浅析亭子口大园包崩滑体治理方法

时间：2024-07-28

(中国水利水电第五工程局有限公司，四川双流，610225)

大园包崩滑体位于嘉陵江亭子口水利枢纽左岸，滑体物质主要为滑移松动岩体、粘土夹块碎石。左岸非溢流坝段将崩滑体分为上下游两个部分，顺江总长1160m，宽200m～360m，面积约28万m2，体积约560万m3，厚度3m～63m。崩滑体的稳定性关系到亭子口枢纽工程左岸建筑物的施工和运行安全。本文主要介绍该崩滑体的成因及其治理方法。

1 崩滑体的成因

1.1 崩滑体周围地形地貌

崩滑体前缘为嘉陵江，河谷深切，河床与前缘之间为坡度20°～25°的基岩斜坡，局部较陡可达30°，坡体上多零星分布第四系残坡积物，坡底则零星堆积砂岩大块石，块径一般1m～3m，最大8m～12m。大园包崩滑体与周围岩土体地形断面见图1。

图1 大园包崩滑体与周围岩土体地形断面示意

1.2 崩滑体与周围岩土体的关系

受地形地貌、地层岩性、风化卸荷以及大气降水的影响，斜坡物质极易分解、崩塌，并就近堆积于坡底，成为堆积体的主要物质来源。

1.3 成因机制分析

崩塌堆积初期，由于坡体高陡，崩积物以大块石为主且崩塌频率较快，多来不及风化或风化较轻，这与拉裂槽覆盖层下部岩性以块石及块石夹土相吻合。随着崩塌的延续，坡体稳定性增强，崩积物逐渐变小且崩落频率减慢，堆积于拉裂槽后，有足够时间进行风化水解，使得颗粒变细，这与拉裂槽覆盖层上部岩性以粘性土夹碎、块石为主相一致。

由大园包崩滑体成因机制可以看出，其形成经历了崩塌、堆积、滑移三个循环往复的过程，滑移模式为推移式。

2 崩滑体稳定性分析

纵观崩滑体所处的地质环境及其成因机制，自形成以来，一直处于稳定状态，无二次整体滑移，局部也没有变形迹象。即使受人类活动的影响，也只是对崩滑体表层进行改造，没有改变崩滑体的稳定条件。

按亭子口水工建筑规划布置，崩滑体地段将布置左岸非溢流坝段和左岸电站厂房等水工建筑，其中左非坝段将崩滑体分为上下游两个区，由于工程施工期及水库运行，导致崩滑体稳定影响因素发生变化，其稳定状态也将相应发生变化。

(1)工程施工期间，左岸厂房进厂公路边坡开挖对崩滑体下游区前缘形成切脚，从而改变了崩滑体前缘地下水运移方向，地下水集中向坡面汇集，水力坡降增大，在外界因素如暴雨的诱发下，可能导致边坡失稳。另外由于前缘切脚，崩滑体整体抗滑力减小，对整体稳定产生不利影响；

(2)水库运行期间，崩滑体上游区受库水位周期性涨落的影响，很可能会改变稳定状态，由稳定向不稳定转化。由于上游区坡度平缓，加之前缘地段厚度小且地形无剧烈变化，因此只有一种失稳模式，即整体滑移式失稳。而崩滑体下游区由于不受库水位影响，其稳定性与工程施工期相同。

3 崩滑体治理方法

3.1 上游滑体治理方法

根据设计院稳定计算结果，上游滑体在水库蓄水运行后，基本处于稳定状态。为保护水下坡面不被库水淘刷，对上游滑体高程464m以下坡面采用预制混凝土块护坡，混凝土块厚15cm。

3.2 下游滑体治理方法

由于进厂公路边坡开挖，对下游崩滑体前缘形成较大范围切脚，当滑体内地下水位较高的工况时，前缘局部沿潜在滑移面发生失稳破坏，产生较大下滑推力。因此，下游区治理主要考虑降低滑体地下水位，同时在前缘采取支挡措施。

主要治理方法：前期崩滑体下覆基岩中布置“两纵两横”地下排水洞，洞内设排水仰孔；前缘设置抗滑桩及重力式挡墙支挡加固，墙后碎石土回填区采用格构植草支护、崩滑体地表采取地表排水。

但后期施工完后，崩滑体范围内布置的毛料堆场加载太快，导致部分抗滑挡墙变形，后经多方专家论证后，下游崩滑体治理在原有基础上加设了以下处理方式：

挡墙桩号坝0+296.00m～坝0+468.00m段172m己出现变形及影响区，沿挡墙每个分缝段(10m～12m)墙面布设3列(竖向)2排(横向)钢筋混凝土格构梁系和2排1500kN级预应力锚索，锚索布置于格构梁节点处。墙顶垂直布置1排3Ф36mm锚筋桩，孔距2.0m。

挡墙桩号坝0+228.00m～坝0+296.00m和坝0+468.00m～坝0+828.00m段未变形区428m，在抗滑挡墙墙顶布置1排3Φ36mm锚筋桩，孔距2.0m。

墙后布置排水砂井：坝0+296.00m～坝0+468.00m段变形及影响区段，沿挡墙后缘每个分缝段(10m～12m)布设1个城门洞形排水砂井；坝0+240.00m、坝0+270.00m和坝0+490.00m、坝0+520.00m、坝0+550.00m、坝0+580.00m、坝0+630.00m各布设l个城门洞形排水砂井。砂井内回填粗砂，与墙体排水孔一起构成挡墙排水系统；在与砂井对应位置的墙体上增设砂井排水孔，上、下各1个，孔径Φ91mm，排水孔深入砂井内50cm，伸入井内段采用塑料花管，外包过滤土工布，且所有排水孔孔深一律调整为8m，孔径调整为Φ91mm，排水孔采用塑料花管外包过滤土工布进行孔内保护。

