1.1.1 滑坡平面特征

宁209H25井场滑坡位于构造侵蚀中山区近山脊斜坡区, 平面形态呈“ 舌” 状, 平面形态呈半椭圆形, 上窄下宽, 地貌单元属中山地貌, 微地貌属山麓滑坡, 滑坡坡向为230° ~255° , 坡度一般为30° ~45° , 局部可达50° 以上, 形成陡坎陡壁状, 表现为上陡下缓。与一般山区滑坡相比, 所在地貌位置特殊。滑坡区地层主要为中侏罗统沙溪庙组(J₂s)和第四系全新统滑坡堆积层( Q4del)、残坡积层( Q4el+dl)和人工填土层( Q4ml)(图1)。

图1

Fig.1

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图1 研究区滑坡平面图 1.第四系人工填土层; 2.第四系残坡积层; 3.第四系滑坡堆积层; 4.中侏罗统沙溪庙组; 5.滑坡(塌)边界及滑动方向; 6.泉点编号及流量; 7.裂缝及编号; 8.基覆界面产状; 9.钻井平台范围; 10.滑坡分区界限; 11.剖面线及编号; 12.等高线及高程, m; 13.陡坎线; I-1.滑裂变形破坏区; I-2.滑裂下错破坏区; II-1.滑移挤压隆起区; II-2.塑形挤压变形区Fig.1 Landslide plan in the study area

滑坡区构造属于川南褶皱带东西构造体系之建武箱形向斜南翼, 岩层倾向为320° ~338° , 岩层倾角为10° ~12° 。滑坡属于工程滑坡, 滑坡的启动和发展与井场建设互相影响。由于井场场平开挖, 加上前缘为天然沟道, 滑体临空条件良好, 使得滑坡持续变形趋势强。随着汛期的临近, 降雨作用增强, 将不利于滑坡的稳定, 滑坡范围可能会进一步扩大。

目前, 滑坡后缘处和中后部, 根据滑坡变形的类型, 可分为主动滑坡区(I)和被动滑坡区(II), 其中, 主动滑坡区(I)可分为滑裂变形破坏区(I-1)和滑裂下错破坏区(I-2), 被动滑坡区(II)可分为滑移挤压隆起区(II-1)和塑形挤压变形区(II-2)^[14](图1)。

(1)I-1。该区域位于滑坡顶部, 位于B平台西南角, 平台井架基础、混凝土面板、北西侧排水边沟、护坡墙、茶园土埂等构筑物发育不同程度线性张拉裂缝, 裂缝尺寸约1~3 cm。

(2)I-2。该区域位于滑坡后部, 位于A平台和B平台交汇处的中间部位, 其中西北和西南两侧浆砌石重力式挡土墙开裂, 且向坡向外凸起, 其变形特征为拉裂下错和滑塌变形。墙体缝隙宽4~8 cm, A、B平台间斜坡面下错约0.8 m, 切坡面水平位移达40 cm以上, 伴有土体滑塌, 次级滑面发育。该区域变形的主要原因是A、B平台之间高差提供了良好的临空条件。

(3)II-1。该区域位于滑坡中部, A平台东北侧, 且A平台切坡坡脚南北两端滑体厚度薄, 结构松散, 表现为场平面隆起开裂, 隆起高度达21~35 cm, 深部滑移面错动位移减小。由于隆起区高度过大, 且上部覆盖土层主要为人工填土, 古滑坡堆积体等软弱土体在降雨条件下更容易破坏结构, 加剧滑坡的变形。

(4)II-2。该区域位于滑坡中下部, A平台西南侧, 由于上部滑体的滑动, 使得A平台和平台前缘混凝土小路等刚性构筑物出现挤压起拱折断开裂。古滑坡滑覆体表层风化残积黏性土塑性强, 地表变形破坏不明显。

勘查结果显示, 滑体厚度为2~11 m。滑体纵向上, 中后部较厚, 一般为5~9 m, 前缘较薄, 厚度为0.4~2 m。中部局部地段由于场地开挖滑体厚度较薄。滑体中间最厚, 右侧次之, 左侧较薄, 左右两侧皆见基岩出露。主滑体物质组成主要为素填土、粉质黏土及碎石、块石土, 碎石颗粒主要为全-强风化粉砂质泥岩, 块石颗粒主要为强-中风化粉砂岩, 块石粒径可达1 m左右。滑坡边界为左、右两侧基岩出露的部分。滑坡顶部土质呈灰黑、深灰色, 由于早期古植物碳化等作用, 极为破碎, 具碎石角砾土性状; 滑坡下层黏性土具有古残积土和古土壤特征。综合滑坡平面特征, 初步判定该井场平台位于古滑坡破坏后的滑覆堆积体上(图2)。

