浮石乡中心城南小学滑坡稳定性评价与治理方案

江西省煤田地质勘察研究院 张小兴，张影，徐晓明

山体滑坡是山区时常出现的自然灾害，引发的原因往往是连续强降雨，导致山体土层渗水，出现水土流失，进而导致山体滑坡的出现。山体滑坡危害大、发生速度快，但是通过提前观察可以有效治理，或者疏散周边群众，避免造成生命财产损失。对于山体滑坡的治理，首先需要评估其稳定性情况，根据稳定性和滑坡风险制定合理的治理方案，主要采用的技术包括锚杆格构护坡、喷射混凝土浇筑和修筑钢筋混凝土挡墙等，而对于治理方案的选择需要从施工难度、治理效果、建设工期和施工成本等角度加以考量。浮石乡中心城南小学滑坡治理取得了成效，在保障周边群众和学校安全的同时，消除了长期存在的安全隐患，使其变得再无后顾之忧。

一、项目背景简介

本文涉及的不稳定斜坡位于江西省赣州市南康区浮石乡中心城南小学东侧山体，中心小学紧邻边坡坡脚。虽然边坡到目前未发生过滑坡，但由于连续多天降雨，于2019年4月12日上午切坡坡面出现多处渗水现象。学校领导发现后，立即向当地乡镇反映情况，乡镇领导立即向区矿管局汇报情况。经过区领导和专业人员对现场进行稳定性评价，认为该滑坡存在较大垮塌风险，需要立即采取治理措施。2019年9月，赣州市南康区教育科技体育局委托江西省煤田地质勘察研究院承担赣州市南康区浮石乡中心小学不稳定斜坡治理工程勘查设计工作。

该研究院承接任务之后，立刻开展测量工作，测量的内容为浮石乡中心城南小学不稳定斜坡范围及影响区域，南北长190m，东西宽为168m，面积约为0.032km2。1:200纵剖面线3条，剖面线总长为122m。本次勘查布设钻孔7个，钻探总深度为108.3m，13个调查点。为控制滑坡隐患体后缘地层，在滑坡后缘布置ZK7。为了查清楚滑体厚度、滑坡带、滑床、物质组成及发生滑坡的可能性，在滑体上沿各剖面线布设ZK4、ZK5、ZK6。为了查清楚边坡整体稳定性情况，查清坡脚地质岩层发育情况，并考虑到预计工程部署，在边坡坡脚布设钻孔ZK1、ZK2、ZK3。

二、浮石乡中心城南小学滑坡稳定性评价

（一）稳定性分析方法与模型

由于本次勘查发现地下水较浅，且降雨期间坡面有泉水渗出，水量较大，但因坡顶不存在张节理，所以边坡不会受到静水压的影响，在稳定性计算中则不考虑该因素，本次的边坡稳定性可以按照以下平面滑动法模型计算，计算时沿横断面方向取1m宽的岩块作为计算的基本断面，不计两侧摩阻力。

计算公式如下：

γ：岩土体的重度（kN/m3）；

C：结构面的黏聚力（kPa）；

φ：结构面内摩擦角（°）；

A：单位长度结构面的面积（m2）；

V：岩土体的体积（m3）；

β：结构面的倾角（°）；

根据滑坡的形态和结构特征、变形机制及稳定性，确定两种工况下进行稳定性计算。经过计算，在自重工况下，安全系数为1.25，在自重+暴雨工况下，安全系数为1.15，即选择非暴雨情况施工安全性更高。

（二）稳定性计算

稳定性验算：通过现场试验及经验值确定结构面天然工况下内摩擦角φ取26°，暴雨工况下内摩擦角φ取23°，黏聚力天然工况下黏聚力C取11kPa，暴雨工况下黏聚力C取9kPa。结构面倾角根据剖面线和岩层产状的夹角关系，计算得出结构面在剖面方向的倾角为25°。表1是天然工况和暴雨工况的稳定性计算结果。

