某井场滑坡稳定性分析及治理

某井场滑坡稳定性分析及治理

陈刚

四川省地矿局九0九水文地质工程地质队

摘要：以某天然气井场滑坡作为研究对象，简要分析了该滑坡形成的原因及机理，并进行了稳定性分析，提出了格构锚索＋裂缝夯填＋坡脚堆载的治理方案，并对治理工程及其效果进行了分析。

关键词：填土滑坡；形成机制；稳定性分析；锚索；坡脚堆载

1工程概况

某天然气井场位于三台县古井镇，场地属亚热带湿润季风气候区，工作区地貌属构造侵蚀深丘地貌，整体地势呈北东高南西低，相对高差53.9m。工作区为斜坡地形，剖面呈折线形。场地因井场建设回填形成一长约110m，宽约65m的斜坡平台，平台后部为基岩陡坡，坡度约60~70°。场地内地层自上而下分布为人工填土层、第四系全新统残坡积层、滑坡堆积层及侏罗系下统遂宁组第三段。工作区地下水按其赋存介质可以分为第四系松散层孔隙水和碎屑岩类裂隙孔隙水。

由于工程建设需要，修建一填方平台，平台长110m，宽65m，平台前缘形成高约12m填土边坡。针对填方边坡采用了格构与浆砌块石挡墙支护。2012年7月3日至8日及7月15日至7月19日连续降雨，诱发井场滑坡，格构及挡墙开裂，填土平台出现大量拉张裂缝。

2滑坡基本特征

2.1滑坡空间形态及规模

滑坡位于勘查区西侧，滑坡边界在地形地貌上表现较明显，根据滑坡区地形地貌及变形破坏特征确定其边界，滑坡后缘以L2拉张裂缝为界，高程为413m，前缘以已产生鼓胀隆起为界，高程为401m，两侧以后缘裂缝及前缘变形控制区域进行确定。滑坡的平面形态总体呈舌形，主滑方向270°，纵向剖面形态为折线型，平均坡度35~40°，轴长30m，横宽约100m，土体厚度5~14m，平均厚度10m，面积约3000㎡，滑坡体积为3万m3。

2.2滑坡物质组成

（1）滑体物质组成。根据现场调查得知，滑坡已产生变形破坏，滑坡上部主要堆积物为主要由粉质粘土，强风化和中风化砂岩岩屑及岩石碎块等组成。

（2）滑带物质组成。根据滑坡的变形破坏特征得知，滑坡主要是沿土层内部软弱面进行滑动变形破坏，滑带土主要为粉质粘土，层厚较薄，小于8cm。

（3）滑床物质组成。根据地面调查，该滑坡为土质滑坡，其滑床及滑体下部物质基本一致，均为粉质粘土夹碎石。

3滑坡变形特征及形成机理分析

3.1滑坡前缘、后缘变形

滑坡在产生滑动变形后以在后缘形成3条拉拉裂缝及多条剪切裂缝，拉张裂缝近似垂直于坡向。滑坡产生变形破坏，将前部浆砌堡坎挤压开裂、挡墙伸缩缝加宽，堡坎下部公路开裂变形，公路外侧的农田隆起近30cm。

3.2滑坡形成机理分析

灾害体形成与其所处的地质环境密切相关，主要与场区的地形地貌、地层岩性、气象水文（降雨）及人类工程活动有密切关系。

（1）地形地貌。由于井场建设需要，将原有坡面开挖回填呈阶坎状，高约5m，坡度近似直立，高陡的地形形成了较好的临空面；故地形地貌条件是斜坡变形的基本条件。

（2）地层岩性。滑坡主要由第四系松散堆积层组成，岩性结构松散，有利于地表水入渗，增大土体自重，降低抗剪强度，不利于斜坡保持其稳定性。故松散的第四系堆积层，为滑坡的发生提供了物质基础。

（3）水的作用。水是导致滑坡产生变形破坏的诱发因素。2012年7月3日至8日及7月15日至7月19日连续降雨，雨量较大。雨水入渗土体，增大了土体容重，降低了土体的抗剪强度，降雨入渗后不能及时排出，同时浸润软化了滑移控制面，对滑坡的变形破坏起了诱发作用。

