首页注释:本案例在于探讨土质滑坡的成因、危害性及有效的工程防治措施与治理策略,旨在为地质工程领域、环境保护部门及受滑坡威胁地区的居民提供科学指导与实践参考。作者:强跃,男,汉,工学硕士,教授(三级),硕士生导师,主要从事三峡库区地质灾害防治研究,工作单位:重庆三峡学院。在此特别指出,本案例仅用于教学,在编制过程中参阅了前人成果,收集了部分单位一线资料,在此致以衷心的感谢和美好的祝福,若涉及侵权,请联系删除,QQ邮箱:652344220@qq.com。
摘要:本案例旨在通过对万州区高峰街道洪安村2组柑子林滑坡的详细现场调查与初步分析,探讨该区域滑坡的地质特征、成因机制、物理力学性质及其对区域工程建设的影响。
关键字:土质滑坡,工程治理
引言:土质滑坡是指主要由土体(如残积土、风化土、黄土等)组成的斜坡,在重力作用下,因内部应力状态失衡,沿软弱面或潜在滑动面发生剪切破坏,并沿一定方向整体下滑的自然现象。其发生往往伴随着地形地貌的急剧变化,对下方居民区、交通线路、水利工程等造成直接危害。
背景介绍:万州区高峰街道洪安村2组柑子林滑坡(经纬度坐标:108.297390,30.705291)为我区地质灾害群测群防点,同时为我区地质灾害高风险点。查阅前期隐患点资料可知:滑坡平面形态呈箕形,纵长200m,横宽200m,平均厚度2~8m,面积4×104m2,体积32×104m3,为中型土质滑坡。滑坡整体地形较平缓,地面坡角15~25°,分布耕地及建筑,局部形成陡坎。滑坡中上部斜坡区土体稳定性差,房屋局部有开裂;滑坡后缘为陡崖底部为边界;滑坡两侧边界以微地貌形态(脊状地形和陡缓地形交界处)以及岩土界线为界;滑坡前缘坡度较陡,前缘斜坡底部为103省道(万忠公路),距滑坡约60m。位于滑坡体左侧前缘秦从安(1户2人)后缘陡斜坡下错,孤石滑移拉裂,后缘排水沟被陡斜坡滑体崩坡积岩土体堵塞,十分危险。
内容:
一、调查报告的主要结论及建议
1.1主要结论
高峰镇柑子林滑坡位于万州区高峰街道洪安村2组。目前秦从安屋后陡斜坡变形区域横宽约30m,纵长约15m,厚约2~5m,约1500m3,为浅层小型土质滑坡,主滑方向为149°,下伏基岩为泥岩,地层产状330°∠4°。主要威胁下方秦从安1户2人居民生命财产安全。该滑坡变形主要表现在滑坡后缘下挫0.2~0.5m,前缘不断滑塌堵塞居民房屋后缘排水沟造成排水沟淤积约1~3m的崩坡积块石土,土体侧压力造成干砌条石房屋局部变形降雨期间不断渗水,坡体表面分布体量5~10m3不等的孤石,易随滑塌体滚落冲击破坏底部居民房屋。
1.2建议
对坡面孤石进行清除疏通截排水沟,对前缘局部滑塌区域采用柱板式锚杆挡墙支挡。
二、滑坡基本特征及稳定性评价
调查区微地貌单元主要为斜坡地貌,滑坡段为陡斜坡地貌,坡度20°~45°,出露岩层产状330°∠4°。斜坡表层主要为第四系崩坡积层(Q4col+dl)孤块石土,黄褐色,稍湿,松散~稍密,块、碎石成分为砂岩和泥岩,直径5cm~100cm不等,最大可达5.0m,其中20cm~50cm块石居多,占约30%,5cm-20cm碎石次之,占约20%,大于50cm占约10%,余为角砾及粉质粘土,厚度2m~5m。
