滑坡灾害治理设计实例

袁珍梅

（甘肃有色工程勘察设计研究有限公司，甘肃 兰州 730000）

1 工程概况

1.1 工程简介

拟处理滑坡体位于甘肃省南部某县城，甘南藏族自治州东南部，东邻武都区，北接宕昌县，西南与迭部县、文县和四川省九寨沟县接壤，某县城在建住宅楼南侧。省道贯穿该县全境，从县城穿城而过，连接县城的江盘公路（县城—云台）可直达滑坡工程区，交通条件较为便利。由于当地居民在已有老滑坡体上削坡建房形成高边坡，受降水和地震等因素的影响，发生了新的滑坡灾害。滑坡东西宽约60 m，南北长约84 m，滑体平均厚度13 m，体积约6.55×104m3，为一中层牵引式小型滑坡。滑坡平面形态呈舌形，前缘两侧局部地形高陡、临空。

1.2 气象及岩土工程水文地质条件

1）该县城属北亚热带向北温带的过渡地带，受大气环流和地形影响，具有垂直气候分带明显和干湿季分明两大特点，年内气候受季风控制明显。随着海拔的升高，高山与河谷气候垂直变化明显，高山地带寒暑交替，四季分明，河谷地带夏无酷暑，冬无严寒。区内气温变化较小，昼夜温差不大，多年平均气温12.9 ℃，最高平均气温23.0 ℃，最低平均气温1.7 ℃，受地理位置、地形和植被的共同影响，河谷区气温明显高于山区。县城标准冻土深度54 cm，为季节性冻土。

2）工程区属西秦岭地质构造带陇南山地，西秦岭与岷山山脉呈西北—东南向横贯全县，地貌成因属构造侵蚀中高山地。白龙江干流自北西向东南穿过县境。受构造侵蚀和流水冲蚀的共同影响，工程区地貌形态可划分为构造侵蚀中高山地和冲洪积河谷两种地貌类型。

3）工程区地处秦岭东西向构造带的西延部分，构造活动十分强烈，形成了沿北西向展布的大致平行的断裂和褶皱带。工程区位于泥盆系组成的一个向北西倾伏的复式背斜构造之上，背斜褶皱紧密，构造线往西收敛，往东张开，次一级褶皱较为发育，受晚期断层破坏比较明显，尤其是背斜北翼沿葱地—舟曲—中派一线发育的一组挤压性断裂带，对本区地层分割控制明显，影响着山体及白龙江的总体走向。与这组北西向断裂相伴生的北北东向、北东向和近东西向的三组断裂，延伸较短，间隔相对较宽，切断主断裂带，使区内地层及山体表现出断块发育特征。

工程区出露的地层主要为上古生界泥盆系中统古道岭组和第四系填土（Q4ml）、全新统滑坡堆积含碎石粉土（Q4del）、上更新统老滑坡堆积物（Q3del）等。工程区及周边主要有：

（1）填土（Q4ml）。杂填土：分布于工程区人工建筑区，杂色，稍密，干燥，为人工堆积物，不均匀，主要以粉土为主，含碎石、角砾等，厚约1～3.4 m。素填土：分布于已建人工建筑区下部，黑色，稍密，稍湿，为人工堆积物，不均匀，主要由粉土组成，含碎石、角砾等。碎石岩性以千枚岩、炭质板岩为主，厚约1～3.6 m。

（2）全新统滑坡堆积含碎石粉土（Q4del）。为桥头坡滑坡堆积体，杂色，松散～稍密，干燥～稍湿，土质混杂不均匀，以粉土为主，含角砾、碎石、巨石，含量约占15%～30%，粒径一般20～50 mm，最大150 mm，呈棱角状、薄片状，碎石母岩成分为千枚岩、炭质板岩，部分地段为土质较均匀的粉土，厚度大于5 m。

（3）上更新统老滑坡堆积物（Q3del）。工程区均有分布，大面积出露，为老滑坡堆积体。据收集钻探资料显示，老滑体堆积物呈杂色，中密～密实，稍湿～湿，岩性以粉土和碎石为主，时而相互混杂、包含，时而成层，没有规律性，碎石粒径变化较大，呈棱角状，成分为千枚岩、炭质板岩。

