山东省地质矿产勘查开发局第三地质大队 山东烟台 264000
摘要：自2009年以来全国开始大规模开始地质环境与地质灾害整治，滑坡为比较常见的地质灾害类型，本文以烟台市长岛县砣矶镇山西石林地质遗迹保护区滑坡治理项目为例，在海岛环境地灾治理形成机理和工程施工技术上进行探讨，为同类滑坡治理提供借鉴。
关键词：海岛滑坡；地质灾害；治理技术
1工程概况
治理区位于烟台市长岛县国家地质公园砣矶镇山西石林地质遗迹保护区内的“金星雪浪”景区，近邻彩石岸景区。治理区为沿海基岩边坡，表层覆盖第四系残坡积土，原始边坡一般大于50°，植被发育良好，坡底发育小型砾石海滩。治理区地势高低不平，相对高差较大（80-109m）。治理区面积约26000m2。
2地质灾害现状
根据现场调查地质灾害发育特征，砣矶镇山西石林地质遗迹保护区滑坡位于砣矶岛山西“金星雪浪”景区附近，目前主要发育有2处滑坡灾害点：治理区北侧滑坡体（以下文中为Ⅰ号滑坡体）呈近EW向展布，长约98m，最大宽约50m，发育残余滑坡体，上部边坡前缘临空，坡底堆积大量碎石、块石等滑塌体，摧毁民房4间，冲毁科普栈道约160m，并有大量块石堆积于坡底潮间带，对地质遗迹保护区海蚀地貌和“金星雪浪”景区等特殊地质环境构成威胁；位于治理区南部的滑坡体（以下文中为Ⅱ号滑坡体）呈NNW-SSE向分布，滑塌体坡线长约135m，平均宽度约12.5m，主要滑塌物质为残坡积土和碎石、块石，大量滑塌体堆积在坡底沟口潮间带形成堆积扇。
3地质灾害形成机理分析
3.1地形地貌
治理区为鲁东低山丘陵区，滑坡体位于砣矶岛南岭和北岭之间的鞍部山半腰，山坡为岩质坡体，相对高差较大，边坡陡直，原生坡度一般大于50°，植被覆盖率高，且边坡前缘存在临空面。
3.2地层岩性
治理区地层主要为第四系残坡积碎石土和蓬莱群强风化石英岩、板岩；表层残坡积土厚度大于3m，结构松散，含碎石，土力结构较差；下伏强风化-中风化石英岩、板岩，局部破碎、裂隙发育，地层倾向NE50-70°，倾角2-10°。原始基岩裸露，受海风、阳光等风化作用影响强烈，为强风化-中风化，物理力学性质较差，是形成滑坡灾害的主要因素。
3.3降雨
治理区地处沿海丘陵鞍部，降雨时，区域内南岭和北岭形成的地表径流顺坡沿坡顶道路向治理区汇流。并在治理区后缘地带下渗，对滑坡面形成了浸润和软化，从而降低了滑动面岩土力学性质，引发滑坡灾害。2013年7月正是由于长时间降雨导致了砣矶镇山西石林地质遗迹保护区滑坡的发生。
3.4人为工程活动
治理区地处沿海山坡区域，由于风力资源和地质旅游资源丰富，近年来，在治理区修建了风力发电机组和旅游栈道。其中，为建立风力发电机组在丘陵顶部修建了水泥公路，为开发旅游资源在治理区边坡修建科普栈道，对治理区地质环境产生影响。
综合分析砣矶镇山西石林地质遗迹保护区滑坡发育现状，地形地貌、地层岩性是发生滑坡的基本要素，同时人类工程活动对治理区山体地质环境条件进行了改造和干扰，遇2013年7月长时间降雨，地表径流大量汇流治理区，一方面增加堆积体容重，另一方面下渗径流降低了潜在滑动带抗滑能力，最终导致边坡失稳，形成了滑坡灾害。
4地质灾害治理方案
