山体滑坡治理项目可行性研究报告.docx

1、山体滑坡治理项目可行性研究报告1 概述1.1任务由来根据四川省国土资源厅关于请组织支援开展我省地震灾区2008年重大地质灾害应急勘查、设计及监理工作的函（川国土资函20081545号）文件精神，我院承担了“四川省绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡”的应急勘查、防治工程可行性研究和初步设计工作，既在完成了绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告的编写和审查后，对其绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡可行性研究报告书的编写。1.2主要目的与任务根据绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告的审查过后，由于灾情的严重性，着手绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡的防治工程迫在眉睫，所以对其防治工程设计。1.3勘查工作描述及建

2、议方案由绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告可知，勘察主要对滑坡所在地的自然条件及地质环境条件、滑坡地质灾害特征、以及滑坡推力计算及稳定性评价进行了详细的分析和计算，得出了绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡必须立即治理治理的结论。且给出了排水和挡土墙进行支挡的建议方案。2 项目的必要性与紧迫性2.1地质灾害体灾情评价2.1.1地质灾害分布位置、规模、范围重兴乡政镇府后山滑坡为堆积层（土质）牵引式小型滑坡，该滑坡位于重兴乡重兴村2社，后缘紧邻重兴乡政镇府宿舍楼，前缘坡下为灾后重建居民安置点。滑坡体前缘边坡采用干砌石挡墙支护，后缘有砌石截水沟，在5.12地震时滑坡蠕滑，造成挡墙变形，局部垮塌，公路排

3、水沟被堵，路基及路面局部受损；后缘土体拉裂形成土坎，坎高0.51.2m,围墙变形裂缝、局部垮坍，截水沟被破坏。根据绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告的结果，滑坡的危害对象等级为三级，滑坡防治工程综合划分为级。2.1.2主要危及对象 该滑坡目前处于蠕滑阶段，威胁着滑坡后缘上重兴乡政府住宿楼、滑坡前缘下灾后重建居民安置点（10户17人）的生命财产安全，并对沿公路分布的直径为108mm天然气管道及坡上自来水管道、公路行车、行人安全形成危害隐患。2.1.3地质灾害体破坏后造成损失估算如果滑坡一旦发生破坏，将损失财产约200万元2.2项目的必要性与紧迫性2.2.1发展变化趋势在强地震力作用之后，该

4、滑坡已经复活，原有砌石挡墙完全遭到破坏，部分挡墙已裂缝、移位，前缘排水沟被堵塞。滑坡体地形较陡，加之其组成物质主要为崩-坡积松散堆积物，在外界各种不利因素的作用下，尤其是水的影响，在暴雨或者大量地表水沿着后壁裂缝渗入滑坡体内部，一方面增加土体自重，降低岩土体的强度，另一方面，雨水的渗入将产生动水压力，减小有效应力，降低其稳定性，从而导致滑坡体发生大规模地滑动，并最终导致彻底的滑塌。2.2.2危害性预测由于滑坡的变形滑动，建在滑坡体后缘上的重兴乡#及附近乡卫生院部分房屋已受到不同程度的破坏，局部产生墙体和地面开裂；修建的截排水沟已经被毁坏，滑坡前缘所建的挡墙局部地段已明显变形、破坏，滑坡前缘局部

5、地段已产生有鼓胀裂隙。受滑坡影响的实物指标主要有以下几个方面：（1）滑坡体上的耕地、经济林木、绿化林地；（2）滑坡后缘上重兴乡#及附近乡卫生院部、滑坡前缘下灾后重建居民安置点等住房约600m2，10户，共17余人；（3）滑坡体前缘下沿公路分布的直径为108mm天然气管道及坡上自来水管道。经现场调查及综合分析，一旦再次发生滑坡，将对滑坡后缘上重兴乡#及附近乡卫生院、滑坡前缘下灾后重建居民安置点、沿公路及滑坡体上天然气管线及自来水管道、公路行人及行车的安全造成较大危害。所以治理该滑坡是存在着必要性和紧迫性。3 地理地质环境3.1.1 地理位置及交通重兴乡隶属于江油市东北部一个乡镇，东与剑阁县东宝镇

