济源市王屋镇第一中学滑坡治理方法

陈涵思

（河南省资源环境调查三院，河南 郑州 450000）

0 引言

2008年，济源市王屋镇第一中学西部边坡发生滑动，主要表现为学校建（构）筑物开裂，操场局部滑塌，此后每年滑坡体上都发生局部的小规模滑塌，坡顶及坡底建筑物裂缝还有加剧的趋势，当地政府进行了应急处置，将滑塌体清理后修建浆砌石挡土墙进行加固。2021年强降雨期间，该边坡再次发生滑动，严重威胁学校师生及周边居民约588 人的生命财产安全。为了避免人员伤亡和财产损失，济源市对该滑坡采取了工程治理的措施来消除地质灾害，具体工程量布置为：坡体整形9 500 m3，抗滑桩57 根（其中A 型C30 混凝土抗滑桩23 根，直径1.0 m，桩长15.0 m；B 型抗滑桩34 根，直径1.0 m，桩长9.0 m），挡板56 块（C25 混凝土挡板板厚30 cm，板高1.5 m，板长2.6 m），C20 毛石混凝土挡土墙长74 m；浆砌石截水沟530 m；坡面绿化（撒播草籽）4 250 m2。通过坡体整形、抗滑桩施工、挡土板、重力式挡土墙、截排水、坡面绿化等工程和生物措施的实施，达到消除滑坡地质灾害、保障周边群众生命财产安全的目的。

1 滑坡治理区地理位置

济源市王屋镇第一中学滑坡位于王屋镇，地理坐标为东经112°16'30.4″，北纬35°6'58.32″，王屋镇政府东侧，距济源市区直线距离约37 km。项目区沿省道S312（连固线）、县道可直达，交通十分便利。

2 滑坡特征

济源市王屋镇第一中学滑坡位于冲沟东侧斜坡上，地势总体东北高西南低，坡16°～20°。滑坡形态如图1 所示，滑坡右侧变形裂缝如图2 所示。经本次勘查，确定滑坡的规模为纵长约60 m，横宽约230 m，面积约0.83×104 m2，滑体厚2～8 m，平均厚度约5 m，体积约12.6×104 m3，属中型浅层土质滑坡。平面形态呈“扇”形，主滑方向约262°。

图1 滑坡形态

图2 滑坡右侧变形裂缝

3 勘查主要结论

3.1 滑坡类型

区内由于建设场地过程中大量的开挖、切坡和回填活动，在斜坡前缘形成陡坡，产生临空面，不利于坡体自身稳定性［1］。斜坡表面的土体的渗透性较好，有利于降水的渗入，使土体软化，抗剪强度迅速降低。土体在与重力的共同作用下易沿软弱带（滑带）产生滑动变形，形成浅层土体牵引式滑坡［2］。

3.2 滑坡致灾等级

滑坡直接威威胁周边学校师生及居民588 人，预计经济损失约3 650 万元。按照《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864—2016）6.3 中表3滑坡防治工程分级标准，判定该致灾地质体地质灾害防治工程等级为一级。

3.3 滑坡稳定性

滑坡区滑坡体在天然状态下，处于基本稳定-稳定状态。在连续降雨、暴雨、地震的影响下，滑坡体的稳定性降低，处于欠稳定-不稳定状态。滑坡稳定性与降雨的关系密切，在天然状态下处于基本稳定状态，在雨水的影响下其稳定性降低［3］。稳定性计算结果与宏观变形分析吻合。

3.4 滑坡污染情况

区内及附近无污染源，土层为未污染土，水、土壤对钢筋混凝土的腐蚀性为微腐蚀性。

3.5 滑坡治理建议

根据滑坡的形态、结构特征及形成机制，考虑各种工况下的稳定性，建议防治工程采用抗滑支挡体系和地表排水体系相结合的方案。

4 施工方法及工艺

4.1 坡体整形与清运工程

施工工艺为测量放线→原始坡面测量→自上而下、由北向南进行坡面清理→测量坡度→压实→坡体整形后进行坡面测量。

①测量放线：按照设计图纸，清理之后坡顶高程557.83～568.15 m，坡底标高基本以挡土板高程为基准，清理后标高554.44 ～560.92 m。坡体整形之后的地形坡度8°～15°，坡体整形工程范围、厚度符合施工设计图要求。②施工顺序：坡体整形工程自上而下、由北向南的方式进行，每段施工长度50 m。③滑坡体坡面清理：清理滑动的人工填土、坡积土，清理厚度1.5～2.6 m，平均厚度2.0 m，坡面清理面积4 750 m2，清理滑坡体渣土9 590 m3。④坡面整形后与周围地坪平顺连接，并用挖掘机反铲压实坡面。⑤清理的人工填土、坡积土采用挖掘机挖装，自卸汽车转运至弃土区，运距5 km，清运渣土9 590 m3。

