都江堰拉法基水泥有限公司石灰石礦山二坪滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)及治理初步設(shè)計(jì)
都江堰拉法基水泥有限公司，年產(chǎn)高品質(zhì)水泥140萬(wàn)噸。2008年5月12日，四川省汶川縣發(fā)生了8.0級(jí)特大地震，其石灰石礦山距離地震震中映秀鎮(zhèn)直線距離僅16公里，地震直接誘發(fā)了礦山上山公路沿線幾十處滑坡、崩塌、路面開(kāi)裂、沉陷以及大量的滾石次生災(zāi)害，給都江堰拉法基水泥有限公司造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。
二坪滑坡為其中較大滑坡之一，礦山公路從坡體的前緣通過(guò)，其外側(cè)為1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，坡下為白沙河，邊坡高陡，地震前曾在道路內(nèi)邊坡設(shè)有抗滑墻和單排抗滑樁?？够瑯陡?m；抗滑墻高2m?；乱坏┦Х€(wěn)，不僅要摧毀該段礦山上山道路和1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)，危及過(guò)往車輛行人安全，還可能堵塞山下河道，對(duì)環(huán)境產(chǎn)生危害。為此急需對(duì)該滑坡進(jìn)行防治。
一、滑坡體概況
工作區(qū)屬溫暖、濕潤(rùn)和多雨的亞熱帶氣候。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫15℃；年平均降雨量為1001.9～1600mm，局部地帶降水量可達(dá)2000mm，多集中在6～8月，占全年降水量的60%～76%，年平均蒸發(fā)量為900～1000mm。礦區(qū)多霧，濕度大，地下水豐富，植被茂盛。場(chǎng)區(qū)位于映秀～北川斷裂東側(cè)的龍門(mén)山的山前構(gòu)造帶上，地勢(shì)較陡，區(qū)內(nèi)地層主要為須家河組砂巖、泥巖地層，上覆第四系崩坡積土層。
滑坡體平面形似三角形，橫寬200m，縱長(zhǎng)80m?；驴傮w坡度35°～55°，坡體后緣高程945.3m，前緣剪出口高程907.1m,均厚6m，復(fù)活滑坡體體積約96000m3。
滑床由三疊系須家河組的砂巖夾泥巖，巖體較為破碎，偶有掉塊現(xiàn)象，坎腳明顯有拉裂縫；鉆孔資料和地表地質(zhì)調(diào)查表明，坡體為第四系崩坡積層，坡體組成物質(zhì)為大小混雜的崩坡積物，以塊石土、碎石土為主，間夾粉土、砂土，少量粘土，塊石粒徑一般為3～35cm，最大粒徑1.5m?；麦w中下部出露小平臺(tái)，平臺(tái)長(zhǎng)約6m，寬3m，滑動(dòng)跡象的主要表現(xiàn)：在內(nèi)側(cè)擋墻有明顯剪出口，外側(cè)邊坡坡體局部坍塌，坡體上皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)墩位下沉移位；部分掛網(wǎng)噴漿防護(hù)坡面局部鋼筋已出露，水泥漿層出現(xiàn)較大變形開(kāi)裂；滑坡剪出口位于公路以上，高于抗滑樁之上的抗滑墻出現(xiàn)橫向開(kāi)裂，為滑坡體發(fā)生越頂所致。在抗滑墻和抗滑樁的立面上，沿道路從8#抗滑樁至最遠(yuǎn)端的19#抗滑樁，均能夠追蹤到裂縫呈折線形展布，裂縫寬度普遍為2～3mm?；麦w內(nèi)部未見(jiàn)地下水出露，據(jù)鉆孔資料推斷，地下水位埋深大于20m, 滑坡體附近水溝常年有溝溪水，其水量及流速受大氣降水影響大。
二、滑坡形成機(jī)制分析
該滑坡體土層均厚約6m，不整合接觸于基巖斜坡上，下伏基巖為T(mén)3xj砂巖，5.12地震及余震的震動(dòng)和震后暴雨導(dǎo)致崩坡積的塊石、碎石土層松散，土體抗剪強(qiáng)度降低，抗滑力降低；地下水力面貫通，高強(qiáng)度的大氣降水大量滲入及坡體以外的其它水體導(dǎo)入坡體內(nèi)，使得不整合面上的土體強(qiáng)度降低，形成滑面，在有利的地形條件下，坡體產(chǎn)生滑動(dòng)變形，滑坡側(cè)壁均出現(xiàn)垮塌，滑體前緣剪出口出現(xiàn)鼓脹，部分抗滑墻有剪切裂縫，造成部分抗滑墻破壞，掛網(wǎng)噴漿坡面鼓脹開(kāi)裂，為典型崩坡積土質(zhì)滑坡。
三、滑坡體穩(wěn)定性評(píng)價(jià)