6、接壤，南连江油市河口镇和梓潼县仙锋乡，西靠江油市厚坝镇和二郎庙镇，北邻江油市云集乡。本滑坡体位于四川省绵阳市江油市重兴乡镇政府宿舍楼后山，滑坡体位置为：北纬315755， 东经1050938。 本滑坡灾害区的交通条件较好。江油市区与绵广高速公路相通，重兴乡至江油市区约67km，有较好公路相连，灾害体附近通行条件好，有利于各项勘查、设计、施工等工作的开展。场区具体位置见图1：场地交通位置图。 图1 场地交通位置图3.1.2气象与水文江油市属于北亚热带湿润季风气候区，具有气候温和，四季分明，雨量充沛，夏热冬暖等特点。根据江油市气象局1957年至2005年观测资料统计，多年平均气温15.9，多年平均

7、降雨量为1083.0mm，在时空上分配不均匀(表1-1)。时间上表现为年际间变化大，年内降雨时间和降雨量集中，年降雨量最大为1824.5mm(1961年)，最小为599.4mm(1969年)，相差3倍，每年降雨集中在6-9月，其降雨量达到788.2mm，占全年降雨量的72.8%，月平均降雨量最多为259.4mm(7月)，最少为5.0mm(12月)，相差近52倍；空间上表现为年均降雨量从前龙门山区向四川盆地区递减，东北部敬元至六合和西侧北城等地年均降雨量最大，达到1200mm以上，东南端东兴至方水一带年均降雨量最小，在900mm以下，中部大部分地区年均降雨量在10001200mm之间。市境内降雨

8、具有年降雨丰沛、降雨时间和降雨量集中、短时强降雨量和多日连续强降雨量大等特点。根据气象统计资料，境内50年一遇的最大年降雨量为1824.5mm(1961年)，20年一遇的最大年降雨量为1312.7mm(1990年)，10年一遇的最大年降雨量为1230.9mm(1998年)，最大日降雨量为274.8mm（1961年6月26日），最大1小时降雨量为69.6mm（1983年8月10日）。影响地质灾害发育的气象因素主要是短时降雨强度和连续降雨量，降雨强度大的暴雨或降雨量多的连续多日降雨汇聚的大量地表水通过入渗作用浸润、饱和及软化岩土体，在增大岩土体容重的同时也降低了软弱结构面的抗剪强度，促进了斜坡向不

9、稳定方面发展，引发滑坡或崩塌的发生、发展。根据调查的滑坡、崩塌资料表明，境内滑坡、崩塌发育地区的降雨量特征是：在无前期降雨情况下，日降雨强度50mm以上，将会发生滑坡、崩塌，当有前期降雨，尤其是累积降雨量200mm以上，日降雨强度30mm以上时，将会发生滑坡、崩塌。3.2地质环境3.2.1区域地质条件概述重兴乡地质构造主要属于龙门山新华夏系纵列构造。龙门山褶带与川西、川北褶带的分界线大致沿江油-灌县大断裂一线。图2 构造纲要图龙门山褶带的边缘地带构造主要包括一系列的向斜、背斜。包括永平背斜、马家坝向斜、海棠铺背斜，离测区最近的构造主要为江油厚坝附近海棠铺背斜及北西之裴家坝附近裴家坝断层，但勘查

10、区与其相距都在15公里以上。场区地层主要为单斜地层，岩层走向大多为北西-南东向，倾向南西。具体见图2：构造纲要图所示。根据绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告知其地震分组为第二组。3.2.2地形地貌重兴乡位于江油市东北部，为剥蚀构造丘陵地形，岗梁与深切沟谷相间，海拔最高约为770米，最低海拔约为520米。地形起伏变化大，地貌大多为高坪台、岗梁沟壑地貌。 照片3 场区地形地貌图4 地质灾害基本特征及稳定性分析4.1 滑坡灾害基本特征4.1.1滑坡体空间形态特征(1)滑坡后缘滑坡后缘呈圈椅状，有明显错落小坎，坎高0.31.4m，坎脚有明显拉裂缝，缝宽0.3-0.6m；紧挨滑坡体后缘的#围墙体地