4.2 抗滑桩工程

旋挖桩施工→钢护筒制作与埋设→钻孔施工→成孔检查→钢筋笼制作与安装→桩身混凝土灌注→做好旋挖桩施工记录→旋挖桩的质量检查。

4.2.1 施工要求。桩采用圆形旋挖桩，桩直径1.0 m，桩成孔依据不同区域各类型而定［4］。①旋挖桩的施工严格按设计图施工，将开挖过程视为对斜坡进行再勘查的过程来进行，配备相关技术人员及时编录施工地质情况，实行信息化施工。②钢护筒的制作与埋设：长度不大于4 m 的钢护筒，采用厚4～6 mm 的钢板制作，长度大于4 m 的钢护筒，采用厚6～8 mm 钢板制作，钢护筒高出施工地面0.3 m。钢护筒埋设前，先准确测量放样，保证钢护筒顶面位置偏差不大于5 cm。埋设中保证钢护筒斜度不大于1%，用粗颗粒土回填护筒外侧周围，回填密实。③钻孔施工：钻孔机成孔一般为清水施工工艺，无需泥浆护壁。若有地下水分布，且孔壁不稳定，可向孔内投入护壁泥浆或稳定液进行护壁。④成孔检查：成孔达到设计标高后，对孔深、孔径、孔壁、垂直度等进行检查，不合格时采取措施处理。成孔检查方法根据孔径的情况来定，当钻孔为干孔时，可用重锤将孔内的虚土夯实。经质量检查合格的桩孔，及时灌注混凝土。 ⑤钢筋笼的制作与安装可根据场地的实际情况按下列要求进行，待灌注的桩孔孔底沉渣必须清理干净，经检查合格后，方可安放钢筋笼。所准备的材料应满足单桩连续灌注。⑥桩身混凝土灌注应连续进行，不得留施工缝。桩身混凝土，每连续灌注0.5～0.7 m 时，应使用插入式振动器振捣密实一次。对已浇注完毕的旋挖桩应及时派专人用麻袋、草帘加以覆盖并浇清水进行养护，养护期7 d 以上。⑦做好旋挖桩施工记录。旋挖桩属于隐蔽工程，施工过程中，应做好各种施工和检验记录。对于发生的故障及其处理情况，应记录备案。 ⑧旋挖桩的质量检查包括原材料质量、孔位偏差、桩身断面尺寸、孔底高程、孔的偏斜、钢筋笼焊接、钢筋笼制作、混凝土试块强度、桩身质量。

4.2.2 施工情况。①抗滑桩钻孔采用旋挖钻进成孔工艺：旋挖桩的施工应严格按设计图施工，应将开挖过程视为对斜坡进行再勘查的过程来进行，必须配备相关技术人员及时编录施工地质情况，以利于反馈设计、实行信息化施工［5］。 ②在桩位埋设了6 mm 厚钢板护筒，护筒直径1.2 m，埋深1.5 m，布设了泥浆池、泥浆循环槽。 ③钻孔施工：干式旋挖钻进，对于人工填土较厚区域采用泥浆护壁钻进工艺。本项目多数桩孔采用干式旋挖工艺，进入砂岩之后为冷却切刀，钻孔内注入清水。④成孔检查：各项检查指标均达到设计要求。⑤冲孔换浆：本次采用徐工集团XR160E、三一重工SR285R 型旋挖桩机，多数采用清水冷却切刀。终孔之后沉渣厚度基本为零，达到设计和规范要求。⑥钢筋笼制作：严格按照施工设计图进行制作，主筋搭接长度大于30 d，2 根一束的主筋布设，按照设计组装焊接。⑦钢筋笼吊装：待冲孔换浆、孔底沉渣清理干净之后，用吊车安放钢筋笼，2根一束的主筋布设方向正对主滑方向。 ⑧混凝土灌注：本工程采用济源市某有限公司生产的商品混凝土，通过罐车、泵车，实现了一次连续灌注。对已浇注完毕的旋挖桩用草帘加以覆盖并浇清水进行养护。⑨旋挖桩施工记录。对抗滑桩桩位、成孔、沉孔质量检查、冲孔换浆、钢筋笼吊装安放、混凝土灌注等均做了施工和检验记录。⑩进行了钢筋笼焊接、混凝土试块强度、桩身质量检测等外检工作。⑪本项目57 根灌注桩，桩位置、桩孔直径、入岩深度、桩顶标高、钢筋笼位置、灌注混凝土量等全部达到设计和规范要求。

