贺兰山地区石质滑坡地质灾害治理设计方案

贺兰山地区石质滑坡地质灾害治理设计方案

陈军委1王智2李杰3李龙亮4

1宁夏广地大为建设有限公司750002；

2北京岩土工程勘察院有限公司100083；

3宁夏回族自治区地质矿产勘查院750021；

4宁夏回族自治区地质工程院750001

摘要：滑坡地质灾害是山区工程主要病害之一，滑坡坡面的滑动，可引发公路路面鼓丘、开裂，损毁严重，道路内侧挡土墙护坡及截排水沟开裂、坍塌等。其稳定性将影响到公路车辆正常通行及人员安全。在暴雨和连阴雨天气发生滑塌的可能性大，因此该滑坡一旦失稳滑动，将直接威胁过往人员车辆及自然保护区巡查人员生命财产安全。本次治理的主要任务是尽快消除滑坡地质灾害隐患。希望对矿山滑坡地质灾害治理效果的提升有一定帮助。

关键词：石质滑坡、地质灾害、基本特征、方案设计

一、治理工程位置及危害对象

贺兰山地区石质滑坡位于宁夏回族自治区石嘴山市大武口区兴民村西北1.9km处，北距国电大武口热电有限公司灰场700m，南距大武口城市中心约6km。滑坡中心地理坐标106°23′38.90″，39°04′08.21″，地貌为中山区，海拔在1225-1337m。兴兴公路从滑坡前缘通过，由此连接京青线、大汝公路、京藏高速等，交通较便利。滑坡将对滑坡体前缘设施及人员造成严重威胁，主要危及对象有：

1、滑坡前部公路因滑坡体蠕动造成路面鼓丘、开裂，损毁严重；

2、严重威胁运灰车辆及相关工作人员生命财产安全；

3、滑坡体造成道路内侧挡土墙护坡及截排水沟开裂、坍塌；

4、对道路绿化带植被造成威胁；

5、若发生滑坡，影响热电厂正常运营，灰渣处置困难，对生产经营造成严重影响。

6、在暴雨或连阴雨天气下，若发生滑坡，滑坡体的碎石土，成为泥石流物源，可能会引发泥石流，破坏山下居民区、大汝铁路、G110国道等，威胁运过往车辆行人及附近居民，造成严重后果。

二、滑坡地质灾害基本特征

该滑坡平面形态上表现出具有中部厚，两侧薄，前缘厚，后缘薄的形态特点，垂向上有滑体、滑带、滑床，平面整体呈舌形，西北高、东南低（图1），一般坡度在30°左右，后缘处的坡度可达48°，主滑方向为ES160°。目前该滑坡仍处于蠕滑阶段，经过长期蠕变，后缘张拉裂缝较大，地表裂缝发育多且明显。

1、滑体

滑体为碎块石土（局部粉质粘土较多，为植被层），最大可揭露深度为13.6m，褐黄色，土石比为2∶8～3∶7，碎块石岩性为砂岩、泥岩、凝灰岩等，褐黄色，碎石粒径一般为2～10cm，块石块径一般为10～80cm，少量块径达1.5m以上，块石呈棱角状或次棱角状，全风化～强风化，堆积体极为松散。其下为碎石土。

2、滑带

现场调查探井中可见滑动带，本滑坡为软硬岩层相间的顺层滑坡，滑动带岩性为泥页岩夹少量小碎石，灰绿色。可塑。厚度在20cm至50cm不等。

3、滑床

滑坡体后部变形区潜在滑动面均为土岩接触面，滑床为二叠系石河子组砂岩，岩体较硬，抗风化能力较强，岩层产状为165<30°。

三、治理工程方案

（一）防治目标与原则

滑体治理的目标是采用工程措施辅以安全监测，提高滑坡的稳定安全储备，进而保护滑体周边设施及人员的生命财产安全。

因害设防，突出重点，综合治理，使灾害得以控制。工程措施与非工程措施并举。工程措施应遵循技术可行，经济合理，一次性根治不留后患的原则；非工程措施应加强政府的职能，加大宣传力度，提高地质环境保护意识，做好监测、预报等防治工作，重视城市建设规划与滑坡防治工作。

（二）治理技术方案设计

滑坡治理工程方案主要有减重、治理地下水、改善滑带土的性质、抗滑工程、导滑工程等方法。根据本工程的特点，设计本滑坡的治理方案有削方减载工程、抗滑桩工程、排水工程工程和修复工程。

1、削方减载工程

对滑坡体中上部滑体厚度相对较大，坡面较陡和有凌空面的地段区域进行表面清坡处理，设计清坡平均厚度为3m，将清除的渣土运至滑坡的前缘附近地势相对较低洼的部位进行回填碾压，并修葺挡土墙，稳固回填土。削方总方量约55197.2m3，挡土墙长度251.2m。