整个滑坡体平面形态呈箕形,纵长200m,横宽200m,平均厚度2~8m,面积4×104m2,体积32×104m3,为中型土质滑坡。滑坡整体地形较平缓,地面坡角15~25°,分布耕地及建筑,局部形成陡坎。滑坡中上部斜坡区土体稳定性差,房屋局部有开裂;滑坡后缘为陡崖底部为边界;滑坡两侧边界以微地貌形态(脊状地形和陡缓地形交界处)以及岩土界线为界;滑坡前缘坡度较陡,前缘斜坡底部为103省道(万忠公路),距滑坡约60m。位于滑坡体左侧前缘秦从安(1户2人)后缘陡斜坡下错,孤石滑移拉裂,后缘排水沟被陡斜坡滑体崩坡积岩土体堵塞,十分危险。目前该滑坡变形主要表现在滑坡后缘下挫0.2~0.5m,前缘不断滑塌堵塞居民房屋后缘排水沟造成排水沟淤积约1~3m的崩坡积块石土,土体侧压力造成干砌条石房屋局部变形降雨期间不断渗水,坡体表面分布体量5~10m3不等的孤石,易随滑塌体滚落冲击破坏底部居民房屋。

图1柑子林滑坡治理工程部署图

图2柑子林滑坡现场图片
2.1成因机制分析
(1)地形地貌:该段斜坡坡度较陡,表层崩坡积土层较厚,下部临空面发育。
(2)暴雨:暴雨是影响滑坡滑塌的主要因素。大量雨水入渗,造成土体饱和,土里力学参数迅速降低,造成下滑失稳。
2.2斜坡稳定性评价及发展趋势
根据本次现场调查,柑子林滑坡不断发生滑塌后,滑坡后缘下挫0.2~0.5m,前缘不断滑塌堵塞居民房屋后缘排水沟造成排水沟淤积约1~3m的崩坡积块石土,土体侧压力造成干砌条石房屋局部变形降雨期间不断渗水,坡体表面分布体量5~10m3不等的孤石,易随滑塌体滚落冲击破坏底部居民房屋。坡体及孤石对底部居民威胁巨大,坡体处于基本稳定状态,暴雨工况下极易发生滑塌冲击损毁房屋。
三、应急治理方案
3.1设计思路及依据
由于滑坡造成后缘拉裂下错,前缘崩坡积土体淤积挤压房屋,因此,本次对坡面孤石进行清除,截排水引流,对滑塌体采取柱板式锚杆挡墙进行支挡。本次应急治理方案,主要依据《地质灾害防治工程设计规范》(DB50/T5029-2019)及与其相关的其他相关规范。
3.2总体工程布置
本次结合滑坡基本特征采用“截排水+柱板式锚杆挡墙”的应急降险治理工程措施。
3.3分项工程设计
1、柱板式锚杆挡墙
柱板混凝土等级为C30,钢筋采用HRB400级钢筋。柱截面尺寸为0.5m×0.5m;板厚度为0.3m。柱基础为扩大方形基础1m×1m,基础嵌入中风化泥岩以下不少于1.0m。连系梁,截面尺寸为0.5mm×0.5m。
在柱上设置锚杆,锚杆为全粘结非预应力锚杆,锚杆孔径为130mm,锚杆锚筋为2根HRB400级28mm直径钢筋,下倾20°,长3~11m,锚入中风化基岩不少于3.0m,锚杆间距2.0m×2.5m。锚杆砂浆等级为M30,砂浆保护层厚度不少于30mm。
3.4主要工程量
主要工程量如下表:
表1主要工程量一览表
序号 |
内容 |
单位 |
工作量 |
1 |
清除 |
|
|
1.1 |
挖沟槽土方 |
m³ |
25 |
1.2 |
挖沟槽石方 |
m³ |
40 |
1.3 |
人工清除坡面孤石 |
m³ |
12 |
2 |
截排水沟 |
|
|
2.1 |
砂浆抹面 |
m2 |
50 |
2.1 |
M7.5浆砌片石 |
m³ |
8 |
3 |
柱板式锚杆挡墙 |
|
|
3.1 |
钢筋 |
t |
10.9 |