11、基下陷，墙柱歪斜，围墙开裂，最大缝宽达5cm；墙外截水沟下陷，变形，断裂。滑坡体边界形成明显岩土界限边界1m3m陡坎。滑坡体左、右边界上有明显小错落，坎高一般0.3m0.6m，并伴有拉裂缝。（2）滑坡体滑坡坡体总体坡度较大，坡度2035；中下部出露小平台，平台最长约12m，宽5m，坡体植被以低矮灌木为主，树木多有歪斜，有醉汉林、马刀树现象；滑动迹象较为明显。照片4 滑坡体上醉汉林（3）滑坡前缘滑坡前缘边坡设置有干砌条石挡墙，条石长度0.71.30m不等，挡墙宽度0.42.50m不等，高度约1.53.0米，前缘坡体鼓胀、开裂，裂缝宽10-100mm，裂缝深0.1-0.8m，大部被充填，呈弧形延伸

12、。（4）剪出口“5.12汶川”强烈地震诱发滑坡体再次活动，挡墙有明显剪出口，剪出口位于滑坡前缘，下临水泥公路。主要表现为：干砌挡墙出现横向开裂，蠕动，公路边沟变窄（局部填埋），墙体条石挤出，局部垮塌，土体越墙而出。照片5 滑坡剪出口4.1.2滑体特征4.1.21滑体物质组成据勘查，滑体为浅层土质滑坡体。滑体土为素填土，主要为滑坡上方重兴乡集镇建设弃土。褐灰色为主，成份不均匀，由粉质粘土（局部为粘土）、碎石（局部有较大块石）及砾岩风化物组成，上覆薄层生活垃圾及耕植土。粉质粘土（局部为粘土）含量约3075%，可塑状为主；碎石（局部有较大块石）含量约2570%，碎石成份以砂岩、砾岩为主，钙质胶结，一

13、般粒径3050mm，最大达150200mm，含量约54%，中风化状；砾岩风化物主要为卵、砾石，成份以石灰岩为主，砂岩、石英岩次之，直径250mm为主。分布特点为滑体纵向上中部和前缘厚，后缘薄；横向上北部薄，南部厚。如照片十所示。 照片6 滑坡探坑照片4.1.3滑床特征滑体滑床为侏罗系莲花口组砾岩、砂泥岩互层（J3l2），岩层倾角约13，倾向坡内。砾岩出露于滑坡后缘顶面，厚约35米，灰褐色为主，巨厚层状，节理不发育，风化弱，呈中风化状，砾岩中砾石成份以石灰岩为主，砂岩、石英岩次之，钙质胶结， 直径250mm为主，最大达150200mm，含量约54%，致密，岩性极硬，强度高，岩层稳定。砂泥岩互层：

14、棕红色为主，间夹少量砾岩，节理较发育，表层风化强烈，遇水易软化易崩解。岩性较硬，强度稍高，局部易崩塌。根据钻孔资料，强风化层厚0.852.50米，局部厚度达4.5m，强风化泥岩多呈短柱状、碎块状和饼状，中风化泥岩多短柱状；强风化砂岩多呈短柱状，中风化砂岩多呈柱状。 4.1.4滑动带特征滑体滑动带（土）为素填土，主要为滑坡上方重兴乡集镇建设弃土。成分以粉质粘土夹角砾为主，一般厚515cm，最厚25cm。粉质粘土，呈可塑状，手感光滑，有一定光泽，角砾含量510%，呈亚圆形，为砾岩风化物。根据钻孔揭示该层粉质粘土中存在镜面，表面有擦痕。探井中可观察到土体拉裂缝深约1m，探槽中可观察到滑带面曲线，平面