4.2.3 完成的实物工作量。①旋挖机挖孔：累计完成57根桩的挖空任务，挖孔总延米584 m，其中挖土117.6 m，挖岩石466.4 m。②清渣外运：累计外运石渣和泥土466.295 m3。③钢净笼制作57 个，使用钢筋总量129.164 t。④商品混凝土灌注桩数57根，实际灌注C30 商品混凝土651 m3。⑤经过桩身完整性检测（超声波透射法）的33 根桩，Ⅰ类桩（完整桩）33 根；桩身完整性检测（低应变法）监测的24根桩，Ⅰ类桩（完整桩）24根；桩身质量优良率100%

4.3 挡土板工程

施工准备→破桩头→绑扎钢筋→验收钢筋网片→支护模板→桩间挡土板混凝土灌注→混凝土养护→挡土板两侧土体回填→竣工验收。

①本项目为保证抗滑桩与挡土板共同受力，按照施工设计图将抗滑桩桩顶混凝土破除，露出钢筋，使挡土板的钢筋与抗滑桩主筋相连，按照设计图纸绑扎钢筋。②按照设计支设模板，支护钢模板270 m2。③对模板位置进行检查校正后，开始灌注C25 商品混凝土。④对浇筑后的挡土板进行苫布覆盖，浇水养护。

4.4 挡土墙施工

测量放线→挡墙基础开挖→振动压路机压实→3:7 灰土回填、压实→碎石垫层→浆砌毛石砌筑、深沉缝→墙背土回填及反滤层堆放、滤水管安放→砌筑→墙体勾缝及表面加工→墙背边坡夯填、整形→养护。

施工中的质量控制。①材料选择：施工用的水泥型号为袋装PO42.5 级，砂为中粗砂，碎石粒径为2～4 cm，石材选用灰岩，块径不小于30 cm。材料进场后，见证取样并送至实验室进行检测，材料性能、抗压强度等指标均符合设计要求。②基槽开挖：测量人员按设计要求对挡土墙中线进行测量放样，基槽开挖以中线为中心向两侧开挖。原设计基槽开挖深度0.3 m，因滑坡体扰动土层的深度较大，故根据现场情况，经设计单位变更，将基槽宽度变更为4.7 m，深度变更为3.25 m。开挖过程中，技术人员对基底土层，基槽深度、宽度、长度进行检测，共检测点数20 个，误差在±20 mm 内，符合设计要求，并将检测结果报现场监理进行验收。③基础处理：根据现场情况用3∶7 灰土对挡土墙基底进行了处理，在宽4.7 m、深3.0 m、长77 m 的基槽内用3∶7 灰土进行了回填夯实，然后在灰土上部敷设0.3 m 厚碎石垫层。④配制砂浆：砂浆在现场进行搅拌，配合比送至实验室进行检测，配合比符合规范要求。⑤浆砌毛石：砌筑毛石时，做到了纵、横缝互相错开，每层横缝厚度保持均匀，砂浆饱满。监理现场旁站指导施工，施工过程中，每隔10 m 对挡土墙高度及厚度进行检查，共检查点7 个，允许偏差控制在±20 mm。 ⑥深沉缝：浆砌石挡土墙砌筑过程中，每隔20 m 砌筑一条聚酯板深沉缝。⑦勾缝抹面：均由专业人员进行。

4.5 截排水沟施工

场地平整→测量放线→基础开挖→基地夯实、砂石垫层→浆砌块石→基槽回填→养护。

4.5.1 施工中的质量控制。①施工放样：主要对排水沟的轴线及高程进行控制，放样时保证渠轴线符合设计要求，能对渠的开挖高程进行控制。②基槽开挖：根据土方开挖要求进行施工，做隐蔽工程记录与签证。③垫层施工：铺设时按设汁要求进行施工，并做隐蔽工程记录与签证。④浆砌石砌筑：砌石采用铺浆法砌筑，砌筑时，石块采用分层卧砌，上下错缝，内外搭砌。砌石体尺寸和位置的允许偏差，不超过有关的规定。

4.5.2 完成实物工作量。人工沟槽土方开挖566.46 m3，砂石垫层47.2 m3，M7.5 浆砌块石264.35 m3，砂浆抹面881.16 m2。

4.6 坡面绿化工程

施工结束后，对坡面撒播紫穗槐灌木、四季青面积4 250 m2。治理后俯瞰效果如图3 所示。

图3 治理后俯瞰效果

5 结语

通过抗滑桩+挡土板+挡土墙+排水渠相结合的方法施工后，一方面有效预防了该区域的水土流失，消除了滑坡地质灾害的影响，另一方面减少了地质灾害造成道路、通信、电力线路的经济损失，避免对群众生命财产造成威胁，对改善群众的生产生活及环境质量具重要意义。