秣归县邓家坡一号滑坡治理工程设计实例.docx

秣归县邓家坡一号滑坡治理工程设计实例龚福洪I,苏爱军2J长江委长江勘测规划设计研究院岩土工程总公司，武汉430010, $水利部长江勘测技术研究所，武汉430011）摘要：本文介绍了长江三峽库区秫归县邓家坡一号滑坡的环境地质条件和工程地质特征，综合运用地质宏观判断和数值计算对 滑坡的稳定性进行了分析，从技术、经济和施工条件等方面对滑坡的治理方案进行了比较选择，并简要介绍了分项工程如锚索抗 滑桩、格构锚固、排水洞、水平排水孔的设计方法和结构，总结了本工程的设计经验关键词：滑坡治理，地质灾害，锚索抗滑桩，格构锚固，排水洞，排水孔引言秫归具邓家坡一号滑坡位于三峡库区长江支流童 庄河的左岸，滑坡上建有小学、移民新村，还有茂盛 的果园1998年眾雨期间，该滑坡的第一级一度复活, 预测这一级在三峡水库蓄水后或遇持续强降雨时将再 次复活，复活区向上发展或持续强降雨有导致滑坡第 二至第四级失稳的危险，对滑坡上的小学生及居民的 人身财产安全构成了威胁，该滑坡必须立即于以治理1滑坡地质条件1・1滑坡地质环境滑坡位于秣归向斜的东南冀，为单斜构造滑坡 周缘的基岩为侏罗系中-下统聂家山组（Jt）泥岩、 粉砂岩与长石砂岩不等厚互层。

滑坡区地震基本烈度 为VI度1・2滑坡基本特征1. 2. 1形态本滑坡呈长条形，长730m,宽55〜110m,体积 60X10卅滑坡两侧均发育有深切冲沟该滑坡从 下 往上分为四级次滑坡（图1）,滑坡厚度一般为5.0〜 15.0m,第二、四级较厚,为15.0〜25. 0m,而且基岩 而坡度陡，第一、三级询缘的基岩而坡度较缓1.2.2物质组成滑坡物质大部分为碎块石土或扰动碎裂岩体主 滑带十•厚20—60cm,多为粘性土、砾质粘性土，具有 连续的滑动面1・2.3岩土物理力学性质经试验，滑带土的碎石含彊15%〜24%,天然含水 量13. 3%〜22. 6%,原状样快剪试验得滑带土的c=30〜 50kPa.旷15. 5°〜21.5° ；饱和固结快剪试验得滑 带土的c二29〜58kPa＞二16. 5°〜27.5° ；残余剪试 验得滑带土的c•二20〜36kP“、卩二10°〜18.5°曲于 制样时往往从含砾石较少处切样，故（/）值偏小反演 分析得滑带土的有效应力抗剪强度指标:"=16kPa, 0 =23° ,釆用该值作为设计参数1. 2. 4水文地质条件滑坡的后缘接近地形分水岭，滑坡两侧冲沟切割 较深，滑坡地表排水条件较好。

滑坡堆积体中赋存孔 隙潜水，基岩裂隙水较贫乏1998年5月29日〜10 M 29 H及2000年10月〜11月地下水位观测成果表 明：雨季滑坡中地下水位高于滑带，且在久（暴）雨 时，地下水位大幅上升；旱季地下水贫乏，据试坑渗 水及钻孔注水试验，滑坡区碎块石土的渗透系数为 10 "〜10“ cm/s量级，属较强透水性，砾质土的渗透 系数为10" cm/s量级，属极弱〜弱透水性1.3滑坡稳定性1. 3. 1滑坡稳定性地质宏观判断本滑坡的第一级现状不稳定；第二、三、四级现 代没有变形迹象，其后缘尢堆积物加载，前缘和侧缘 基本上不受侵蚀，地表、地下水排水条件较好，据此 初步判断该滑坡的第二、三、四级在未來较长时间内 仍能保持基本稳定或稳定状态但是第一•、四级的地 形和基岩面坡度陡，安全储备低，第二级前缘将来受 库岸再造的影响，而口该滑坡处于暴雨集中区，诱发 滑坡失稳的条件仍然存在1.3.2滑坡稳定性计算与评价第一级滑坡将来几乎被水库全淹，因此只对滑坡 的第二、三、四级进行稳定性计算计算结果表明：450・col-dlQJI第四级第三级ZK29 delQ|