1.3 岩土体工程地质特征

1）岩体工程地质性质。依据岩体建造类型、岩体结构及其力学性质，工程区岩体工程地质岩组主要为泥盆系层状较坚硬～较软质板岩、千枚岩岩组（D），主要分布于工程区西南侧，大面积分布，为泥盆系中统古道岭组，岩性主要为含炭板岩、千枚岩，节理裂隙发育，软硬相间，抗压强度20～30 MPa。岩体较破碎～破碎，岩体质量分级为V级，属于较坚硬～较软岩。承载力特征值fak=450～550 kPa。

2）土体工程地质性质。按土体的组成、结构、工程特性及工程地质指标划分为以下2类：

（1）填土层（Q4ml）。分布于已建及拟建场地平整区及外围局部地段，为人工堆积物。杂色，黑色，松散～稍密，干燥，土质不均，以粉土为主，混杂有碎石、角砾等，力学性质差。地基土承载力特征值fak=50～70 kPa。

（2）单一结构含碎石粉土（Q4del）。分布于滑坡体及周边，滑坡堆积成因。杂色，松散～稍密，干燥～稍湿，土质混杂不均匀，以粉土为主，含角砾、碎石、巨石，含量约占15%～30%，粒径一般20～50 mm，最大150 mm，呈棱角状、薄片状，碎石母岩成分为千枚岩、炭质板岩。部分地段为土质较均匀的粉土，厚度大于5 m。该层孔隙大，透水性强，压缩性低，其物理力学性质较差，承载力特征值为120～150 kPa。

工程区北侧的白龙江属长江水系。白龙江发源于西倾山与岷山之间的郎木寺，属嘉陵江上游的一级支流，于舟曲县西北尕瓦山入境向东南方向径流，县境内干流总长70.7 km，自然落差420 m，大小支流22条，流域面积1 330.20 km2，多年平均流量3.68×108m3。据立节水文站资料：白龙江径流系数0.499，最大洪水流量189 m3/s，最小枯水流量9.26 m3/s。丰水期泥沙含量较高。

工程区内无永久性地表水，仅在雨季坡面冲沟内可形成暂时性洪流。由于流程短且坡降大，因此一经停雨，沟谷洪流便快速排泄殆尽。

1.4 滑坡稳定性综合评价

根据定性评价及定量计算，综合评价认为该滑坡在现状条件下稳定性差，特别是滑坡后缘裂缝基本贯穿，前缘在地震作用下已经发生滑塌，在自重、地震、降水及人为活动等因素作用下，滑坡再次整体滑移的可能性大。

2 治理工程总体设计

2.1 治理原则

以人为本，确保受威胁群众的生命及财产安全；将拆迁降至最低；设计方案符合现场实际且科学合理、治理措施安全可靠且兼顾经济、美观。

2.2 总体设计思路

首先对工程区受影响居民进行搬迁，之后采用锚索抗滑桩+挡土板+锚索肋板墙+锚杆格构+重力式挡土墙+路面硬化+排水渠等综合治理措施对滑坡进行加固处理，提高抗滑移稳定性，防止再次滑坡，保护滑坡坡顶及坡脚受威胁群众的生命和财产安全，并且恢复坡顶道路交通，使当地居民出行通畅。

3 分项工程设计

本工程设计依据《建筑边坡工程技术规范》（GB 50330—2013）及《铁路路基支挡结构设计规范》（TB 10025—2019）相关规定执行[1-2]。

3.1 锚索抗滑桩设计

1）抗滑桩设计。预应力锚索抗滑桩布设于滑坡体前缘，桩身穿透潜在滑动面深入下部稳定地层中，利用稳定地层的锚固力及锚索拉力提供抗力，来防止滑坡下滑。措施实施后，滑坡整体抗滑移安全系数在自然工况下为1.3，暴雨及地震工况下达到1.15。桩截面为矩形，宽1.8 m、长2.4 m，桩长20 m，桩中心距为6.0 m。桩纵筋采用HRB400，箍筋为HPB235、C30砼。桩之间设挡土板，桩顶预留平台宽2 m。