根据以往的施工方法一般情况下滑坡区域用工程卸载的方法将潜在滑坡体清除，回填地坑、清运的方法清除渣石。根据滑坡稳定性评价公式，采用传递系数法进行将坡体修整成稳定坡度：Ⅰ号滑坡体顶部第四系残坡积土（海拔78m以上）放坡至30°，下部基岩边坡（海拔39.5m-78m）放坡至45°，在海拔39.5m处开挖宽度为1.8m的平台，在下部边坡进行坡面整理，将坡面坡度（海拔39.5m以下）整理为30°；Ⅱ号滑坡体在海拔39.5m处开挖1.8m宽平台，对海拔27.6m以下边坡进行回填续坡，将坡面整理至30°。由于高差较大可在在滑坡体后缘上部修建排水沟，滑坡底部根据滑坡情况砌筑挡土墙，防止水土流失进行绿化边坡。为防止灾害发生对治理区进行实时防护监测。
由于海岛气候的特殊环境影响，设计方案、施工技术、施工措施需要进行调整。
4.1海岛滑坡体治理设置SNS柔性被动防护网方案
治理区位于当地有名的“金星雪浪”景区，滑坡体底部一侧为有名的砣矶砚台石（含有金云母的碳化板岩），游客参观需要保证安全。因此保证游客安全。由于高差大，海岛海风强劲因此在边坡上部，中部平台设置SNS柔性被动防护网。
被动防护网由钢丝绳网或菱形格栅网（需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅）、固定系统（锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳）、减压环和钢柱四个主要部分构成。钢柱和钢丝绳网连接组合构成一个整体，对所防护的区域形成面防护，从而阻止崩塌岩石土体的下坠，起到边坡防护作用。不同的防护网规格可以拦挡相应能量的落石。
本次工程设计于滑坡体中部边坡布置SNS被动防护网，Ⅰ号滑坡体和Ⅱ号滑坡体上部边坡削坡整理后，于海拔39.5m处设置宽约1.8m平台，被动防护网系统布置于平台内侧。设计被动防护网规格为RX-050型，可以防护500KJ能量的落石，Ⅰ号滑坡体设计被动防护网总长约50m，Ⅱ号滑坡体设计被动防护网总长约20m。被动防护网系统由钢丝绳网、固定系统、减压环和钢柱构成。
被动防护网布置与水平坡面呈70°角，设计钢柱为18#工字钢，间距为5.0m，钢柱长度为4.0m，设置上拉锚杆、侧拉锚杆和基座锚杆固定防护网系统，上拉锚杆采用Φ16双根钢丝绳锚杆，侧拉锚杆和基座锚杆采用Φ18螺栓锚杆，锚孔充填C25砂浆，锚杆设计长度均为2.0m，基座为C25素混凝土结构，设计基座尺寸为45cm*30cm*20cm（长*宽*高），防护网为4.0m*5.0m菱形钢绳网（D0/08/200）结合4.0m*5.0m普通铁丝格栅网（50mm*50mm）。
4.2海岛滑坡体治理挡墙设置方案
海岛滑坡体挡墙紧靠海边，涨潮时会受到海浪冲刷，因此在设置挡墙是不单要考虑稳定边坡，还要考虑潮汐影响。挡土墙设计高度为4m，基础设计深度为2.0m或进入基岩0.5m，墙体底部宽度为5.25m，顶部宽度为2m，背坡和面坡均按照1:0.25放坡；面坡采用2个扩展墙址台阶，台阶高0.5m，宽0.5m，墙趾台阶与墙面坡坡度相同；背坡采用1个墙踵台阶，台阶宽0.5m，高0.5m，墙踵台阶坡度为直立；设置排水孔，按照1.5m×2.0m间距呈梅花状布设，排水孔选用Φ110PVC管；挡土墙布置于平均海平面即海拔1.4m滑坡前缘处，并沿海岸线延伸至南侧彩石岸景区附近，长度95m。
图4-5 挡土墙设计图
为防止坡面滚石，在挡土墙顶部内侧同时修建小型防护墙，防护墙高1.0m，宽50cm，沿挡土墙顶部延伸，共计约95m长，结构采用C25毛石混凝土结构，防护墙底按照1.5m间隔布置Φ110PVC管排水孔，施工时与挡土墙同时浇筑。