15、平整，有擦痕。如照片十所示。4.2滑坡推力计算及稳定性评价42.1 计算模型与工况（1）计算模型分别选取纵剖面1-1、2-2作为计算剖面，详见分块图（图4.1-1、图4.1-2）。（2）计算工况考虑滑坡体在天然状态、暴雨状态及地震状态下的荷载组合，选取如下三种工况进行稳定性计算。工况一：自重 工况二：自重+ 暴雨（20年一遇）工况三：自重+ 地震（地震状态，抗震设防为7度）4.2.2 计算方法与参数选取4.2.2.1计算方法（1）滑坡稳定性计算根据勘查钻孔揭露，滑动面呈折线形，采用不平衡推力传递系数法计算，稳定性系数计算公式为：（公式4-1）其中， 式中， 第i条块的重量（kN/m）第i条块内

16、聚力（kPa）第i条块内摩擦角 ()第i条块滑面长度（m）第i条块滑面倾角()第i条块地下水流向()地震加速度（单位：重力加速度g）边坡稳定系数孔隙压力比，可表示为 水的重度（KN/m3）第i块段的剩余下滑力传递至第i+1块段时的传递系数（j=i）,即（2）滑坡推力计算按传递系数法计算，公式如下：（公式4-2）其中下滑力抗滑力传递系数 孔隙水压力渗透压力平行滑面的分力渗透压力垂直滑面的分力4.2.2.2 计算参数的选取A、滑体重度参数的确定：滑体土平均天然重度为19.25kN/m3，强风化岩平均天然重度为25.0kN/m3，滑体土平均饱和重度为20.25kN/m3。B、滑带抗剪强度参数的确定：

17、为准确选取滑带土参数，对滑体按变形迹象最明显的剖面进行反算。选择剖面1-1、2-2进行反算。由于勘查期间坡体已变形，滑体处于整体变形滑动状态，按滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）中相关规定，天然稳定系数取Ks=1.00，滑体天然重度取19.25kN/m3，按传递系数法进行反算，结果如下表4.2-1：反算值结果表 表4.2-1参数C（kPa）()备注参数值11.4412.80指定滑面为1-1剖面岩层面，稳定系数Ks=1.0011.4413.10指定滑面为2-2剖面岩层面，稳定系数Ks=1.00根据滑坡防治工程勘查规范（DZ/T0218-2006）第12.2.4条可知，本滑带土中粗

18、颗粒含量较高，其综合取值时应将室内快剪试验得出的内摩擦角乘以1.121.25的增大系数，同时结合经验反演综合和类比法，计算参数综合取值见下表4.2-2：计算参数综合取值表 表4.2-2天然饱和备注C (kPa)实验结果统计值()综合取值 值 ()C实验结果统计值()综合取值值 ()试验值峰值平均值19.5016.55/11.3310.6010.60/标准值15.6311.92/残值平均值17.2514.68/9.009.679.67/标准值11.4410.1710.17/反算值11.4412.80/1-1剖面11.4413.10/2-2剖面选取值11.44/13.6011.33/12.10/4

19、.2.3 滑坡稳定性计算与结果评述（1）计算滑体各剖面稳定性系数计算结果分别汇总如下表4.3-1，其中，最不利工况（工况二）、校核工况（工况三）的滑坡稳定性计算详见附件（4）（滑坡稳定性与推力计算书）所示。 1-1和2-2剖面稳定性计算成果表 表4.3-1工 况稳定系数Ks1-12-2工况一1.041.01工况二0.950.93工况三0.950.94（2）结果评述根据滑坡稳定性评价标准（表4.3-2），滑体在工况一下处于欠稳定；在工况二下和工况三下均处于不稳定（见表4.3-1）。 滑坡稳定性评价标准 表4.3-2滑坡稳定系数Ks1.001.00Ks1.051.05Ks1.15Ks1.15滑坡稳

