安徽某鎮(zhèn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征、危害程度判別及防治措施研究

王　博，趙曉玲

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，安徽合肥230000）

安徽某鎮(zhèn)滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征、危害程度判別及防治措施研究

王博*，趙曉玲

（安徽省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測總站，安徽合肥230000）

對安徽某地楊樹組滑坡的地質(zhì)災(zāi)害特征及主要形成條件包括地形地貌、地層巖性及水文工程地質(zhì)條件、氣象條件和建房切坡坡度過大等進(jìn)行分析和研究，考慮地震作用、地下水、滲透力及邊坡外側(cè)靜水壓力對滑坡體的作用，采用有效應(yīng)力法，按自然狀態(tài)和飽水狀態(tài)兩種工況對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，提出了抗滑樁、混凝土擋板聯(lián)合支擋、掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡、擋土墻和截排水工程等滑坡治理措施，為今后類似的滑坡治理工程提供有力的參考。

滑坡；地質(zhì)災(zāi)害特征；穩(wěn)定性分析；防治措施

1　研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀

1.1研究區(qū)概況

本次研究的滑坡位于安徽省某鎮(zhèn)楊樹組（圖1），為桐城市重要地質(zhì)災(zāi)害隱患點，始發(fā)時間為1998年6月，之后每年強(qiáng)降雨期間，切坡段均發(fā)生小規(guī)模滑塌。研究區(qū)屬北亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，多年平均降水量1383.1mm，最大降水量 2306.2mm，最小降水量761.5mm，單日最大降水量281mm。研究區(qū)位于低山前緣坡腳地帶，屬大別山低山區(qū)，地形呈北部高，南部低的特點，地面高程在90～125m之間，相對高差在35m左右，山坡15°～30°之間，山坡無地表水體分布，地表植被發(fā)育，主要為灌木和喬木。研究區(qū)西南部為牯牛背水庫，位于長江支流掛車河上，洪水位97.83m，水庫正常庫容為8180×104m3，集雨面積為125km2。

圖1　研究區(qū)位置及地貌圖

1.2滑坡地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀特征

經(jīng)調(diào)查和訪問，滑坡始發(fā)時間為1998年6月，坡頂出現(xiàn)裂縫，1999年雨季發(fā)生滑動，此次滑坡體長約10m，寬約8m，厚約1.5～2m，呈舌型，主滑方向178°，方量約150m3；坡頂于2007年再次出現(xiàn)裂縫，地面發(fā)生微弱隆起；滑坡隱患體在平面上呈不規(guī)則的半圓形，長軸近南北向展布，兩側(cè)邊界呈弧形，裂縫長約15m，裂縫至邊坡前緣約11m，呈弧形，走向291°，裂縫寬處0.1～0.2m左右，可見深度0.5m左右，沿西北方向逐漸消失，前緣位于建房切坡，切坡高約7～9m，坡度75°左右，滑坡體前后緣最大高差約11.9m，寬度26m，長度最長處24m，最大厚度約11m，體積約6000m3，處于蠕動變形階段，邊坡坡腳中風(fēng)化淺粒巖裂隙呈無規(guī)則張開狀，松動，邊坡坡腳微弱凸出。滑坡體內(nèi)存在一層狀軟弱薄層，厚約1.5m，巖性為灰黑色黑云淺粒巖，為滑坡滑動面，傾向南，傾角約26°?；矌r性為中風(fēng)化黑云變粒巖，裂隙發(fā)育，碎裂—塊狀結(jié)構(gòu)，堅硬。按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218—2006）的分類標(biāo)準(zhǔn)，本滑坡為小型淺層滑坡。該邊坡近幾年裂縫尚未擴(kuò)張，但邊坡近幾年存在小塌方，坡腳巖體裂隙呈張開狀，巖體略微凸起；坡腳有滲水現(xiàn)象，邊坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

1.3地質(zhì)災(zāi)害形成條件

根據(jù)對上述的滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征的分析，發(fā)現(xiàn)滑坡的形成與地形地貌、地層巖性及水文工程地質(zhì)條件、氣象條件和建房切坡坡度過大等自然和人為因素有關(guān)［1-2］。