2、抗滑桩设计

（1）抗滑桩的布设

由于采用了削方减载工程，对滑坡体稳定性重新进行计算后，抗滑桩工程共设一排，总计24根，考虑，滑坡体削方减载，下滑力减小，重新计算下滑力后，设计桩长L=10-30m，桩间距均为4.0m；

（2）抗滑桩材料：桩身用C30砼，钢筋规格为16、20、25和32；桩底用C10细石混凝土封底；

（3）护壁材料：护壁用C20砼，平均厚度20cm，钢筋规格为8。

（4）抗滑桩设计

由于滑坡所处区的特殊性，根据勘查结果及稳定性计算，本滑坡A-A’剖面在工况I（自重+地表荷载+地下水）下处于欠稳定状态、工况Ⅱ（自重+地表荷载+地下水+暴雨）及工况Ⅲ（自重+地表荷载+地下水+地震）的条件下处于不稳定状态。按照《滑坡防治工程设计与施工技术规范》要求该滑坡治理工程等级为I级，按工况I（自重+地表荷载+地下水）设计，安全系数取1.25，以工况Ⅱ和工况Ⅲ进行校核，安全系数分别取1.15和1.05，据滑坡推力计算结果表明在工况Ⅲ条件下A-A’剖面剪出口有剩余下滑力，考虑运灰道路的重要性，工况Ⅲ安全系数取1.05。

（5）滑坡抗滑桩：

抗滑桩截面尺寸：剖面为b×h=2×3m，桩长L=15-35m，桩间距为4.0m，由于趋近于A-A’剖面方向上设桩处滑体厚度渐增，且嵌固段岩土体较破碎，工程力学性质较差，故嵌固段深度须相应调整加大，应嵌入滑床中约1/3-2/5。根据各剖面设桩处剩余下滑推力的大小、滑体厚度以及嵌固段岩土体力学性质等综合确定桩身的长度和配筋。设计抗滑桩总数24个。

3、地表排水设计

设置2条排水沟，即P1和P2排水沟；4条截水沟，即J1、J2、J3、J4截水沟，排水沟大致沿着变形区两侧边界外围附近布置，根据实际地形情况可做适当调整，长度合计为593.7m。4条截水沟布置在两个变形体后缘、中部，长度合计为886.9m。

(1)排水系统布置

地表排水的目的是拦截滑坡地段以外的地表水，不使水流入滑坡区内，并尽快排除滑坡范围内的雨水，引导地表水在滑坡体外的稳定山坡处排走。地表排水系统包括截水沟、排水明沟等，沿滑坡后缘布置截水沟，尽量截住或减少滑坡体外来水流入滑坡体内。

根据贺兰山地区石质滑坡的地形条件，对该滑坡共布置了4条截水沟和两条排水沟。采用M10浆砌块石砌筑，为防止坡面混凝土的变形破坏，采用间距为15m的纵向伸缩缝，缝宽2cm，以沥青或木条填充。

(2)截、排水沟结构

截、排水沟采用矩形截面，浆砌块石护砌，底部设C15砼垫层，厚度10cm，截水沟侧壁靠山侧布置排水孔，墙背后设0.30m宽砂砾石反滤层，以利排水，在陡坎或者落差相对较大处采取多级跌水坎结构形式。

(3)主要特征尺寸设计

国电大武口热电有限公司运灰道路滑坡截、排水沟长度共计约808.6m，截、排水沟截面尺寸依据冲沟汇流面积和当地水文资料，估算排水流量，确定排水系统规模。排水系统的设计断面尺寸取值如下表1：

3、修复工程

（1）混凝土道路修复

由于滑坡的蠕动作用，造成现状道路路路面开裂、鼓包，严重影响通行效率。根据现场调查，破坏区路面总长度410m，道路宽度8m，路面采用混凝土结构，厚25cm。鉴于该段道路位于滑坡体前缘的位置特征，本次修复混凝土路面采用钢筋混凝土结构，设计混凝土规格为C30，钢筋采用双层钢筋网片，布设间距20cm×20cm，设计厚度25cm。

（2）浆砌石护坡修复

现状运灰道道路内侧浆砌石护坡，由于滑坡蠕动损毁严重，需对该段护坡进行重新修葺。设计抗滑桩混凝土连档护坡，抗滑桩露出地面3m，抗滑桩之间用钢筋混凝土挡墙连接，挡墙高3m，厚0.5m。

结束语：

综上，本文结合工程实例，深入分析了贺兰山地区石质滑坡地质灾害治理工程设计方案，研究结果表明，滑坡地质灾害是生产生活中对人们的生命安全财产安全有非常大的威胁。通过合理的工程措施消除潜在的地质灾害隐患，保证过往人员车辆及自然保护区巡查人员生命财产安全。

参考文献：

[1]张莉莉.浅论如何加强地质灾害治理施工的质量控制[J].科研,2017(1):00156-00156.

[2]胡文韬，杨文远主编《工程地质学》地质出版社.1997年9月.

[3]孔德坊，王士天等《中国工程地质学》科学出版社.2000年10月.