根据表1中的计算结果可以得出，该不稳定斜坡在天然状态下处于基本稳定——稳定状态，浸水饱和情况下处于不稳定、欠稳定、基本稳定状态。

表1 天然工况和暴雨工况下的稳定性计算结果

（三）其他滑坡稳定性影响因素

1.软弱夹层

根据野外勘查情况，切坡坡面在高1-1.7m范围内出露一段泥质软弱夹层，从主教学楼东侧2剖面开始，沿切坡面向南延伸至3剖面线位置，软弱夹层没有贯通至坡顶。软弱夹层在遇水情况下易液化发生塑性变形，导致上部岩体应力集中，且软弱夹层对上下层的强风化层起到了润滑的作用，将加剧上部岩体发生下滑，因此，软弱夹层的存在加剧了边坡发生滑坡的可能性。

2.地下水

根据勘查资料，降雨期间坡面有4处泉水出露，位于主教学楼东侧2剖面线附近。项目区北部有一条近似东西走向的水沟，水量较小，勘查过程中坡脚钻孔见较浅水位，可见地下水总体较为丰富。当暴雨天气来临并持续一段时间之后，该边坡的坡面会成为地下水的集中排泄区，导致边坡土体出现大量裂隙，岩体破碎，进一步增加了滑坡的风险。在地下水流的冲击作用下，土壤被冲刷而下，造成较为严重的滑坡。

三、治理方案

（一）治理内容设计

根据前期勘察结论及对该滑坡稳定性的计算判断，结合当地以往的滑坡治理经验，本着人民群众生命财产安全处于第一位的原则，选择对该滑坡进行防护治理，以避免对坡脚群众的房屋、土地、学校和交通出行造成影响。具体 包括以下治理内容：

1.削坡减载

对该处存在滑坡风险的边坡，采用削坡减载的方法，对滑坡的整体进行削坡减载，削去坡面上的一部分，从而减少坡脚承受的荷载压力，并且还能够避免暴雨和地下水造成坡顶滑坡，带动坡脚出现问题。鉴于边坡所处的周边环境生态情况，本次施工不采取削方减载工程。

2.排水工程

根据勘查报告中对边坡失稳的成因分析，水是边坡发生崩滑的重要影响因素，因此，容易实施且见效快的排水工程对任何一个边坡的预防和治理都是不可缺少的。影响本滑坡区的水源主要来源于大气降水，边坡出露岩土较为破碎。该边坡破坏模式分析为在连续降雨或强降雨的情况下，大量雨水使得残坡积及强风化泥岩充水饱和，在边坡势能作用下，因自重及应力条件改变发生下滑，宜在坡顶修建截水沟，坡体设置排水管，形成一个统一排水网络，使边坡以上来水不流入区内，边坡体内降的水通过排水管尽快排出坡体，减少其对边坡稳定性的影响。

3.坡面加固工程

根据现场勘查分析，隐患边坡主要以滑移式滑坡为主，通过类比以往相似工程治理方案以及充分参考相关规范，边坡坡面治理适宜采取有效护坡，具有较强的加固作用，减缓坡面岩土体风化速度，避免其被雨水直接冲刷。本次设计通过锚杆格构以及喷射混凝土来加固坡体。

4.坡脚支护

在做好边坡排水工程、坡面加固等主体工程后，本次设计在北部段切坡较矮处坡脚修建钢筋混凝土挡墙支挡。

5.复绿工程

在做好边坡排水工程、坡面加固等主体工程后，还应对边坡进行复绿，达到与周边自然环境、人文居住环境相协调。

6.其他工程

在做好边坡排水工程、坡脚支护、坡面加固等主体工程的同时，还应建立和落实群测群防的地质灾害治理体系，加强对滑坡的监测和预警，将可能的灾害损失降到最低，确保人民群众的生命和财产安全。根据施工成本、施工周期、治理效果等因素，制定了滑坡治理方案为：锚杆格构护坡+喷射混凝土护坡+钢筋混凝土挡墙+截排水沟+复绿工程。