2）预应力锚索设计。抗滑桩桩顶设置3根预应力锚索，采用3束直径15.20 mm钢绞线制作，钢绞线为7丝标准型，强度级别为1860 N/mm2。锚孔孔内采用M30水泥砂浆注浆，自由段孔径为150 mm，锚固段扩孔孔径220 mm、安装倾角为25°，锚固段长10.0 m，设计锁定锚固力242 kN。

3）挡土板设计。抗滑桩桩间设挡土板。板长4.2 m，宽1.0 m，厚0.3 m，C25砼现浇，保护层厚度大于等于35 mm。挡土板双面纵横向均匀布筋，纵、横筋规格均为Ø14HRB400级，间距200×200 mm，板间预留泄水孔。

3.2 锚杆格构设计

1）格构设计。抗滑桩顶部斜坡段布设格构工程，配套使用锚杆。设计格构横、竖肋间距均为3.0 m，截面为矩形300 mm×400 mm主筋采用Φ18HRB400，箍筋Φ8HPB235、C30砼。竖肋设基础，埋深1.2 m。

2）锚杆设计。锚杆设置于格构梁节点处，采用Φ28HRB400级钢筋制作。自下而上共设3排，长度9 m，进入土层8.5 m，安装倾角30°。锚孔孔径为Φ130 mm，采用M30水泥砂浆全黏结注浆。

3.3 锚索肋板墙设计

1）肋柱结构设计。于坡脚处设肋柱，间距3.0 m，长10 m，截面为0.6 m的正方形。柱身主筋采用Ø22HRB 400螺纹钢，箍筋为Ø10HPB235钢筋，间距为200 mm，C30砼，保护层厚度大于等于50 mm。

2）预应力锚索设计。肋柱上设锚索，采用3束直径15.20 mm钢绞线制作，钢绞线为7丝标准型，强度级别为1 860 N/mm2。锚孔孔内采用M30水泥砂浆注浆，自由段孔径为150 mm，锚固段扩孔孔径220 mm、安装倾角为20°。

3.4 重力式挡土墙设计

结合滑坡后缘坡体情况，在已建锚索格构工程下部护面墙外设置重力式挡土墙。墙高为7.0 m，墙顶宽1.0 m，为仰斜式挡土墙，背坡比为1∶0.3，胸坡比为1∶0.4，墙趾扩展0.5 m，厚1.5 m，基础埋深2.0 m。M7.5浆砌块石砌筑墙体，块石强度MU30，墙顶用5 cmM10水泥砂浆压顶。墙体预留两排泄水孔，内置Ø110PVC管，坡率5%。反滤土工布包裹进水口，呈梅花形布置，最低排泄水孔高出地面0.5 m，以下填筑厚0.3 m压实黏土。墙背填筑厚0.3 m，直径2～5 mm的砂砾石反滤层。根据挡墙平面位置间隔10 m设伸缩缝，宽2.0 cm，缝内填塞浸沥青木板条。

3.5 道路硬化和排水渠设计

坡顶中断公路恢复后进行道路硬化，设计路面6 m宽，采用15 cm厚C25混凝土铺设，下部铺20 cm砂砾石垫层及10 cm三七灰土。路面每隔10 m设伸缩缝一道。路拱横坡为5%。道路内侧对既有受损排水渠进行翻新重建，并与原未受损排水渠顺接。设计排水渠宽0.5 m，渠深0.5 m，壁厚0.15 m，材料为C15砼，渠底铺设30 cm厚三七灰土垫层。

4 施工设计

4.1 施工顺序

拆除工程区民房→锚索抗滑桩→挡土板→滑坡前缘削坡→滑体回填→锚杆格构工程→锚索肋板墙→重力式挡墙→道路恢复、硬化→排水渠。

4.2 施工进度

该治理工程计划6个月完成。其中，1个月为准备期，要求完成施工场地平整、施工住房、场内外交通、原材料采购和用水、用电等。施工期为4个月，需完成主体工程，剩余2个月完成后续工作，具体作业分组按施工进度计划执行。