?。ㄒ唬┒ㄐ苑治?BR> 該滑坡主要誘發(fā)因素為地震作用，滑坡體土體失穩(wěn)后產(chǎn)生下滑，次一級(jí)淺層滑移頻發(fā)。該滑坡屬于牽引式滑坡，前緣滑動(dòng)導(dǎo)致后緣產(chǎn)生錯(cuò)落及裂縫，基巖埋深在14～17m，巖層傾向坡內(nèi)，滑體坡度在35°～40°，滑坡近期多以局部淺表的土層蠕滑為主，整體處于暫時(shí)穩(wěn)定狀態(tài)，在地震和暴雨作用下，再加車輛荷載等作用下，滑坡有可能繼續(xù)產(chǎn)生變形破壞。
?。ǘ┒吭u(píng)價(jià)
如前所述，該滑坡體除主要考慮地震+暴雨工況下滑坡體的穩(wěn)定性外，還選取自重、自重+暴雨兩種工況進(jìn)行分析評(píng)價(jià)。由于變形體基底形態(tài)為折線形面，按簡(jiǎn)化Janbu法，邊坡穩(wěn)定性計(jì)算程序采用具有交互式功能，融穩(wěn)定性分析、支擋結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)于一體的理正巖土計(jì)算5.11版軟件（邊坡穩(wěn)定性分析與治理輔助設(shè)計(jì)系統(tǒng)），根據(jù)代表性原則，選擇最能體現(xiàn)滑體形態(tài)、規(guī)模、滑動(dòng)方向等特征的主滑剖面作為計(jì)算模型的計(jì)算剖面，見(jiàn)下頁(yè)圖1滑坡處治設(shè)計(jì)剖面圖。
參數(shù)選?。和馏w天然重度為22KN/m3，飽和重度23KN/m3，砂巖密度2.53g/cm3，泥巖密度2.65g/cm3；抗剪強(qiáng)度c=12kPa、φ=22°，場(chǎng)區(qū)抗震設(shè)防烈度為8度，地震動(dòng)峰值加速度為0.20g，水平地震系數(shù)：0.20，地震作用綜合系數(shù)：0.25。
計(jì)算結(jié)果：根據(jù)計(jì)算結(jié)果分析，在枯季（工況1）時(shí)，滑坡Fs=1.15，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，連續(xù)降雨或持續(xù)大雨（工況2）時(shí)，滑坡Fs=1.04，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，當(dāng)降雨和地震對(duì)滑坡同時(shí)作用（工況3）時(shí)，滑坡Fs=0.96＜1.00，處于不穩(wěn)定狀態(tài)這與前面定性評(píng)價(jià)及近期變形觀測(cè)的結(jié)果相符，與實(shí)際情況一致，表明上述計(jì)算參數(shù)取值合理。
四、治理初步設(shè)計(jì)
根據(jù)分析和計(jì)算的結(jié)果，滑坡在天然情況下其整體穩(wěn)定性可基本滿足邊坡穩(wěn)定性的最低要求。但在在暴雨作用時(shí)處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在地震和暴雨?duì)钔瑫r(shí)作用時(shí)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，這不僅直接危及1、2線礦石皮帶運(yùn)輸系統(tǒng)的安全，而且危及礦山公路、河道的安全，因此必須采取工程治理措施。根據(jù)計(jì)算分析，初步設(shè)計(jì)如下：
?。ㄒ唬┑乇砼潘こ?BR> 對(duì)滑坡體側(cè)的季節(jié)性沖溝加強(qiáng)防護(hù)，建議采用片石漿砌排水溝。
由于該猾坡體整體穩(wěn)定安全系數(shù)不高，且水對(duì)該滑坡體的影響比較大，故加強(qiáng)對(duì)滑坡體的排水處理十分重要。因此，在堆積體表面設(shè)置三道排水溝，并設(shè)置內(nèi)部排水孔以形成內(nèi)外連通的排水系統(tǒng)。
?。ǘ┗麦w中部采用預(yù)應(yīng)力錨索框架加固
根據(jù)計(jì)算分析，公路外側(cè)邊坡堆積體的厚度相對(duì)較小，可采用鋼筋混凝土框架粱預(yù)應(yīng)力錨索方案進(jìn)行處治。坡腳處設(shè)置矮擋墻，并根據(jù)實(shí)際情況在框架梁間采用漿砌片石護(hù)坡。
?。ㄈ┕穬?nèi)邊坡預(yù)應(yīng)力錨索肋板擋墻
公路內(nèi)側(cè)邊坡大部經(jīng)過(guò)治理，采用抗滑樁、抗滑墻加掛網(wǎng)噴漿防護(hù)，現(xiàn)局部鋼筋網(wǎng)已出露，水泥漿層出現(xiàn)較大變形開(kāi)裂，局部抗滑墻出現(xiàn)橫向開(kāi)裂，宜盡可能利用原有抗滑樁，采用預(yù)應(yīng)力錨索肋板擋墻進(jìn)行處理。
?。ㄋ模┗麦w坡面采取噴錨支護(hù)
由于邊坡高陡，對(duì)局部松散破碎的堆積體和已被破壞的掛網(wǎng)、砂漿層宜進(jìn)行清除，在此基礎(chǔ)上滑坡體坡面采取噴錨支護(hù)護(hù)坡，通過(guò)重