3.2 |
C30混凝土 |
m³ |
71.38 |
3.3 |
支护模板 |
m2 |
150 |
3.4 |
挖沟槽石方 |
m³ |
10 |
3.5 |
Φ130锚杆(2Φ28) |
m |
203 |
3.6 |
泄水管 |
m |
14 |
3.7 |
脚手架 |
m2 |
200 |
四、施工组织设计
4.1施工条件
工程区底部有国道直达,交通便利;施工用电可利用居民区电力系统铺设。治理工程所需天然建筑材料主要是碎石、卵石、砂等,在万州当地可购买。
4.2施工方法及工序
(1)锚杆类型
锚杆为全长粘结型。
(2)锚杆(索)防腐
锚杆防腐:锚杆自由段、锚固段防腐:锚筋除锈后,应使锚筋位于锚孔中部,并确保水泥砂浆保护层厚度不小于25mm。经过防腐处理后,非预应力锚杆的自由段外端应埋入钢筋混凝土构件内50mm以上。
(3)锚孔直径及锚孔倾角
分项 锚杆类型 |
锚孔直径(mm) |
锚杆倾角(o) |
2 28 |
130 |
20 |
(4)锚杆钻孔方法
锚杆钻孔宜用干法。
(5)注浆压力
采用常压注浆,注浆压力为0.3~0.4MPa,灌浆应在孔口返浆后完成。
(6)锚孔质量要求
1)锚杆孔水平方向孔距误差不应大于50mm,垂直方向孔距误差不应大于100mm。锚孔定位偏差不宜大于20mm。
2)锚杆孔倾角不得超过设计锚孔倾角。
3)锚固体长度不小于3m。
4)锚杆孔偏斜度不应大于5%。
5)锚杆孔深度不应小于设计长度,超过设计长度不小于0.1m。
6)作为钻孔质量监控的一项措施,现场施工人员必须认真填写好锚孔钻进中的原始记录。
(7)封头。
其他未尽事宜参照相关规范执行。
4.3施工保障措施
1、施工单位应选取有本次治理工程施工能力的单位承担。
2、施工时应与施工监测同步进行。当坡体出现变形等情况,并将危及施工人员安全时,及时通知人员撤离;
3、施工前,认真学习有关安全管理规定;
4、施工前在做好技术交底的同时,必须进行安全交底。每天施工前,应对所用安全设施、安全用具进行仔仔细细地检查,杜绝事故隐患。
5、所有施工机具使用前必须检查试运转,方能专人使用。
6、处理机械事故时,必须在设备停机时检查,维修。
7、进入施工现场的工作人员必须经过三级安全教育和培训,经考试合格后方准上岗,特殊工种必须具有中国国家和地方有关部门发给的合格证方准上岗;
8、非操作人员不得进入正在进行施工的作业区。
9、坚持和完善安全生产责任制度、安全生产教育制度、安全检查制度及事故调查处理制度,把各项安全施工指标层层分解到班组,增强全体员工的安全意识。
10、施工现场设置明显的安全标志。进入现场设立“必须戴安全帽”标志等等。安全标语要规范。
11、夜间施工照明要充分。
12、施工现场文明整洁,材料、设备、机具堆放有序,道路畅通,各工序各分项完成后及时清理场地。材料应按不同种类,规格挂牌堆放。
13、防火保证措施:防火工作以预防为主,全体员工作为义务消防员,随时、随地检查消防工作。
l 施工现场总平面布置时,各种临时建筑物要按防火要求布置。
l 各种道路随时畅通。
l 施工现场植被茂密,注意森林防火。
l 废弃的棉纱,油类等易燃品处理时,挖坑掩埋在规定安全区域。
4.4工程项目验收及相关要求