（二）工程施工情况

本方案设计B段、C段边坡坡面采用锚杆格构+喷射混凝土护坡，合计护坡面积1804m2。

1.锚固工程

根据上文计算的稳定性结果，结合该边坡其他可能引发滑坡的因素，最终选择设计边坡自上而下锚杆最大排数为7排，从标高140.5m处往上一直到坡顶，均匀设置锚杆。锚杆的水平间距和垂直间距约为2.5m，将其安装架设在格构节点处，下方三根锚杆的长度略短于上方四根，为9m，入射角度均为25°，上面4排锚杆长度均为12m，入射角度均为25°。锚杆配置Φ32的HRB350螺纹钢筋，锚固段直径200mm，全黏结灌浆，锚杆使用封锚处理末端，避免泄漏。使用的注浆材料包括纯水泥浆，型号为M30，采用普通硅酸盐水泥配制而成，水灰比接近0.5（±0.05），并且根据水泥的用量适当加入少量膨胀剂，约为二十分之一到十分之一。在正式施工之前，先对锚杆进行抗拔试验，试验结果达标后方可进行实际施工。

2.正方形钢筋混凝土格构护坡设计

在该边坡南段上部需要建设正方形钢筋混凝土格构护坡结构，施工高度位于标高143.0m以上。该正方形钢筋混凝土格构护坡机构的主要作用是防护边坡上部滑坡，在该边坡南段，坡顶上部没有达到削坡减载的需求，但是又存在一定的风险性。正方形钢筋混凝土格构护坡结构的施工工序为平整坡面，钢筋混凝土骨架施工和前期养护。首先，平整坡面。即清除坡面上的危石、松土等，顺便填补坡面上存在的凹坑，将坡面整理平滑，以便于后期的钢筋混凝土格构建设。正方形钢筋混凝土骨架施工则是先开挖骨架沟槽，在坡面上开挖深度较浅的沟槽，用于安装骨架，然后将组装好的骨架安装放置在沟槽中，之后回填沟槽，用混凝土砌筑格构，形成混凝土格构层，最后再进行绿化恢复，将草皮、植被等回归原位，减少对环境的破坏。

3.钢筋混凝土挡墙

根据边坡坡高、坡度、所处位置及危害程度大小，在A段设置挡土墙50m。挡墙地面以上均为3m高，墙踵埋深1.01m，墙趾埋深0.5m，基底向边坡侧内倾11°，底宽2.48m，挡土墙顶宽0.8m，墙趾宽为0.8m，墙背直立，墙面坡比1:0.25。挡墙墙顶根据坡面地形控制，挡土墙采用混凝土结构，标号为C30。墙内设置主筋，主筋钢筋直径Φ16@200，钢筋型号HRB400，连接主筋采用Φ10圆钢，点焊封闭，间距200。墙体预留一排泄水孔，材料可用φ100mmPVC管，水平间距为2m。挡墙间隔10m设置变形缝一道，缝宽30mm，使用沥青麻筋或沥青木板等柔性材料，沿墙胸、背、顶三面填深度为200mm。

4.复绿工程

为使工程与周边环境相协调，边坡坡面格构框架内撒播草籽，撒播面积1640m2；在B段边坡11号—23号桩间挡墙前侧砖砌花坛，内填0.4m高的填土，用于种植攀爬植物绿化坡面。攀爬植物可选用爬山虎，种植间距0.5m/株，每段花坛种植7株，共需84株。在该边坡治理过程中，植被损坏并不严重，因为部分植被已经被暴雨冲刷脱落，但是仍旧需要恢复坡顶和坡脚的绿化，以保护生态环境。

四、小结

综上所述，经过一系列治理，该边坡取得了非常满意的治理效果。成功以相对较低的成本在最短时间内完成了对滑坡的治理，为今后的滑坡治理起到了一定参考作用，并且在该边坡的治理过程中，仅仅使用不到一个月的时间就完成了施工建设，施工过程中也没有对周边地区的居民和道路交通产生影响，施工完成后又经历了一次暴雨天气，边坡治理工程充分发挥其作用，没有出现任何滑坡迹象。本次边坡治理的施工技术和方法都较为科学合理。在实际的滑坡预防和治理中，需要根据具体情况选择合适的治理方法，以提高质量和效果，保障周边地区的群众安全和生态环境。