都江堰拉法基水泥有限公司石灰石矿山二坪滑坡稳定性评价及治理初步设计

水泥 2010-01-27

在对滑坡的成因机制分析的基础上，采用理正软件对滑坡的各种状态下的稳定性进行评价，并根据评价的结果，采用抗滑、锚固、排水相结台的综合治理方案系统。

　　都江堰拉法基水泥有限公司，年产高品质水泥140万吨。2008年5月12日，四川省汶川县发生了8.0级特大地震，其石灰石矿山距离地震震中映秀镇直线距离仅16公里，地震直接诱发了矿山上山公路沿线几十处滑坡、崩塌、路面开裂、沉陷以及大量的滚石次生灾害，给都江堰拉法基水泥有限公司造成重大的经济损失。

　　二坪滑坡为其中较大滑坡之一，矿山公路从坡体的前缘通过，其外侧为1、2线矿石皮带运输系统，坡下为白沙河，边坡高陡，地震前曾在道路内边坡设有抗滑墙和单排抗滑桩。抗滑桩高1m；抗滑墙高2m。滑坡一旦失稳，不仅要摧毁该段矿山上山道路和1、2线矿石皮带运输系统，危及过往车辆行人安全，还可能堵塞山下河道，对环境产生危害。为此急需对该滑坡进行防治。

　　一、滑坡体概况
　　工作区属温暖、湿润和多雨的亚热带气候。区内多年平均气温15℃；年平均降雨量为1001.9～1600mm，局部地带降水量可达2000mm，多集中在6～8月，占全年降水量的60%～76%，年平均蒸发量为900～1000mm。矿区多雾，湿度大，地下水丰富，植被茂盛。场区位于映秀～北川断裂东侧的龙门山的山前构造带上，地势较陡，区内地层主要为须家河组砂岩、泥岩地层，上覆第四系崩坡积土层。

　　滑坡体平面形似三角形，横宽200m，纵长80m。滑坡总体坡度35°～55°，坡体后缘高程945.3m，前缘剪出口高程907.1m,均厚6m，复活滑坡体体积约96000m³。

　　滑床由三叠系须家河组的砂岩夹泥岩，岩体较为破碎，偶有掉块现象，坎脚明显有拉裂缝；钻孔资料和地表地质调查表明，坡体为第四系崩坡积层，坡体组成物质为大小混杂的崩坡积物，以块石土、碎石土为主，间夹粉土、砂土，少量粘土，块石粒径一般为3～35cm，最大粒径1.5m。滑坡体中下部出露小平台，平台长约6m，宽3m，滑动迹象的主要表现：在内侧挡墙有明显剪出口，外侧边坡坡体局部坍塌，坡体上皮带运输系统墩位下沉移位；部分挂网喷浆防护坡面局部钢筋已出露，水泥浆层出现较大变形开裂；滑坡剪出口位于公路以上，高于抗滑桩之上的抗滑墙出现横向开裂，为滑坡体发生越顶所致。在抗滑墙和抗滑桩的立面上，沿道路从8#抗滑桩至最远端的19#抗滑桩，均能够追踪到裂缝呈折线形展布，裂缝宽度普遍为2～3mm。滑坡体内部未见地下水出露，据钻孔资料推断，地下水位埋深大于20m, 滑坡体附近水沟常年有沟溪水，其水量及流速受大气降水影响大。

　　二、滑坡形成机制分析
　　该滑坡体土层均厚约6m，不整合接触于基岩斜坡上，下伏基岩为T3xj砂岩，5.12地震及余震的震动和震后暴雨导致崩坡积的块石、碎石土层松散，土体抗剪强度降低，抗滑力降低；地下水力面贯通，高强度的大气降水大量渗入及坡体以外的其它水体导入坡体内，使得不整合面上的土体强度降低，形成滑面，在有利的地形条件下，坡体产生滑动变形，滑坡侧壁均出现垮塌，滑体前缘剪出口出现鼓胀，部分抗滑墙有剪切裂缝，造成部分抗滑墙破坏，挂网喷浆坡面鼓胀开裂，为典型崩坡积土质滑坡。

　　三、滑坡体稳定性评价
　　（一）定性分析
　　该滑坡主要诱发因素为地震作用，滑坡体土体失稳后产生下滑，次一级浅层滑移频发。该滑坡属于牵引式滑坡，前缘滑动导致后缘产生错落及裂缝，基岩埋深在14～17m，岩层倾向坡内，滑体坡度在35°～40°，滑坡近期多以局部浅表的土层蠕滑为主，整体处于暂时稳定状态，在地震和暴雨作用下，再加车辆荷载等作用下，滑坡有可能继续产生变形破坏。