2 滑坡治理工程方案比选2.1治理工程安全等级山于邓家坡一号滑坡的第二级上有小学和8户民 龙，而第四级上只有2户民房，第二级、第四级治理 工程安全等级分别按二级、三级设计，滑坡稳定系数 设计标准为：第二级：正常工况,K=l. 20；非常工况,K = l. 10； 第四级：正常工况K二1.10,非常工况K二1.052.2滑坡剩余下滑力计算主滑方向滑坡剩余下滑力计算成果示于图2山滑坡剩余下滑力计算成果可知，滑坡第二级中 部的设计荷载为1792. 7kN/延m,两侧缘下降到481. 2 kN/延m;滑坡第四级中部的设计荷载为1602. 5kN/延 山，两侧缘下降到197. 5 kN/延n)o2.3治理工程方案比选邓家坡一号滑坡的治理拟从治水、库岸防护和抗 滑支扌当三方面着手治理方案的确定从各方案的技术 性能、施工条件、造价等方面全面比较后择优选择山于邓家坡一号滑坡天然地表排水条件较好，故 该滑坡不需设地表截、排水工程山于地下水位长期观测吋间不长，所得1998年暴雨期地下水位也许并不是滑坡体内最高地下水位•2000!$00•100050020■4000•3S003000•2500•20004500 1000■500图2 滑坡剩余下滑力曲线(a) 第二级滑坡 (b) 第四级滑坡为了在特大眾雨时尽量使地下水位不高于1998年暴 雨期地下水位，考虑适当布置地下排水工程。

在地下 水较丰富、施工条件较好的第二级布置一个排水洞， 英投资为38. 3万元在地下水不甚丰富，施工条件较 差的第四级前缘布置6个水平排水孔，6个孔的投资 4. 0万元滑坡第四级前缘只适合布置悬臂式抗滑桩或锚索 抗滑桩设桩位置的选择依据滑坡剩余下滑力曲线、 基岩面形态和地形条件，同时考虑桩前嵌固段抗力岩 体的支撑能力山图2可知，前缘地带滑坡剩余下滑 力最小的位置在滑坡的前缘，在此处设桩，桩承受的 滑坡推力最小、桩瑕短，但此处桩前抗力岩体的宽度 太小，对桩起不了嵌固作用，于是将设桩位置后移20m 到一堡坎前在堡坎前设桩，桩前抗力岩体的宽度有预应力锚索 桩计算图示AM图1223.1-10000 0 10000 剪力/kNV图20m余，对桩可以起嵌固作用，而且此处滑坡剩余下 滑力也比较小桩设在堡坎下述可以减少桩长及相应 的挖井、护壁工程最，也有利于锚索的施工悬臂桩方案需布置9根截面2. 2X3.加的桩，桩 顶部4m设钢筋混凝土扌当土板，该方案投资208. 6万元 锚索抗滑桩方案需布置9根截面2.2X3. Oni的桩，其 中7根桩的顶部各设一束承载力1300kN的预应力锚 索,桩顶部4m设钢筋混凝土扌半土板，该方案投资184. 8 万元，比悬臂桩节省12.9%,因此第四级的支挡结构 选择锚索抗滑桩。