20、定状态不稳定欠稳定基本稳定稳定注：Ks滑坡稳定系数4.2.4滑坡推力计算与结果(1)计算工况考虑滑坡体在天然状态、暴雨状态及地震状态下的组合，按滑坡的最不利工况进行推力计算，选取工况二（20年一遇暴雨）为设计工况，选择工况三（地震状态）为校核工况，分别进行推力计算，荷载组合如下：工况一：自重工况二：自重+ 暴雨（20年一遇）工况三：自重+ 地震（地震状态）(2) 安全系数的确定按照滑坡防治工程设计与施工技术规范（DZ0240-2004）要求，三级防治工程设计工况（工况一）、校核工况（工况二、三）安全系数的取值如下：工况一（天然状态）：安全系数取，Kf=1.20；工况二（暴雨状态）：安全系数取，

21、Kf=1.10；工况三（地震状态）：安全系数取，Kf=1.10。(3) 滑坡推力计算结果采用上述参数，分别按暴雨工况和地震工况等不稳定工况计算，1-1、2-2剖面各滑块剩余下滑推力计算结果列表如下表4.4-1，具体推力计算详见附件（4）（滑坡稳定性与推力计算书）所示。1-1和2-2剖面各滑块剩余下滑力计算结果表 表4.4-1 项 目滑 块1-1剖面各滑块剩余下滑力（kN）2-2剖面各滑块剩余下滑力（kN）工况一(Kf=1.2)工况二(Kf=1.1)工况三(Kf=1.1)工况一(Kf=1.2)工况二(Kf=1.1)工况三(Kf=1.1)127.521.922.6-2.5-3.3-4.32146.

22、7138.6136.013.813.714.03207.8199.2195.949.248.147.84187.3182.6182.848.547.446.9591.893.199.6/665.668.477.1/5 地质灾害体防治工程方案必选5.1防治目标与原则防治目标为：保证斜坡具有足够的稳定性，防治斜坡稳定性降低，以避免导致斜坡发生危害性变形与破坏，保护群众的生命财产安全。防治原则：滑坡防治是一个系统工程，滑坡防治应坚持“以预防为主、防治结合、综合防治”的原则，做到 “防”中有“治”，“治”中有“防”，防治结合。滑坡防治应及时果断，必须控制事态发展,尽量减少灾害损失，消除诱发滑坡的人为因

23、素是防灾应采取的关键措施。同时滑坡防治应根据工程重要性或滑坡危害性制定治理方案。对滑坡进行综合治理,同时采取强力支挡措施, 以促使滑面愈合, 修复受损土体强度, 使、C、等土体的抗滑力参数增强, 从而改善斜坡稳定性。5.2设计工况、参数和标准由绵阳市江油市重兴乡#后山滑坡应急勘察报告可知，由于在地震状态时的滑坡剩余下滑力最大，所以选取工况三（地震状态）：安全系数为1.10进行防治工程设计，参数按下表进行选取.滑坡防治设计参数建议值表 表5.2-1项目岩层天然 重 度 (N/ cm3)饱 和 重 度 (N/ cm3)承载力特征值fak(kPa)基底摩 擦系数地基土水平抗力系数的比例系数 m（MN

24、/m4）强风化砂泥岩互层25.8726.071800.601505.3 防治工程方案综合上述稳定性分析及计算，暴雨和地表水渗漏和外溢是诱发滑坡复活的重要原因，故防治工程应针对这一特点进行，建议滑坡、区采用排水工程方案，滑坡区采用支挡工程方案，具体方案建议如下：（1）排水工程A、在滑坡区，恢复并加宽加深滑坡后缘截水沟，提高滑坡后缘截排水能力，阻止地表水向滑坡体内部渗透。B、在滑坡区，建议设置人字形地表排水沟，迅速疏导滑坡区地表水，避免地表水下渗造成滑体自重增加，同时加强植树造林工作，防止地表开裂，地表水浸入土体内。（2）支挡工程抗滑桩方案：江油市重兴乡#后山滑坡为第四系堆积物滑坡，滑面基本沿土石

