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2021年度 工程勘察组

云南省鲁甸“8.03”地震灾区龙头山集镇区滑坡、不稳定斜坡、泥石流地质灾害治理项目(勘查、可研、设计)
云南地质工程勘察设计研究院
主要贡献人: 赵金发、岳永锋、雷 阳、许志陈、龙 云、韩兴勇、李 晰、姜丽川、夏通云、彭 彪、李荣贤、熊仲翔、雷泽量、王占奎、赵庆斌、撒兰鹏、张 冲、周国祥、朱云辉
项目概况

201483日鲁甸县发生6.5级地震,震中龙头山镇受灾严重,党中央、省委省政府高度重视,要求高效、高质量推进集镇区地质灾害治理,确保集镇区人民生命财产安全,最大程度保障灾区震后恢复重建工作的推进与落实,随即云南省启动了鲁甸县“8.03”地震灾区龙头山集镇区地质灾害治理项目。

该项目主要包括8个地质灾害隐患点,即灰街子安置点滑坡、白杨沟泥石流、集镇北侧不稳定斜坡、集镇南侧不稳定斜坡、管家地滑坡、农贸市场滑坡、欧家坪子滑坡、石猫儿滑坡,直接威胁龙头山集镇区人口4614人、威胁资产超过3亿,地质灾害险情等级为特大型。8个地质灾害点治理工程预算总投资1.75亿元,是云南省目前投资最大的地质灾害治理项目。项目区属高山峡谷地貌区、地质环境条件复杂;受地震影响,诱发、加剧的地质灾害种类多、成因复杂,勘查难度大;同时治理工程设计需协调震后恢复重建安置区、交通、水利基础设施等规划建设,设计难度大。设计思路考虑了地质灾害治理工程与城镇规划相结合、与交通及水利工程相结合、与城镇土地利用相结合、与城镇应急疏散通道及景观休闲道路相结合、与生态恢复及周边环境协调相结合的理念。

项目治理工程的实施,对震后恢复重建工程的实施意义重大,具有改善区内震后地质与生态环境的作用,体现以人为本,促进社会稳定和谐发展,对灾区恢复重建及城镇发展奠定了基础。

技术特点

本项目包括集镇区8个地质灾害点的勘查、可研、设计工作,工作周期短、质量要求高,勘查手段采用了(1:5001:10001:10000)工程地质测绘、钻探、探槽、探井、物探(高密度电法)、标准贯入试验、重型圆锥动力触探、现场大型重度试验、土体原位大面积剪切试验、现场泥石流配方试验、现场泥石流颗分试验及室内岩土水测试等,勘查成果数据在多种手段的充分验证、修正下形成,为地质灾害治理工程设计提供准确、详实的参数及地质基础依据。

治理工程措施设计充分考虑了常规综合措施(滑坡、不稳定斜坡:支挡、锚固、护坡绿化、排水等;泥石流:稳、拦、排相结合),在与其他恢复重建工程存在交叉时,进行了协调设计,同时兼顾集镇区重建后的生态景观效果进行了创新设计,具体工程结构类型包括:滑坡、不稳定斜坡治理工程采用抗滑桩、桩间板/桩间墙、锚索/锚杆框格梁、削坡整坡工程、护坡矩形/拱形格构、挡墙工程、被动网、主动网、景观花台、截排水沟、坡面深部排水孔等;泥石流治理工程采用拦挡坝、谷坊坝、桩林坝、缺口坝(工程交叉期间预留缺口、后期补筑)、排导槽等;工程设计内容充分遵循龙头山集镇区灾后恢复重建规划需求,并得到交通、水利、城建等相关政府部门、参建单位的大力支持。

1、本项目面临工程问题、技术难点主要包括:

1)项目地质环境条件复杂,受6.5级强震影响,高山峡谷区斜坡岩土体物理力学模型发生非常规性、不均匀性改变,主要表现为震裂山体、松脱岩土体,导致斜坡外倾结构面调查困难、岩土体抗剪强度骤降的情况,勘查过程中通过详细的地面调查及工程地质测绘、钻探、山地工程、高密度电法探测进行综合验证,最终与滑坡、不稳定斜坡破坏模型进行对比校准,形成符合客观实际的岩土参数、设计计算模型。

2)受余震及降雨影响,项目区局部坡体持续变形、滑移、解体,对勘查工作、设计工作带来极大考验,如灰街子安置点滑坡Ⅳ滑块出现多次剧滑掩埋下方道路、淤堵龙泉河,期间为保证道路通行、其他基础设施施工,多次进行应急削坡清方,造成坡体应力短期内的释放、集中返复,设计计算过程中遵循了信息化设计流程,不断修正、调整设计计算方案,确保治理工程合理、有效。

