不稳定斜坡滑坡变形破坏与防治措施分析

关小亮

(甘肃有色工程勘察设计研究院，甘肃 兰州 730000)

由于兰州特殊的地理环境和位置，土地需求逐年增加，导致城区向地质灾害危险性较大的区域迅速发展[1]。为保障城市建设需要，地质灾害危险性较大区域内的地质灾害治理要确保在消除安全隐患的同时充分保证规划场地面积[2]。文章以兰州市下徐家湾拱北沟不稳定斜坡为例，在结合不稳定斜坡危害特征和坡脚规划场地开挖形式的基础上，提出了该不稳定斜坡的防治措施，为同类不稳定斜坡的防治提供参考[3]。

1 区域地质环境条件

1.1 气象、水文特征

兰州市城关区深居大陆内部，属于温带半干旱气候，据统计，兰州市城关区多年平均降水量为316.7 mm，多集中于7、8、9 三个月[1]。项目区周边侵蚀沟谷发育，有水车沟、老虎沟、庙洼沟、拱北沟及一些小型支沟，发育支沟为黄河一级～二级支沟，流域面积小，沟谷发育于黄河北黄土丘陵区，属季节性流水沟谷，沟谷来水量受降水量多寡的控制，一般在夏、秋季遇强降水和连续降水时，沟内有洪流出现并与泥石流相伴，平时沟谷内无水流，项目区域东侧发育拱北沟，西侧发育庙洼沟(图1)。

图1 项目区及周边水系遥感影像图

1.2 地形地貌

研究区地处陇西黄土高原的西部边缘与青藏高原的交接地带，区域地势特点是南北高、中间低，南部的皋兰山海拔1 600～2 000 m，最高海拔2 129.6 m，北部的白塔山九州台海拔2 076.8 m。

1.3 地层岩性

研究区内出露地层主要有前寒武系和第四系。前寒武系主要岩性为黑云母角闪片岩、石榴黑云片岩、绢云片岩，岩石为坚硬—半坚硬薄层—中厚层状变质岩类，软化系数为0.1～0.9，表层易风化，风化和构造裂隙较发育，这套地层在长期的风化作用下其表层破碎，强风化厚度最大达5～10 m[2]；第四系主要为马兰黄土，主要分布于斜坡所在山体顶部，披覆于一切老地层之上。岩性为粉土，浅黄色，质地均匀，结构疏松，具大孔隙，垂直节理发育[4]；颗粒成分以粉粒为主，体积分数一般在60%以上，厚度不等，一般在60～80 m之间，为不良地质体。

1.4 人类工程活动

本区属城市建设区，近年来，区内平山造地、引水上山绿化、取土等人类工程活动较为突出。受特殊的地形地貌限制，城市发展不得不向坡脚及阶地后缘延伸。城市建设如道路、居民区等在建设过程中大量开挖，不合理切坡，形成高陡边坡，不仅易引发滑坡、崩塌等地质灾害，而且这些开挖形成的不稳定边坡地段，成为新的地质灾害隐患，危害威胁市政设施及城乡居民安全。

2 不稳定斜坡特征

2.1 不稳定斜坡发育特征

不稳定斜坡多因人工开挖形成，使斜坡前缘过陡，在卸荷、降雨及地震等外力作用下，斜坡土体将以滑移的方式发生破坏，可能形成滑坡、崩塌。不稳定边坡特征见表1。

表1 不稳定边坡特征表

2.2 不稳定斜坡(崩塌)变形破坏特征

由于当地引黄河水喷灌，造成坡体上部有多处裂缝，裂缝宽约10 cm，现已表现为局部小型滑移现象。坡脚前缘局部地段有人工砌护的挡墙因滑移已有变形，不稳定斜坡坡体上可见延长1～2 m的小裂缝。

根据现场调查，该不稳定斜坡在坡脚规划场地平整完成后，由于削坡将基本清除坡脚残积物，因此不会发生堆积层滑坡。但由于组成斜坡基地的片岩节理裂隙发育，岩体破碎，加之待坡脚场地开挖平整后会使坡脚产生高陡的临空面，将导致坡体稳定性降低，进而诱发坡体发生滑移变形。

2.3 不稳定斜坡危害特征

该不稳定边坡近年来常发生小规模的落石和掉块现象，尤其是在每年汛期，由于降雨量较大，导致不稳定斜坡岩土体容重增大，抗剪性减小，最终在重力的作用下发生掉块等变形现象。目前，该不稳定斜坡主要威胁坡体中下部和坡脚的35户居民和拱北沟清真寺、鑫源食品加工厂等重要建筑物，威胁人数320人，威胁资产约3 000万元，险情等级为大型。

3 不稳定斜坡治理措施

3.1 防治原则和目标

防治工作首先在查清不稳定斜坡的分布位置、地形条件、物质组成、稳定性和发展趋势的基础上，根据危害范围和危害特征，制定以下防治原则和目标：

(1)遵循以人为本的原则，以保证兰州徐家湾旧城改造项目(下徐家湾)顺利实施，保护影响区内人员生命和财产的安全。

(2)防治工程在消除地质灾害的前提下最大程度增大沟道内的可用地面积，以尽可能扩大拟建项目区面积，做到设计方法科学合理，治理效果安全可靠。

(3)在保证消除边坡危害的前提下，兼顾经济、美观、与周围环境的和谐。

3.2 防治措施

对该斜坡防治本着既考虑安全与稳定，又兼顾美观的原则，最终采用坡脚防护与植树绿化相结合的治理措施，使防治方案达到安全效益、生态效益和经济效益的最优结合。

(1)抗滑桩：布设于不稳定斜坡体前缘一带，桩间中心距6 m，桩长26～28 m，桩体地面高程为规划高程，随规划坡脚高程变化而变化，桩体嵌入深度10 m，其余为悬臂部分，桩断面为矩形，采用C25混凝土浇筑。

(2)桩身锚索：布置在抗滑桩桩顶，共布设4根7束Φ15.2 mm锚索锚拉。锚索为预应力锚索，锚固段嵌入未风化的基岩中，锚固段长度不小于8 m，自由段长度不小于4.0 m，锚固体直径130 mm，锚索孔终孔孔径为150 mm，注浆材料用1∶1 水泥砂浆，水灰比0.4～0.45，砂浆体强度不低于30 MPa。

(3)挡土板：抗滑桩地面以上部分桩与桩之间采用C25钢筋砼挡土板。板中预设一排2个Φ110 mm的PVC管作为泄水孔。

(4)桩顶垅口回填、植树：采用人工夯填，每层压实3～4遍。靠板侧50 cm范围内回填卵石过滤层，在回填后的平台部位种植高约1 m的柏树，植树横、竖间距为1 m。

(5)排水渠：布设于抗滑桩前缘，设计为矩形断面。渠壁厚0.2 m，底厚0.2 m，采用C25混凝土浇筑。

4 结论

(1)边坡治理工程实施后，可有效加固边坡，提高坡体稳定性，从根本上消除因边坡失稳而产生的崩塌、滑坡灾害。

(2)防治工作实施后，项目区规划建设场地满足城市规划建设用地需求，达到了地质灾害防治与城市规划建设的有机统一。