滑坡第二级的支挡结构的布置位置也依据滑坡剩 余下滑力曲线、基岩而形态和地形条件山图2可知， 滑坡的前缘地带滑坡剩余下滑力都比较大而且比较均 匀，前缘基岩面太陡，不利于设桩，设桩位置应后移 20〜30m设桩位置移动后，止好此处有一*坡角40〜 45°、坡高20〜24m的道路边坡,边坡上分布有一定 承载力的滑移松动岩体或块石，此处既可以设置锚索 抗滑桩，也可以利用此边坡设置格构锚固系统当采 用锚索桩方案时，需布置9根截面2X3. 2m的锚索桩, 每根桩顶设2束承载力为lOOOkN的预应力锚索，另在 滑坡两侧布置2根截面2X3. 2m的悬臂桩、3根截面 1.5X2. 5m的悬臂桩抗滑桩的桩顶设连系梁，该方 案投资414.6万元当釆用格构锚固方案吋，中部需 设1300kN级锚索60根，两侧需设600kN级锚索各 30根，对应格构梁的截面尺寸分别为600X800mm和 500X700mm,格构中间作浆砌块石护而该方案投资 为292.9万元,比锚索桩方案节省41.5%滑坡第二级采用锚索桩和格构锚固技术上都可 行，都具有结构受力明确、技术成熟、对滑坡扰动小 的优越性格构锚固述具有坡面保护功能、能施加预 应力主动发挥阻滑力，而且外表美观，地面施工条件 较好、投资省等优越性。

因此，滑坡的第二级选择格 构锚固方案经过技术经济和施工条件比较，邓家坡一号滑坡 最终治理方案为：第四级：锚索抗滑桩+排水孔；第三 级：监测；第二级：格构锚固+排水洞；第一级：放弃 2. 4滑坡监测在邓家坡一号滑坡的第二、三、四级布置了监测 工作，监测设施兼顾了施工期安全监测和长期监测， 监测项目有地下水渗压计、锚索测力计、土压力计以 及人工巡视监测等3分项工程设计3.1锚索抗滑桩第四级滑坡中部的锚索抗滑桩的中心距6. 0n）,桩 芯碇强度等级C25,桩截面尺寸2.2X3. 0m,桩长 21.5m,桩顶设一束锚索，锚索预加力To=958kNo锚索 抗滑桩的结构内力采用弹■性支点法⑴计算，计算图示 及计算结果示于图3：弹性支点法将锚索作为一•弹性支点，滑而以下的 岩土用一系列帅簧即Winkle模型代替,桩身作为一弹 性支承的地基梁设计中，强风化粘土岩的弹性抗力 系数的比例系数k IR 100MX/m3,中等风化岩层的k収 300MN/1J,滑坡推力按梯形分如，桩底支承条件按''自 由端”计算得锚索拉力1300kN,桩身最大弯矩 30318. 4kNem> 距桩顶 15.3m,最大剪力 7804 kN、距 桩顶13. 5m0图3 锚索抗滑桩结构内力图抗滑桩的配筋按受弯构件进行设计。

纵向主要受 力钢筋的设计根据弯矩图（M图）山于在桩长范围内 弯矩变化很大，为了接省钢筋，主要受力钢筋在其充 分利用点以外延伸一％长度后截断《混凝土结构设 计规范》规定，的长度视剪力设计值V的大小而定:当 VV0. 07f（bho 时,"1.2 g当 V20. 07fcbho 时，7^1.2 la + 加式中：办•混凝土的轴心抗压强度设计值；b-桩的截而宽度；h°-桩的有效截而高度； 厶-纵向钢筋的瑕小锚固长度抗滑桩的箍筋的设计根据剪力图（V图）当V V0.07/Q加时，按构造要求（满足最小配箍 率）配箍;当VM0. 01fcbho时,按公式Vcs=0. 07〃屁+/.%,• ^•hQ>V设计，同吋应满足 垠小陀箍率的要求式中：以厂斜截面的抗剪能力；.心-箍筋抗拉强度设计值；4*厂单肢箍筋的截而积；n-同一个截面内箍筋的肢数；s-箍筋的肢数抗滑桩的代衣性配筋图如图4所示：本工程采用的预应力锚索的结构如图5所示，锚 索山9股强度标准值1860MPa的7 "5钢绞线组成，其 承载力设计值1300kNo内锚固段钢绞线绑扎成枣核 壮，粘结材料为M30水泥沙浆锚索自山段防。