该井场滑坡变形破坏主要是由于人工开挖回填而形成高5m的陡坎地形，提供了良好的临空条件，滑坡表面的土体的渗透性较好，有利于降水的渗入，使土体软化，抗剪强度迅速降低，在与土体自重的共同作用下，产生变形破坏。滑坡破坏模式为推移式滑动破坏。

4滑坡稳定性分析与评价

4.1计算模型与工况

（1）计算模型

根据滑坡产生变形破坏模式，采用瑞典条分法进行最不利滑动面搜索，计算其剩余下滑力。

（2）计算工况

本次稳定性分析采用三种工况进行计算分析，即工况一自重，工况二为自重+暴雨，工况三为自重+暴雨+均布荷载。

4.2计算方法与参数选取

（1）计算方法

采用圆弧法计算滑坡稳定性。

（2）计算剖面选取

根据现场调查报告，滑坡区最不利区域为2-2’剖面，因此采用滑坡区的2-2’剖面进行滑坡稳定性和推力计算。

（3）计算参数选取

根据反演法、经验类比及综合分析，确定潜在滑动面土体的抗剪强度参数值。根据现场室内试验成果综合取值，粉质粘土天然重度γ=19.2KN/m3，饱和重度s=19.8KN/m3；填土天然重度γ=19.8KN/m3，饱和重度s=20.2KN/m3。

4.3稳定性计算结果分析

（1）滑坡稳定性评价标准

对滑坡进行稳定性分析评价，根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ-T0218-2006）结合场地要求进行安全系数取值。滑坡稳定性评价标准如表1所示。

通过对滑坡剖面的稳定性计算结果表明，其稳定状态与调查的情况基本吻合。在暴雨工况下2-2’剖面整体处于基本稳定状态，在暴雨+荷载工况下2-2’剖面整体处于不稳定状态，其安全储备较小，可能产生滑动变形破坏。

5滑坡治理与监测分析

5.1滑坡治理

滑坡治理工程结合现场调查和勘查成果资料，滑坡区治理工程可采用以下三种措施进行综合治理。

（1）格构锚索工程：在滑坡前缘挡墙面坡部位设置2排预应力锚索，使滑坡在暴雨及加载情况下不出现滑移变形破坏。

（2）裂缝填补工程：对滑坡体上裂缝采取填补处理。

2012年7月至10月进行了工程治理，2012年11月井场正常运行，经过2014年7月29日地震及近几年雨季检验，该场地未见变形及滑动迹象，运行稳定。

5.2滑坡监测

为及时了解其滑塌体变形及规律，2012年7月至10月对该滑坡开展了地表位移监测工作。经过现场踏勘，布设了水平基准点和水平工作基点共29个点。经过监测监测点变形在观测中误差范围的有JC10～JC21、JC23，处于稳定状态，其余点都是处于不稳定状态。

6结论

（1）通过分析该滑坡形成的原因及机理，认为滑坡灾害体形成与其所处的地质环境密切相关地形地貌、地层岩性、水的作用和人类工程活动。

（2）通过瑞典条分法进行最不利滑动面搜索，重点对滑坡稳定性分析的方法、计算模型、参数选取，对斜坡可能产生剪出滑面的剖面进行稳定性评价，计算得出“自重+暴雨+均布荷载”工况为不稳定情况。

（3）根据反演法、经验类比及综合分析，确定了潜在滑动面土体的抗剪强度参数值，选取滑坡主剖面2-2’作为滑坡的计算剖面进行滑坡稳定性计算，结果显示其稳定状态与调查的情况基本吻合。在暴雨工况下2-2’剖面整体处于基本稳定状态，在暴雨+荷载工况下2-2’剖面整体处于不稳定状态，其安全储备较小，可能产生滑动变形破坏。

（4）根据滑坡特征，对滑坡提出了地面排水＋裂缝夯填＋锚索＋坡脚堆载综合治理方案，并对滑坡治理后效果进行了地表位移和沉降监测，结果显示治理后的滑坡经受住雨季检验，该场地未见变形及滑动迹象，运行稳定，因此，对类似工程具有很好的借鉴意义。

参考文献

[1]薛涛，王振华，孙萍等.基于深部位移监测的滑坡形成机制分析与稳定性评价[J].中国地质灾害与防治学报，2017，28（1）：53-61.