3)各项恢复重建工作交叉进行,地质灾害治理方案受到了限制,如:龙泉河河道治理(水利部门)、安置区规划建设调整(城建部门)、集镇道路/二级公路建设(交通部门)、震后居民自建房等,工程布局错综复杂,作为地质灾害治理工程设计严格做到了因灾设防、因需设防,同时对交叉工程部位进行了合理的调整设计,最终确保对地质灾害隐患点形成有效控制,消除或遏制了灾害对居民、安置建筑、基础设施、龙泉河的危害,并增加了可建筑场地的利用范围,扩展了城镇空间的土地利用率。

2、主要的技术创新点:

1)综合勘查手段的运用,充分论证了滑坡、不稳定斜坡区震裂山体、松脱岩土体的特性,对斜坡外倾结构面、控滑结构面调查分析符合客观事实,获取的岩土体重度参数、抗剪强度指标准确,为坡体变形破坏模型、方案设计提供依据。

2)对可能堵断龙泉河形成堰塞湖的陡斜坡区滑坡、不稳定斜坡,采用“清、锚、挡、护坡绿化”的综合处置思路,做到了隐患消除、扩展了城镇空间,对集镇地质环境及生态景观改善起到了较好的助力。

3)白杨沟沟岸因地震形成较大规模的崩滑体,为泥石流提供了大块径物源,为保证对该类物源的有效拦挡及控制,采用桩林坝设计,消除了坝体承受的静水压力,提高了坝体抗冲击性,并采用“粗颗粒逐级筛选法”分层次拦挡的理念来控制震裂山体物源。设计桩林坝工程是云南省最早应用于治理泥石流灾害的设计工程。

4)白杨沟沟口位置设计的拦挡坝,为泥石流沟治理最后的防线,但地震后通往翠屏村委会的道路损毁,临时沿白杨沟进行改线,作为短期内的主要通道,为保证短期道路通行,设计了缺口坝,后期道路改线完成后再次进行了补筑,即保证了短期的需求,也保证后期泥石流治理效果。

5)集镇南侧不稳定斜坡、欧家坪子滑坡剪出口处于龙泉河岸坡底部,设计抗滑桩、浸水桩间墙,即作为滑坡抗滑拦挡工程、又兼顾河堤,同时桩后回填扩展形成一定宽度的建设用地,为后期集镇生态景观廊道的打造、沿河应急疏散通道修建提供了条件。

3、实施效果与成果指标:

本项目于201512月完成勘查、可研、设计工作,治理工程于2017年全部完工,20191月完成竣工验收,项目完工至今,治理工程运营良好,滑坡、不稳定斜坡得到了有效治理,治理前自然状态下坡体稳定性系数0.971.14(处于不稳定—基本稳定状态),治理后防治等级为Ⅰ级的滑坡稳定系数达到1.4以上、防治等级为Ⅱ级的滑坡稳定系数达到1.3以上,满足规范要求的工程设计安全系数,其余削坡、框格梁工程区域植被恢复较好,达到了设计目标;白杨沟泥石流通过稳、拦、排相结合的综合防治,近期未发生泥石流,流域物源得到了有效控制,设计治理工程可有效拦挡物源11.54m3,占可移动物源量14.4%,是一次可能冲出物源量的6.6倍,总体泥石流治理使流域生态环境得到改善,达到了预期治理效果。

本项目是地震灾区地质灾害治理项目,也是云南8年地质灾害综合防治体系建设中的重点项目,项目总投资1.75亿元,是云南省目前地质灾害防治投入最大的项目,其治理工程防护范围横跨龙头山集镇老城区,实施工程类型众多、规模大,其中共实施抗滑桩489棵,锚固/护坡面积达11.26m2,修建截排水工程总长8.9km,均创下了云南省地质灾害单项目防治之最,为云南省地质灾害防治积累了丰富经验、起到很好的借鉴作用。

2016年地质灾害与防治学术会议暨震后恢复重建与地质灾害防治战略学术论坛”在云南昭通举行,会议借鉴本项目勘查、设计成果资料进行了《鲁甸地震灾区恢复重建与地质灾害防治研究》专题汇报,同时参会王思敬院士、陈祖煜院士、首席科学家殷跃平、国内学者、省内知名专家、还对龙头山集镇区地质灾害治理情况进行了现场考察与指导,对本项目采用的勘查方式、设计思路、设计方案认可度较高,同时也为本项目后期管护工作提出了较好的意见建议,最大程度保证项目顺利实施、达到了预期目标。