，从变形数据分析，边坡处于稳定状态。

6 结论

通过对本滑坡工程地质条件、滑坡特征进行分析，对滑坡稳定性进行评价，确定其处于极限稳定状态。根据地勘结果建立合理的模拟计算模型，利用滑坡的极限稳定状态，假设当前稳定安全系数，反演计算滑动面参数，与地勘所得参数进行比对，为滑坡治理设计提供更为合理的滑动面参数，使滑坡治理方案在达到安全稳定的情况下做到经济合理。