工程实施中混凝土要使用抗海水侵蚀的混凝土，混凝土所用水泥一般用高标号的水泥。参考GB/T 50476-2008《混凝土结构耐久性设计规范》，其中有针对海洋环境，对混凝土的具体技术要求，防止海水（氯盐）侵蚀和保证混凝土结构耐久性，混凝土一般需要提高密实度（密实度高孔隙率就底，抗海水渗入的能力强，使用寿命就长，浇筑时可适量添加减水剂）；添加改性木质素磺酸类提高耐腐蚀性；或者是砌筑完成后在混凝土表面涂上一层耐腐蚀抗渗能力好的防渗层，可以采用环氧浆液黏贴2-3层的玻璃丝布或者用丙烯酸脂共聚乳液水泥砂浆进行涂抹防护。
根据现场情况工程进行挡墙施工时，开挖基槽时会发现基槽底面低于海平面，为防止基槽被海水倒灌，需要及时了解当地岛屿的潮汐情况，在退潮时立刻开挖基槽，基槽底部做好发防海水（氯盐）侵蚀措施，立刻进行浇灌混凝土（混凝土用水必须是淡水），保证在涨潮时混凝土凝结完成并涂抹耐腐蚀层。如果在浇筑期间混入海水或者涨潮时未凝结完成，则这段砌筑挡墙报废需要重新砌筑。
4.3海岛截排水沟
地表排水工程的目的是尽可能将天然降水形成的坡面径流拦截，通过修筑防渗性能好的人工沟渠疏导水流，避免或减少地表径流在滑坡坡面上的入渗，提高滑坡体的稳定性。大气降水是滑坡体发育、造成坡体不稳定及破坏的重要原因之一，设置排水系统，是滑坡地质治理中非常重要的措施。工作区历年最大小时降水量为227mm，为百年一遇。本次设计暴雨强度160mm/h，降水历时为1h。排水渠边墙的超高标准一般采用设计水位以上安全超高0.3m-0.5m。本次在设计流量时设计不低于0.3m。
水沟截面尺寸应根据降雨汇水面积、降雨量及水力坡度计算确定。按流量0.52 m3/s，流速6m/s，计算厚100 mm的C25毛石混凝土排水渠截面为梯形断面，上底500mm×下底400mm的水渠满足流量要求，可沿排水渠将雨水排出坡外。
根据现场情况除了分别布置于滑坡体后缘上部5m处和坡顶公路沿线两条截排水沟外，因海岛海风和降水情况，为防止水土流失还需要在坡面汇水处设置两条引流槽。
4.4海岛坡面绿化方案
治理区位置处于海岛的风口，栽植苗木易倒伏。因此坡面绿化需要用特殊方法进行，先使用草籽撒播稳固坡面种植土，荆树、酸枣树、葛根、狗尾草按照1：1：4：4的比例进行灌木籽、草籽拌合，并按照2kg/100m2的密度对回填续坡和削坡区进行撒播。然后坡上草帘进行浇水。草帘出绿后，栽植30cm以下低矮的黑松幼苗，防止海风吹倒需要深部栽植。
海岛绿化种植时期与陆地栽植不同，陆地栽植最佳时间为每年三月中旬，而海岛因特殊地理位置与气候，回暖较慢，最佳栽植时间为每年五月下旬和六月上旬。
4.5海岛监测工程设计方案
由于治理区属于国家地质公园风景区，同时地形变化较大，坡度较陡，过往行人、游客较多；为保证行人、游客的人身安全，在治理区设置3个自动变形监测点和3个人工监测点，并设置1套实时视频监控设施。
结束语
长岛县砣矶镇西山石林地质遗迹保护区滑坡地质灾害特征明显，危险性与潜在危害大。通过滑坡灾害形成机理分析，对灾害区进行工程治理措施。因特殊的海岛环境影响设计方案、工程技术和施工措施许多方面进行调整，为以后在海岛环境的地质环境治理，消除治理区地质灾害隐患，提供依据。
参考文献:
[1]周勇.浅谈滑坡治理工程施工监理质量控制难点[J].能源与环境,2018(01):106-107.
[2]王向东.解析滑坡地质灾害治理设计[J].世界有色金属,2017(21):189-190.
论文作者:赵国鹏
论文发表刊物:《防护工程》2018年第24期
论文发表时间:2018/12/3
标签：滑坡论文; 海岛论文; 地质论文; 挡土墙论文; 防护网论文; 混凝土论文; 地质灾害论文; 《防护工程》2018年第24期论文;