4.3 施工注意事项

1）施工前需做好滑坡周边的排水系统并填实地表裂缝，完善工程内部的排水系统或临时排水系统，疏通地表水，严禁滑坡体内出现积水。

2）若坡面过湿或地下水渗出时，须在坡脚处先行实施渗水管排水，疏干土体以增强其自稳能力。渗水管采用Ø100双壁波纹管，上面2/3部分开孔，外包无纺土工布，仰斜排水坡度6%。

3）桩基开挖严禁使用大爆破施工，如果锚固工程无法及时跟上，不得实施下级边坡开挖，尽量避免边坡被雨水淋湿、日照风化，严禁采取拉通槽或大范围的开挖施工。

4）抗滑桩施工。

（1）上部边坡防护施工完成后再实施抗滑桩，边施工边浇筑钢筋砼锁口及护壁。

（2）井口上搭设临时风雨棚后进行桩孔开挖，井口周边做好临时排水系统。

（3）桩身施工时，开挖一段后应及时登录岩芯，仔细校核滑面情况。

（4）混凝土护壁应在桩孔开挖过程中及时施做,采用C20砼,根据构造要求及地层的稳定性配设钢筋。每开挖1.0～1.5 m设置护壁一节，厚0.3 m。护壁后的桩孔须保持垂直光滑。

（5)桩孔开挖到一定深度，需设应急软梯，并采取相应安全措施以防止掉块。桩井深度大于10 m需采取井下通风。

（6）桩井开挖时应间隔两桩跳槽施工。桩井应采用人工开挖，严禁机械爆破。

（7）竖筋接头采用双面搭接焊、对焊，同一截面内接头不得大于50%，同一根钢筋上不得存在过多接头。竖筋不得在土石分界或滑面处搭接。

（8）砼应通过串筒或导管注入桩孔，其底端与混凝土面的距离为1～3 m。桩身砼灌注须连续进行且振捣密实。

5）预应力锚索工程。

（1）锚索孔必须按图纸精确放位，干钻钻孔且跟管钻进以防孔壁坍塌。成孔后，用高压风管插入孔底吹孔，待孔内残渣及粉尘吹干净后立刻将锚索安装就位。

（2）锚索孔钻探出的岩芯必须编录，准确鉴别岩石的风化程度及厚度。

（3）锚索必须作好防腐、防锈处理。锚索锚固段要清污除锈，自由段锚索还需涂黄油、防腐剂且套塑料管，张拉段也要涂防腐剂。

（4）注浆采用孔底注浆且需分段，先注锚固段，待锚索张拉完成后再进行自由段注浆。

（5）锚索的锚固段长度不得小于10 m，且必须自较好的微风化岩层起算，进入完整基岩深度应满足设计要求。

（6）孔内砂浆强度达到70%以后进行锚索张拉，张拉前应查验锚具并对张拉千斤顶油泵进行标定，标定时千斤顶最大出力不得小于锚索张拉最大值；张拉过程中应对锚索受力及伸长情况作好记录，校核伸长与受力值的相符性。

（7）锚索张拉须分2次逐级进行，第一次张拉值为总张拉力的70%，2次张拉时间间隔不得少于3～5 d。总张拉力应包括超张拉力值，其值宜为10%～15%。

（8）锚索张拉锁定后，于48 d内进行自由段注浆。因自由段孔壁较破碎，水泥浆会有所流失，因此自由段注浆需反复进行多次。

（9）应选择有经验的施工队伍进行锚索施工。

6）施工期间应随时观测坡体的位移变化，如出现情况异常，为确保安全应及时终止施工。

7）施工过程中坡脚处严禁形成积水洼地，水流应尽量汇向中线沿纵向排出。

8）未尽事宜请按照有关规范及规程严格执行，施工中若发现地质情况、锚索位置及承载力等方面与设计有出入，请及时与设计、监理驻现场配合施工人员联系，及时做出调整处理。

5 结束语

本工程通过采用锚索抗滑桩、挡土板、锚杆格构、锚索肋板墙、重力式挡土墙、路面硬化、排水渠等滑坡地质灾害综合治理措施的实施，增加了滑坡体的稳定性，保证区内群众的生命和财产安全，把滑坡灾害损失降低到最低程度，给区内居民创造了一个安全的生活环境。