在桩号坝0+335m、坝0+405m、坝0+435m三个断面相邻的上、下格构节点锚索墩槽中，安装锚索测力计，共计6台，分别编号为D0lZDQ～D06ZDQ；与桩号坝0+295m、坝0+335m、坝0+405m、坝0+435m、坝0+505m、坝0+585m、坝0+705m七个断面的挡墙墙顶，设置水平位移监测点，分别编号为TP01ZDQ～TP07ZDQ。

3.3 主要施工项目

3.3.1 抗滑挡墙

抗滑挡墙顶宽2m，墙背直立，墙面坡度1∶0.55，墙高为6.5m～8.5m，可根据崩滑体前缘开挖坡高适当调整挡墙高度。为疏排挡墙后渗水，墙体设排水孔，孔径Φ91mm，间距3m。

根据岩性特征，开挖完后尽快采用混凝土或砂浆覆盖基岩，防止基岩风化。

3.3.2 地下排水洞

下游崩滑体范围共设置“两纵两横”地下排水系统。在后缘山体侧设置一道纵向排水洞和排水孔幕，拦截K1C4-2层山体地下水补给；同时为降低滑体前缘地下水位，提高局部稳定性，在距离开挖前缘100m左右处设一道纵向排水洞及排水孔幕；在滑体滞水丰厚的大园包下伏岩体及纵向排水洞的下游末端处各设一道横向排水洞和排水孔幕，以降低滑体地下水位。

排水洞净断面尺寸为2.5m×3.0m，城门洞形，局部地质条件较差部位采用钢筋混凝土衬砌或喷锚支护。排水洞顶设排水仰孔，深度平均为25m，孔径Φ91mm，孔距3m；洞壁设一排浅排水孔，深度1m，孔径Φ56mm，孔距3m。排水孔全孔采用PVC滤水管外包土工布进行孔内保护。

3.3.3 墙顶锚筋桩与预应力锚索

(1)墙顶锚筋桩施工。在坝0+228.00m～坝0+828.00m段锚筋桩，为混凝土挡墙和岩石锚固抗倾覆抗滑设置。根据工程立面图，按设计要求，将锚杆位置准确测放在墙顶面上，孔位应准确，放线时按每伸缩缝为分界线，按孔距2m依次布置，距伸缩缝段为1m，若遇到与锚索重合，应做调整，尽量避开锚索施工。

锚筋桩的制作是将3根Φ36mmⅡ级钢筋“品”字型连接，不弯勾，孔径Φ130mm间距2m，挡墙锚筋桩总长12m，带注浆管一次注浆；

(2)预应力锚索施工。挡墙桩号坝0+296.00m～坝0+468.00m段(己出现变形及影响区段)，沿挡墙每个分缝段(10m～12m)墙面布设3列(竖向)2排(横向)钢筋混凝土格构梁系和2排1500kN级预应力锚索，锚索布置于格构梁节点处。

1500kN级预应力锚索型式为粘结式，使用有粘结钢绞线，采用二次注浆(先注锚固段，张拉结束后注张拉段)。

锚索张拉在一次注浆达到强度及锚墩混凝土等的承载强度达到施工图纸规定值后进行。

3.3.4 钢筋混凝土格构锚梁

在挡墙已出现变形及影响区段加设钢筋混凝土格构锚梁，沿挡墙每个分缝段(10m～12m)墙面布设3列(竖向)2排(横向)钢筋混凝土格构梁。

3.3.5 墙后排水砂井

在抗滑挡墙背后全线每隔一定距离增设排水砂井，排水砂井为城门洞形。

砂井采用人工自上而下分段开挖，每50cm开挖后采用钢筋护壁。为满足砌筑后直径为1.2m，砂井开挖尺寸为1.7m×1.7m。砂井挖至混凝土基础后，为确保施工安全，立即采用多孔砖砌筑，多孔砖孔向应水平布置以利于排水。砂井砌筑完成以后，进行砂井回填，砂井内回填粗砂，与墙体排水孔一起构成挡墙排水系统。

对穿过井壁的排水孔内端，采用塑料花管保护后，在井内分层回填粗砂，粒径范围0.5mm～2mm，且级配良好，为防止松散砂的沉降，回填时应分层洒水。

4 滑坡体监测

4.1 监测布置

大圆包崩滑体与抗滑挡墙所安装埋设的监测仪器有位移计、锚杆计、锚索计、应变计、无应力计、测压管、渗压计、测斜管以及观测墩，分布在0-121.50m、0+184.00m、0+328.00m、0+458.00m、0+561.30m五个监测断面上(见图2)。

图2 大园包崩滑体测斜孔位置示意

4.2 监测成果

施工期时，大园包监测频率每3天测一次，测值变化平稳时每周或每月监测一次，遇到特殊情况增加测次。施工期大园包与抗滑挡墙的主要荷载为施工砂石的堆载与自然变形，随着抗滑挡墙及砂石料堆载的科学设计，监测数据显示：大园包各深度分层变形减小，且变化量值趋于稳定与收敛；抗滑挡墙受力均匀，未见异常数据，异变观测期间稳定、收敛；位移变形与堆载变化、自然季节关联，与库区水位变化尚未明显数据关联，表明该滑坡治理有效、可行。