1.3.1地形地貌

該地質(zhì)災(zāi)害點位于低山坡腳地帶，地形坡度一般在20°～30°，地表植被較發(fā)育，主要為喬木。自然條件下山坡穩(wěn)定，當(dāng)有人工切坡時，形成高陡臨空面，破壞了斜坡的穩(wěn)定狀態(tài)，使邊坡易滑易崩；且滑坡地帶地形呈圈椅狀，具備了匯水地形，使地表水向坡腳匯集，加大地表水向地下滲透能力，使土體內(nèi)動水壓力增大，加大了巖土體的不穩(wěn)定性。

1.3.2地層巖性

根據(jù)現(xiàn)場工程地質(zhì)測繪與勘探成果資料，滑坡區(qū)地層產(chǎn)狀傾向坡外，為一順向坡，且滑坡區(qū)地層存在軟弱夾層，散體結(jié)構(gòu)，呈泥炭狀，松軟，遇水易軟化，軟弱夾層產(chǎn)狀與地層產(chǎn)狀一致；在削坡、地下水等誘因作用下易發(fā)生滑動。構(gòu)成崩塌邊坡上部的巖性主要為強(qiáng)風(fēng)化淺粒巖，裂隙發(fā)育，巖體呈碎裂結(jié)構(gòu)，裂隙產(chǎn)狀組合構(gòu)成不利結(jié)構(gòu)面，在人工切坡后，巖土體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在飽水狀態(tài)時，坡體上部巖土體易導(dǎo)致失穩(wěn)導(dǎo)致崩塌。

1.3.3地下水

地下水是形成滑坡的主要誘因之一。強(qiáng)風(fēng)化淺粒巖結(jié)構(gòu)松散，裂隙節(jié)理發(fā)育，提供了地下水存儲空間。本次調(diào)查在新建樓房后邊坡坡腳有滲水現(xiàn)象；在降雨期間，雨水、地表水滲透到軟弱層中，提高了地下水位，增加了巖土體的自重，大大降低了土體的抗剪強(qiáng)度，增加了坡體的不穩(wěn)定程度，在長期持續(xù)的地下水浸泡作用下，切坡上的巖土體更易產(chǎn)生崩滑。

1.3.4降雨

降雨強(qiáng)度較大且持續(xù)時間長是發(fā)生邊坡滑動、崩塌的一個主要誘發(fā)因素。大量降雨的入滲，提高了坡體地下水位，增加了巖體的自重，降低了巖體的力學(xué)性能，特別是抗剪強(qiáng)度；同時由于坡體滲透系數(shù)較大，使得滲透力大大提高，邊坡巖體在重力和滲透動水壓力作用下產(chǎn)生滑移、崩塌。桐城市降雨多集中在每年的4～7月左右，其間多有強(qiáng)度較高的暴雨，這個時段是崩塌、滑坡的易發(fā)時間段。

1.3.5建房切坡坡度過大

工程區(qū)內(nèi)對地質(zhì)環(huán)境有影響的人類工程活動為建房切坡，是滑坡、崩塌形成的主導(dǎo)因素。切坡使得坡體出現(xiàn)3～9m不等的較陡立臨空面，破壞了巖土體的自然穩(wěn)定狀態(tài)，且未采取防護(hù)措施，在地表水沖刷、地下水滲透下逐漸軟化，在自重和地下水滲透力作用下，易形成滑坡、崩塌。

2　滑坡穩(wěn)定性分析及危險程度判別

2.1滑坡穩(wěn)定性分析

根據(jù)現(xiàn)場勘查所查明的地層情況，將本次滑坡穩(wěn)定性分析按直線滑裂面進(jìn)行分析；因巖土層物理力學(xué)性質(zhì)變化較小，將其定性為簡單土層穩(wěn)定性計算，研究區(qū)地震動峰值加速度值為0.10g，設(shè)計地震分組為第一組，抗震設(shè)防烈度為7度，計算分析考慮地震作用影響。本次計算考慮地下水、滲透力及邊坡外側(cè)靜水壓力對滑坡體的作用，計算分析采用有效應(yīng)力法［3-4］，孔隙水壓力采用近似方法計算。對滑坡體典型剖面進(jìn)行計算，滑移面為地層軟弱夾層面，按單一平面性滑動面，工況按工況1（自然狀態(tài)下，地下水位線見圖2）、工況2（飽水狀態(tài)下，地下水位線取地面線）2種。根據(jù)土工試驗成果，將整個滑坡體劃分為5個不同性質(zhì)的土性區(qū)域，各個區(qū)域的范圍及土性參數(shù)見表1，滑坡體典型剖面穩(wěn)定性計算模型如圖3所示。

