地质灾害治理工程中边坡稳定问题及滑坡治理方法

2021-07-21冯宗来

中国金属通报 2021年14期

冯宗来

（河北钢铁集团司家营研山铁矿有限公司，河北滦州 063700）

现阶段，地面工程施工安全和施工质量得到广泛重视，而地质灾害作为一种突发性灾害，实际分布范围广，严重破坏了地面工程稳定性，对边坡结构造成巨大冲击，带来巨大的社会经济损失。边坡稳定性对地质灾害治理作用很大，若边坡稳定性差，地面施工难度会有所增加，地质灾害发生几率随之提高，影响了施工项目质量和灾害治理效果，因此，在施工过程中，将滑坡治理问题放在首位，从地面工程的施工角度出发，结合地质灾害治理工程实际地质情况，分析边坡稳定问题，提出有效的滑坡治理方案，提升滑坡治理水平，减少滑坡事故，保证边坡稳定性，具有重要意义[1]。

1 地质灾害治理工程背景概况

选取某地质灾害治理工程作为研究对象，该区域地质环境脆弱，坡脚位置开挖明显，地貌为低山丘陵区，阻滑力很低，谷坡应力状态发生改变，植物覆盖率低，受降雨、地面工程活动等因素影响，地形坡度较陡，在山体坡面位置经常发生滑坡灾害，坡体最大高差可达180m，滑坡区域海拔高度在2130m～257m 之间，宽度在14m～19m 之间，平面面积平均在35000m²左右，如图1 所示。

图1 地质灾害治理工程中的滑坡形态特征

由上图可以看出，滑坡属于岩质滑坡，平面形状呈现矩形，剖面形态呈现阶梯形，内部存在一定地表水。

2 地质灾害治理工程中边坡稳定问题

边坡稳定决定斜坡是否牢固，当边坡为顺坡时，坡脚角度略大，泥岩风化现象严重，滑动面平整，滑体物质和石层出露地层，岩体破碎，沉积层面的岩芯产生破碎，岩坡受重力影响较大，泥岩节理呈裂隙状态，滑坡被引发概率较高，出现大面积滑坡事故，当滑坡为逆坡时，岩体结构完整，滑动坡面不易出现，出现的滑动面普遍为圆弧形，出现在逆坡倾斜结构中，滑动面岩石化不严重，对滑坡起到抑制作用，滑坡概率较低[2,3]。

根据工程项目施工情况和地质特征，确定以下影响边坡稳定的主要因素：①地理因素，地形坡度范围较大，不同地层之间的岩性不同，土质不均匀呈碎块状，部分区域的坡脚趋于直立，边缘区域地形相对平坦，都存在一定的变形破坏形式，为坡体滑动提供充足空间，坡度陡且高差大，当地层力学、化学、物理等性质发生改变时，应力波动和矿层地质变化频率急剧增加，岩体结构和地应力也随之发生改变，诱发局部崩塌，坑壁临空、岩体结构错位，边坡产生变形，增加整体滑动机率；②地层降雨因素，借助不同力的作用，山体在自然条件下形成斜坡，对矿体和土壤的物理性质产生约束，边坡在长期日照侵蚀下，矿层出现松动和软化，滑床抗剪强度下降，滑坡失稳可能性增加，土壤之间的作用力发生变化，在外力作用下易出现滑坡流等地质灾害；④人为因素，山体坡脚处被大规模开挖，形成软弱滑动面，坡体应力状态改变，随着板块运动引发的地质变化，形成坡体前缘无力可挡的陡坎，抗滑力和支撑强度下降，打破了矿体内部活动平衡。地质灾害治理工程施工过程中，没有全面勘察地质情况，勘察资料与实际条件偏差较大，对含水量的变化敏感程度提高，造成施工方案不合理，开挖了稳定性差的岩体，矿层结构产生大规模改变，同时缺乏边坡稳定性维护，加大了滑坡风险。

3 地质灾害治理工程中滑坡治理方法

根据地质灾害治理工程具体情况，采取以下针对性的滑坡治理措施。

3.1 施工挡土墙

挡土墙在滑坡治理中应用广泛，不仅操作简单，且治理成效突出。根据地质灾害治理工程的尺寸高程、实际条件，规划挡土墙的尺寸规格，在图1 所示的滑坡冲沟处开挖地基，采用分层砌筑的方式，处理地基，将挡土墙设置在滑坡前缘坡脚位置，即滑坡段下方，阻拦滑坡滑动时带来的冲击[1]。按照施工要求，调制砂浆水灰比，均匀砌筑挡土墙混凝土，采用种植减荷方法，令挡土墙表面与砂浆紧密粘合，控制每层横缝厚度相同，达到填筑饱满的规定，美化生态环境的同时，防止没有凝固的砌层震动，筛选石头和石块，使其厚度都保持在190mm 以内，针对石头的外露面，使用砂浆对其进行勾缝处理。挡土墙具体结构如图2 所示。

图2 挡土墙施工结构

在墙体处合理设置排水孔，令排水孔和过滤层之间留出30mm 左右的伸缩缝，每隔一段固定距离，处理基底填方，防止填方出露地表，配置排水孔过滤层，选择横坡的填充位置，在降雨的影响下产生滑动，降低原有地面的滑坡概率。

3.2 采用组合梁结构

采用组合梁结构，增强坡体抗滑能力。在组合梁施工之前，全面勘察坡体地质情况，获取影响边坡稳定性的所有信息，然后将坡体基岩视为一种梁式结构，承接挡土墙带来的压力，将冠梁插入短钢筋构造，安装木桩、管钢桩等堆叠体，由于挡土墙会在基岩顶部、底部边缘施加压力，此时坡体层间剪切强度减小，发生弯曲变形现象，用锚固压靠岩体，借助风动冲击，合理设置梁宽和厚度，相互连接挡土墙和组合梁的顶面。实际施工过程中，由于岩层之间存在较大摩擦阻力，为此，确定锚杆特定的倾斜坡度，把锚固固定在岩体之间，改变坡体应力状态，选择平整石头，创建缓冲林带，形成岩层和岩体之间的组合梁结构[2]。喷筑混凝土，避免出现人工剃平等现象，检验模板的平整光滑度，检验完毕后，浇筑混凝土，定期养护，保证复合支撑抗弯强度，为组合梁强度提供保障。

3.3 削坡压脚

通过削坡压脚，减轻滑体重量和下滑力。该地质灾害治理工程的滑坡下部，已被大规模开挖取土，为此借助锚索，反压边坡，防止边坡圆弧形滑动，锚杆施工过程中，先对坡面进行修整，安装固定距离的锚孔，将锚孔偏斜度控制在0%～4%，初喷锚杆，明确锚孔位置，清理锚孔，保证孔内没有泥浆和污染物，在锚孔上安装锚杆，检验钻孔长度不超过锚杆长度，喷涂锚杆，控制锚杆孔径在110mm 以内。采用旋转切削方式，削下开挖形成的陡坎，根据边坡工程技术规定，在滑坡冲沟内设置排水沟，在冠梁格构中间种植植被，增强坡体抗滑能力和支撑强度，在坡体的滑动表面下部，向排水沟内部排放坡面雨水，防止滑动表面的大面积滑动，找准钻孔底部位置，再圈定反压坡脚的施工空间，用削下的坡面土，反压坡脚，对安装的钢筋进行质量验收，确保岩土承载能力，减缓滑坡坡脚陡坎[3]。削坡压脚施工剖面图如图3 所示。