　　（二）定量评价
　　如前所述，该滑坡体除主要考虑地震+暴雨工况下滑坡体的稳定性外，还选取自重、自重+暴雨两种工况进行分析评价。由于变形体基底形态为折线形面，按简化Janbu法，边坡稳定性计算程序采用具有交互式功能，融稳定性分析、支挡结构设计于一体的理正岩土计算5.11版软件（边坡稳定性分析与治理辅助设计系统），根据代表性原则，选择最能体现滑体形态、规模、滑动方向等特征的主滑剖面作为计算模型的计算剖面，见下页图1滑坡处治设计剖面图。

　　参数选取：土体天然重度为22KN/m3，饱和重度23KN/m³，砂岩密度2.53g/cm³，泥岩密度2.65g/cm³；抗剪强度c=12kPa、φ=22°，场区抗震设防烈度为8度，地震动峰值加速度为0.20g，水平地震系数：0.20，地震作用综合系数：0.25。

　　计算结果：根据计算结果分析，在枯季（工况1）时，滑坡Fs=1.15，处于基本稳定状态，连续降雨或持续大雨（工况2）时，滑坡Fs=1.04，处于欠稳定状态，当降雨和地震对滑坡同时作用（工况3）时，滑坡Fs=0.96＜1.00，处于不稳定状态这与前面定性评价及近期变形观测的结果相符，与实际情况一致，表明上述计算参数取值合理。

　　四、治理初步设计
　　根据分析和计算的结果，滑坡在天然情况下其整体稳定性可基本满足边坡稳定性的最低要求。但在在暴雨作用时处于欠稳定状态，在地震和暴雨状同时作用时处于不稳定状态，这不仅直接危及1、2线矿石皮带运输系统的安全，而且危及矿山公路、河道的安全，因此必须采取工程治理措施。根据计算分析，初步设计如下：
　
　　（一）地表排水工程
　　对滑坡体侧的季节性冲沟加强防护，建议采用片石浆砌排水沟。

　　由于该猾坡体整体稳定安全系数不高，且水对该滑坡体的影响比较大，故加强对滑坡体的排水处理十分重要。因此，在堆积体表面设置三道排水沟，并设置内部排水孔以形成内外连通的排水系统。

　　（二）滑坡体中部采用预应力锚索框架加固
　　根据计算分析，公路外侧边坡堆积体的厚度相对较小，可采用钢筋混凝土框架粱预应力锚索方案进行处治。坡脚处设置矮挡墙，并根据实际情况在框架梁间采用浆砌片石护坡。

　　（三）公路内边坡预应力锚索肋板挡墙
　　公路内侧边坡大部经过治理，采用抗滑桩、抗滑墙加挂网喷浆防护，现局部钢筋网已出露，水泥浆层出现较大变形开裂，局部抗滑墙出现横向开裂，宜尽可能利用原有抗滑桩，采用预应力锚索肋板挡墙进行处理。

　　（四）滑坡体坡面采取喷锚支护
　　由于边坡高陡，对局部松散破碎的堆积体和已被破坏的挂网、砂浆层宜进行清除，在此基础上滑坡体坡面采取喷锚支护护坡，通过重新挂网喷浆，一方面可以防止坡面碎落，另一方面防止雨水入渗边坡。增强边坡的稳定性。

　　五、结论及建议
　　二坪滑坡体整体稳定性差，在暴雨状态时处于欠稳定状态，在地震和暴雨状态时处于不稳定状态，可能发生较大规模滑坡。采取排水、挂网喷浆、锚索肋板挡墙、锚索框架加固等措施，对该滑坡进行综合治理，滑坡的稳定性可得到显著的改善，特别是框架锚的使用能解决在软岩上进行锚固时，常因锚头的松动使锚杆（索）的预应力丧失的问题。在施工过程中，要做好锚索的抗拔实验，根据现场实验的资料即时修订设计变更，保证锚索的锚固段长度。坡面喷浆后要再喷一层固坡防水剂，以防雨冲刷边坡。

　　
　　参考文献
　　[1]中华人民共和国地质矿产行业标准．滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）[S]．中国标准出版社，2006．
　　[2]中华人民共和国地质矿产行业标准．滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ/T0219-2006）[S]．中国标准出版社，2006．
　　[3]中华人民共和国国家标准．岩土工程勘察规范（GB50021-2001）[S]．中国建筑工业出版社，2002.
　　[4]中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所．都江堰拉法基水泥有限公司矿山上山公路地震损毁边坡及路基修复整治工程工程地质勘查报告[R]．2008．
　　[5]建材成都地质工程勘察院．拉法基都江堰水泥有限公司石灰岩矿山新建3线工程地质灾害危险性评估报告[R]．2008．

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