表1　不同區(qū)域土性參數(shù)

根據(jù)上述計算模型和參數(shù)，各工況的計算結(jié)果如下：工況1，自然狀態(tài)下的最終計算結(jié)果為破裂面仰角26°，滑坡體總的下滑力為1572.665kN/m，總的抗滑力為1759.031kN/m，安全系數(shù)=1.119，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；工況2，滑坡體在最不利狀態(tài)—飽水狀態(tài)下總的下滑力為2198.248kN/m，總的抗滑力為2051.838kN/m，安全系數(shù)0.93，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

2.2滑坡危險程度判別

滑坡體位于山坡中下部，滑坡體由極軟—較堅硬淺粒巖組成，地層產(chǎn)狀與山坡組合為順向坡，前緣為人工開挖邊坡，邊坡高陡，且未采取防治措施，造成滑坡隱患體前緣臨空。經(jīng)勘查，本區(qū)地下水水位在滑動面以上，降雨時滲入的地下水沿斜坡方向運動，使滑面以上巖土體的動水壓力增大，且坡頂出現(xiàn)張拉裂縫。如不采取治理措施，存在滑坡體整體發(fā)生滑動的可能性大。發(fā)展趨勢該滑坡處于不穩(wěn)定狀態(tài)。預(yù)測滑坡發(fā)生滑動后，其后緣將向山坡擴(kuò)展，其規(guī)模也將擴(kuò)大?；抡w滑動后，將對坡下住戶的生命財產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，隱患等級為小型。

圖2　滑坡體典型剖面穩(wěn)定性計算模型

3　滑坡防治措施

3.1防治原則

治理設(shè)計的總體原則是提出安全上可靠、技術(shù)上可行、經(jīng)濟(jì)上合理的治理方案，具體原則為：治理后安全系數(shù)必須達(dá)到規(guī)范允許的安全系數(shù)，確保安全，不留隱患；以人為本，防治結(jié)合，采取擋、排等多種手段進(jìn)行綜合治理；在保證安全的前提下，力求工藝可靠，節(jié)省投資；采用工程類比動態(tài)設(shè)計，根據(jù)施工現(xiàn)場開挖的工程地質(zhì)條件、施工情況和變形等的反饋信息，必要時對設(shè)計進(jìn)行校核、修改和補(bǔ)充完善。

3.2防治措施

針對本工程場地的特點，采用不同的治理措施分段治理，確保治理工程的經(jīng)濟(jì)、安全。經(jīng)綜合分析，部署以下工程內(nèi)容：對H1滑坡邊坡采用抗滑樁+混凝土擋板聯(lián)合支擋+掛網(wǎng)噴漿護(hù)坡作為主要治理工程措施［4-5］；對B2崩塌采用擋土墻支擋工程作為治理措施?；轮卫砉こ檀胧┎贾萌鐖D3所示。

3.2.1抗滑樁工程

布置在H1滑坡邊坡處，采用懸臂式抗滑樁保持邊坡的穩(wěn)定，防止邊坡進(jìn)一步滑動?？够瑯豆膊贾?0根，樁中心距3.0m，樁截面尺寸為1.0m×1.5m的矩形，樁長10m，其中受荷段長6m，懸臂高度4m。

3.2.2板墻工程

在抗滑樁之間采用擋土板支擋樁間巖層，確保樁間巖體的穩(wěn)定性。擋土板最大土壓力160kPa，設(shè)計板厚150mm，彎矩810kN·m，雙面配筋?16@200mm雙向，與抗滑樁一起澆筑，墻體長度33m，高4m，墻體C30混凝土。

3.2.3坡面防護(hù)工程

布置在H1滑坡上部邊坡上，由于強(qiáng)風(fēng)化淺粒巖極易遭受強(qiáng)烈的風(fēng)化及雨水沖刷作用，采用掛網(wǎng)噴漿保護(hù)坡面。噴射砼厚10cm，采用C25混凝土噴射澆筑，噴面每隔15m設(shè)置一道垂直變形縫，縫寬2cm，縫內(nèi)填塞瀝青麻筋或瀝青木板。

3.2.4擋墻工程

H1滑坡北側(cè)邊坡采用俯斜式漿砌塊石重力擋土墻防護(hù)，墻長7.0m，墻高3.0m，基礎(chǔ)寬2.0m，頂寬0.6m，內(nèi)坡坡比1∶0.2，外坡坡比0.05∶1，基礎(chǔ)底面為斜面，斜率為0.2∶1，擋土墻基礎(chǔ)置于散體淺粒巖中，基礎(chǔ)埋深0.60m。墻身及基礎(chǔ)均采用M10漿砌塊石。