25、分界面，滑带及边界条件清晰，下盘岩石强风化层厚度不大，采用刚度较大的抗滑桩加固边坡，具有较高的可靠性，为改善抗滑桩的受力状态，桩顶可布置一束2000kN 级的预应力锚索。1 抗滑桩的布置抗滑桩一般布置于滑坡体厚度较薄、推力较小，且嵌岩段地基强度较高地段。滑坡堆力作用下属于压弯构件。江油市重兴乡#后山滑坡属于散体结构,抗滑桩布置宜布置于一条直线，抗滑桩间距不宜过大，根据边坡剩余下滑力情况,在边坡下部布置10根抗滑桩,抗滑桩截面1.5m1m,桩间距8m(中对中)，桩顶布置一束2000kN级的预应力锚索，俯倾角10。桩体长度包括受荷段和锚固段，桩顶可以略高于地面。锚固长度取决于两个方面：1) 下盘岩

26、(土)体的性状，下部基岩为砾岩、砂砾岩，岩体较为完整，且强度高，但为了保证滑坡的稳定性，桩体锚固度不宜过短，以防在桩底形成新的滑动面，桩底计算时按铰支承处理。2) 抗滑桩属于被动支护，桩顶设置预应力锚索，为保证抗滑桩与锚索联合受力,抗滑桩支护后变形体变形不能过大。预应力锚索采用高强低松驰钢绞线，70%的屈服强度张拉伸长率为2.5%，屈服强度伸长率为3.5%，因此桩顶最大位移不宜超过0.3m。综合考虑,桩嵌固段长度约为桩长的2/3。滑桩布置(详见附件抗滑桩平面布置图)，抗滑桩几何参数见表5.2.1抗滑桩参数表 表5.2.1抗滑桩编号桩顶高程（m）推滑底面高程（m）嵌固长度（m）桩长（m）KHZ1

27、753.5 748.62 15.1220KHZ2751.5 746.31 15.8121KHZ3753.5 748.41 15.9121KHZ4752.0 746.75 15.7521KHZ5754.0 748.65 15.6521KHZ6753.0 748.21 15.2120KHZ7753.0 748.08 15.0820KHZ8755.0 750.10 16.121KHZ9754.0 749.00 1722KHZ10754.5 749.30 17.823抗滑桩的构造为保护环境，桩顶部采用粘土回填至坡面，并夯实。桩身混凝土可采用C30普通混凝土。水泥宜采用普通硅酸盐水泥，可根据施工时变形体

28、变形情况，适当添加早强剂。纵向受拉钢筋应采用级以上的带肋钢筋。纵向受拉钢筋直径应大于16mm。净距应在120250mm之间，配筋困难时可适当减少，但不得小于60mm。如用束筋时，每束不多于3根。如配置单排钢筋有困难时，可设置2排或3排，排距180mm。钢筋笼的混凝土保护层应大于50mm。抗滑桩推力的计算依照平面刚体极限平衡法计算滑坡达到设计稳定系数时所需的支护力，作用于抗滑桩上。 持久工况滑坡剩余下滑力达77.1kN/m，由于滑坡推力基本平行于底滑面，按底滑面倾角为26计其水平力分量为69.3kN/m，桩体截面教大，竖向力分量一般对桩体受力有利，忽略不计。由于滑坡体为碎石土，滑坡推力按三角形分

29、布计算。4) 抗滑桩内力计算抗滑桩受荷段桩身内力应根据滑坡推力和阻力计算，嵌固段桩身内力根据滑面处的弯矩和剪力按文克尔地基计算。抗滑桩嵌固段地基水平抗力系数按下式计算： 式5.2-1式中： 嵌固段地基系数，kN/m3； 地基系数随深度变化的比例系数； 与岩土特性有关的参数； 抗滑桩桩前滑体厚度，m； 嵌固段底端距滑面深度，m。地基系数与滑床岩体性质相关，可概括为下列情况： K法：地基系数为常数K，即n=0。滑床为较完整的岩质和硬粘土层。 m法：地基系数随深度呈线性增加，即n=1，K=my。滑床为硬塑半坚硬的砂粘土、碎石土或风化破碎成土状的软质岩层。 C法：K值随深度为外凸的抛物线，0n1。本工程下盘岩体为强风化或弱风化基岩，按k法进行计算，由于底滑面沿土石分界面，前缘无能够提供抗力土体，按悬臂桩计算。参照DL/T-5353-2