本次工程主要为柱板式锚杆挡墙,基槽及锚杆等隐蔽工程需经业主、监理及设计方共同现场确认达到要求后方可。主要内容包括:工程外观、尺寸符合相关要求,混凝土表面平整,无蜂窝、麻面,泄水孔坡度向外,无堵塞现象,降缝整齐垂直,上下贯通。
万州某土质滑坡工程治理措施分析案例
教学指导手册
教学目的与用途:
1、增强理论认知:首要目的是使学生掌握土质滑坡的基本概念、成因机制、分类特征以及评估方法。通过系统学习,学生能够理解滑坡发生的地质条件、诱发因素(如降雨、地震、人类活动等)以及滑坡过程中的力学原理,为后续的实践应用和深入研究打下坚实的理论基础。
2、提升实践能力:教学过程中,通过案例分析、模拟实验、野外考察等多种方式,增强学生的实践操作能力。学生将学会如何识别滑坡隐患点、监测滑坡动态、制定预防和治理方案,以及运用现代技术手段(如遥感、GIS、物探等)进行滑坡监测预警。
3、培养安全意识:土质滑坡教学还注重培养学生的安全意识和应急响应能力。通过学习,学生能够认识到滑坡灾害的严重性和紧迫性,学会在灾害发生时采取正确的自救互救措施,减少人员伤亡和财产损失。
教学内容:
1、滑坡基本概念与分类
首先,教学应从滑坡的基本定义入手,阐述其形成条件、发展过程及危害特点。随后,介绍滑坡的多种分类方式,如按物质组成可分为土质滑坡、岩质滑坡;按动力来源可分为重力型滑坡、降雨型滑坡、地震型滑坡等,帮助学生构建全面的滑坡知识体系。
2、滑坡机理分析
深入分析滑坡发生的物理力学机制,包括土体的抗剪强度、渗透性、孔隙水压力变化等,以及这些因素如何相互作用导致滑坡的发生。同时,引入土力学、岩石力学等基础知识,为理解滑坡机理提供坚实的理论基础。
3、滑坡稳定性评估
教授滑坡稳定性评估的方法,包括极限平衡法、有限元分析法等,使学生掌握如何通过计算分析判断滑坡的稳定性,为后续的滑坡防治提供依据。
启发思考题:
1、土质滑坡的成因有哪些?
2、发生土质滑坡后会产生哪些影响?
3、如何防治土质滑坡?
建议课堂计划:
时间安排:根据教学需要,整个案例课的课堂时间控制在6学时,以便比较充分地了解案例所涉及的知识点,以下是根据课程时间进度安排的课堂学习计划。
课前计划:发放案例材料,提出课后思考题,请学生在课前完成阅读和初步思考。
课中计划:课堂前言,明确该案例主题(20分钟);案例讲述,案例总体介绍,引导学生分析和认真学习该案例的理论知识点,并提出思考题(120分钟);分组讨论(20分钟);小组发言(20分钟一个小组,4组);案例总结:包括案例中的关键知识点,以及如何运用理论知识去分析和解决实际问题(30分钟)。
课后计划:通过案例分析和总结,使学生掌握案例相关知识,然后布置相关作业,以论文或者报告形式写出案例分析,并对难点和易错点可以进一步研究。
参考文献:
[1]吴昊,靳赛.土质滑坡稳定性现状评价及发展趋势分析[J].江西建材,2024,(04):164-166.
[2]李欣然,张桂荣,林程,等.三峡库区滑坡工程加固和生态护坡措施研究进展[J].人民长江,2024,55(01):127-134.DOI:10.16232/j.cnki.1001-4179.2024.01.018.
[3]张哲骜,张永波.土质滑坡地质灾害形成机理与防治研究[J].大众标准化,2023,(02):111-113.