B2邊坡也采用俯斜式漿砌塊石重力擋土墻防護(hù)，墻長41.2m，墻高3.0m，基礎(chǔ)寬2.0m，頂寬0.6m，內(nèi)坡坡比1∶0.2，外坡坡比0.05∶1，基礎(chǔ)底面為斜面，斜率為0.2∶1，擋土墻基礎(chǔ)置于散體淺粒巖中，基礎(chǔ)埋深0.60m。墻身及基礎(chǔ)均采用M10漿砌塊石。

3.2.5截排水工程

排水溝、截水溝工程：在H1滑坡邊坡一級擋土墻的底部設(shè)置一條排水溝，在B2滑坡邊坡坡腳設(shè)置一條排水溝，將原有部分簡易排水溝進(jìn)行加固，在H1滑坡邊坡頂部自然斜坡上布置截水溝，攔截山坡上部的匯水。截、排水溝基礎(chǔ)寬0.5m，頂寬0.8m，深0.5m，厚0.2m，墻體C15混凝土。

坡體排水工程：布置在護(hù)坡、擋土板、擋土墻中，排出坡體滲出的地下水，降低坡體地下水位，減小滲透力對斜坡的不良作用，達(dá)到穩(wěn)定斜坡的目的。擋土板、擋土墻水平排水孔采用?100mm鈣塑管，花眼?10@ 50mm，外纏200g/m2土工布，坡度5°～10°，長度50cm，間距0.8m，泄水孔布置采用平行排列?？卓谟盟嗌皾{固定，引入排水溝。噴漿護(hù)坡排水孔采用?70δ6mm鈣塑管，花眼?10@50mm，下半部不設(shè)，外纏200g/m2透水土工布，仰斜坡度5°～10°，每根排水管長0.28m，間距2.0m，上排孔與下排孔呈三角形布置。下排水平排水孔距離平臺高度0.50m，孔口用水泥砂漿固定，坡體地下水引出后沿防護(hù)墻面流入底部排水溝。

消力池：設(shè)置在截水溝與排水溝連接處，減小水流對排水溝的沖積力。消力池內(nèi)長1.5m，寬0.8m，深1.0m，池壁厚0.2m，采用C25混凝土。

4　結(jié)論

（1）本滑坡為小型淺層滑坡。該邊坡近幾年裂縫尚未擴(kuò)張，但邊坡近幾年存在小塌方，坡腳巖體裂隙呈張開狀，巖體略微凸起；坡腳有滲水現(xiàn)象。根據(jù)對滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征的分析，發(fā)現(xiàn)滑坡的形成與地形地貌、地層巖性及水文工程地質(zhì)條件、氣象條件和建房切坡坡度過大等自然和人為因素有關(guān)。

（2）本次滑坡穩(wěn)定性分析按直線滑裂面進(jìn)行分析，計算分析時考慮地震作用、地下水、滲透力及邊坡外側(cè)靜水壓力對滑坡體的作用，采用有效應(yīng)力法，按自然狀態(tài)和飽水狀態(tài)兩種工況對滑坡穩(wěn)定性進(jìn)行分析，工況1（自然狀態(tài)）的安全系數(shù)為1.119，滑坡處于欠穩(wěn)定狀態(tài)；工況2（飽水狀態(tài)）的安全系數(shù)為0.93，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

（3）根據(jù)勘查結(jié)果及邊坡穩(wěn)定性分析，提出治理方案為：對H1滑坡邊坡采用抗滑樁+混凝土擋板聯(lián)合支擋+噴漿護(hù)坡作為本處邊坡的主要治理工程措施；對B2崩塌采用擋土墻支擋工程作為本處邊坡的主要治理工程措；在護(hù)坡后緣、樁板及擋土墻前設(shè)置截排水溝，形成完整的截排水系統(tǒng)。

［1］魏延忠.山東濟(jì)南長清區(qū)地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)狀及影響因素分析［J］.山東國土資源，2015，31（9）：49-52.

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A

1004-5716（2016）08-0013-04

2016-04-02

2016-04-06

王博（1982-），男（漢族），湖北紅安人，工程師，現(xiàn)從事水工環(huán)地質(zhì)工作。