图2

Fig.2

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图2 研究区滑坡剖面(P— P')图 1.人工填土; 2.第四系残坡积层; 3.第四系滑坡堆积层; 4.中侏罗统沙溪庙组; 5.滑动面及方向; 6.场地地面线; 7.原地面线; 8.岩层产状; 9.钻孔及孔口高程, m; 10.地层厚度, m; I-1.滑裂变形破坏区; I-2.滑裂下错破坏区; II-1.滑移挤压隆起区; II-2.塑形挤压变形区Fig.2 Landslide section of P— P' in the study area

根据上述滑坡特征的现场调查和分析可知, 井场滑坡主滑方向为274° ~280° , 坡面纵长约200 m, 横向宽度为110~150 m, 平均宽度为130 m, 滑坡面积约3.38× 10⁴ m², 勘探钻孔揭露滑体厚度为2~11.0 m, 平均厚度为8 m, 滑坡体积约27.0× 10⁴ m³。综合滑坡数据, 滑坡类型为浅层+土质+牵引式+中型+工程滑坡^[15]。

该滑坡已经产生滑动变形, 强变形区位于B平台中右部及A、B平台间的斜坡区, 局部有滑动剪出, 其破坏模式为牵引式。具体过程推测分析如下: 滑坡区第四系堆积层结构松散, 厚度较大, 加之施工开挖局部形成陡坎, 雨季降雨入渗使坡体重量增加, 并不断地软化基覆界面处或碎石土中的粉质黏土, 降低了其抗剪强度, 减少了抗滑力; 继而, 在暴雨的作用下, 斜坡土体进一步饱和, 使得斜坡土体的容重进一步增加, 增加了下滑力, 减少了阻滑力, 以致下滑力大于抗滑力, 从而产生滑坡。

影响滑坡稳定性因素较多, 针对井场滑坡的具体情况, 分析阐述如下。

(1)地形地貌。滑坡位于构造侵蚀中山靠近山脊的斜坡区, 斜坡坡脚发育冲沟, 沟床下切, 形成临空面。原始地形坡度较大, 加之场平建设开挖局部形成陡立边坡, 这种地形导致斜坡下滑力增大, 阻滑力减少, 不利于其稳定, 为滑坡提供了临空条件。前缘A平台内侧高程为1 052 m, 沟谷区高程为1 034~1 041 m, 后缘B平台高程为1 069 m, 两平台间高差近17 m, B平台与沟谷区高差可达35 m, 为滑坡的产生提供了势能条件。

(2)地层岩性。滑坡区上覆土层为素填土、粉质黏土及由全-强风化粉砂质泥岩组成的碎石土层, 上部粉质黏土裂隙发育, 总体上属于非膨胀土, 但局部富含高岭石和伊利石, 具弱膨胀性。块石土钻探取心局部呈土样柱状, 具有黏性土性质, 发育较多的裂隙光面, 加之碎块石土体中孔隙发育, 有利于地表水的入渗。下伏中风化粉砂质泥岩形成相对阻水带, 有利于地下水沿基覆界面裂隙渗透, 软化基覆界面处粉质黏土层, 加之基覆界面表现为与斜坡坡向一致的向下倾斜, 不利于上覆土层的稳定。

本次井场滑坡技术难点主要有以下两点。

(1)统筹多层滑面边坡治理与井场两级平台建设。井场滑坡属于牵引型滑坡, 滑坡的演变过程为: 平台开挖造成陡坎→ 陡坎失稳牵引后方坡体滑动→ 古滑坡局部复活。井场规划了A、B两级平台, 两级平台均需作为钻井工程场地范围, 钻井平台中将布置丛式井组, 并配套布置集液池、储存池、放喷坑等辅助设施, 其中井架位置对地面变形控制要求高。如何合理地布置滑坡治理工程, 既能阻止滑坡, 满足场地变形要求, 又能保持项目合理的经济性、可行性、安全性, 是治理工程设计需要综合考虑的问题。

(2)蠕滑状态滑坡的治理难题。井场滑坡处于蠕滑状态, 蠕滑状态的滑坡治理一直是地灾治理界的难题。蠕滑状态滑坡治理设计需将滑动状态作为治理的常规状态, 设计方案既要考虑到蠕滑对坡体稳定性的影响, 又要考虑其对拟设支挡结构的影响。常见的土质滑坡支挡措施, 例如抗滑桩等, 在蠕滑状态坡体内实施是极其困难的, 如何在设计上综合考虑, 是本次滑坡治理中的难点。

考虑本次井场滑坡的技术难点, 结合以下思路完成治理方案。

(1)在治理方案制定过程中, 确定了“ 永临结合” 的治理目标。充分利用场平过程中产生的弃方用于压脚, 同时综合调配各治理措施之间的土方平衡, 尽量减少了现场土方工作量。

(2)设计方案上采用“ 先应急措施, 后治理工程” 相结合的方式。创新性地采用滑体中部+前部堆载反压技术, 大大降低了滑坡蠕变速率, 为后一步治理工程实施提供了基础条件。

(3)以井场平台为重点保护目标, 采用动态设计。根据滑坡运动机理, 初步确定支挡措施施工顺序, 再结合监测数据和施工中的反馈信息, 及时调整设计方案, 先急后缓, 先重后轻, 主次分明。

(4)设计方案中提前对可能遇到的工艺问题进行考虑, 采用旋挖套筒成孔+早强剂的方式, 在堆载反压技术的基础上, 进一步保障成孔质量和桩体混凝土浇筑质量。

综上所示, 该井场滑坡治理方案采用抗滑桩+锚索+桩间网喷+桩顶连系梁+挡墙+截排水沟的措施进行支护。治理方案平面图如图3所示。

图3

Fig.3

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图3 研究区治理方案平面图Fig.3 Plan view of the governance plan in the study area

其中抗滑桩共布置A、B、C 3种桩型, 采用旋挖机成孔, 桩芯均采用C30混凝土, 桩顶设连系梁。A型抗滑桩布置在B平台上方挖方侧, 共计53根, 桩长为13 m, 锚固段长为6.0~6.5 m, 部分桩间设5 m高网喷; B型抗滑桩布置在B平台外填方侧, 共计65根, 桩长为14~27 m, 锚固段长为6.5~12.8 m; C型抗滑桩布置在A平台下方填方侧, 共计90根, 抗滑桩桩径为2.0 m, 桩长为16~24 m, 锚固段长为7.4~11.1 m, 桩间距为2.5~2.8 m。

在B型抗滑桩外侧设置C20砼挡墙, 挡墙总长195 m, 总高4~6 m、顶宽1.0~1.6 m、基础埋深为1.5~2.0 m。在滑坡外侧布置C20截排水沟, 将收集到的水流引入天然冲沟内, 沟长为150 m, 水沟采用梯形断面, 过水断面顶宽0.8 m, 底宽0.5 m, 高0.5 m。

结合监测点布置图, 对各抗滑桩的桩顶水平位移、竖向位移和锚索应力进行监测。监测时间自2018年4月9日开始, 到2019年9月30日结束, 共进行了126期监测。因在2018年10月30日进行重新布点, 监测过程分为两个阶段: 第一阶段自2018年4月9日起到2018年10月30日止, 共进行了103 期监测; 第二阶段自2018年10月30日起到2019年9月27日止, 共进行了23期监测。

从图4可以看出, 随着监测期数的增加, 桩顶水平位移也在随之增大, 并且随着监测期数的进一步增加, 水平位移大小逐渐趋向稳定, 有明显的收敛趋势, 且未超过预警值, 说明采用抗滑桩后井场滑坡稳定性得到了提高, 支护效果良好。其中A03处水平位移最大, 为24.48 mm, B04处水平位移最小, 为4.84 mm, 边坡变形朝向边坡外侧。

图4

Fig.4

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图4 研究区各抗滑桩桩顶水平位移变化曲线Fig.4 Horizontal displacement variation curve for the pile top of each slide-resistant pile in the study area

从图5可以看出, 随着监测期数的增加, 桩顶竖向位移也在随之增大, 并且随着监测期数的进一步增加, 竖向位移大小逐渐趋向稳定, 有一定收敛的趋势, 说明采用抗滑桩后井场滑坡稳定性得到了提高, 支护效果良好。其中B07处竖向位移最大, 为-11.04 mm, B06处竖向位移最小, 为-4.25 mm。

图5

Fig.5

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图5 研究区各抗滑桩桩顶竖向位移变化曲线Fig.5 Vertical displacement variation curve for the pile top of each slide-resistant pile in the study area

锚索应力的监测时间为2018年6月28日至2019年9月30日, 共进行了49期监测。此过程中发生的锚索应力变化结果如图6所示。

图6

Fig.6

	Figure Option ViewDownloadNew Window
	图6 研究区锚索应力变化曲线Fig.6 Stress variation curve of anchor cable in the study area

由图6可知, 锚索应力在第1期到第40期, 锚索应力变化值呈现上升趋势, 从第41期往后锚索应力变化值呈现平缓状态, 锚索应力稳定在14 kN 左右。结果表明, 锚索抗滑桩有效地控制了边坡的进一步滑动变形, 支护效果良好。