大別山山區(qū)農(nóng)村建房切坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施研究

蔡生來

安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局326地質(zhì)隊(duì) 安徽 安慶 246000

1 前言

隨著農(nóng)村居民經(jīng)濟(jì)條件和生活水平的逐漸提高，農(nóng)村新建的房屋如雨后春筍出土般瘋長。在平原和低丘區(qū)，房屋建設(shè)基本不需要切坡，或有很小的切坡，基本不會引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害，但在山區(qū)，由于山高坡陡，土地資源緊張，大多數(shù)居民只能選擇在山坡上或坡腳位置進(jìn)行切坡建房，為了得到足夠的建筑面積，多數(shù)居民不得不加大切坡高度和坡度，農(nóng)村建房切坡破壞了山體自然環(huán)境條件，引發(fā)小規(guī)模的滑坡崩塌災(zāi)害是普遍現(xiàn)象。據(jù)統(tǒng)計(jì)，2006年以來，因地質(zhì)災(zāi)害造成的人員傷亡事件，主要是由于建房切坡引發(fā)的崩塌和滑坡造成的。因此，對山區(qū)建房切坡地質(zhì)災(zāi)害防治措施進(jìn)行研究十分重要。

2 建房切坡地質(zhì)災(zāi)害特征

(1)類型為崩塌、滑坡兩類。大別山區(qū)最常見的地質(zhì)災(zāi)害有崩塌、滑坡、泥石流三類，而建房切坡邊坡地質(zhì)災(zāi)害只有兩類。

(2)單點(diǎn)多面廣。大別山區(qū)各個(gè)鄉(xiāng)鎮(zhèn)均有分布，在地質(zhì)災(zāi)害數(shù)據(jù)庫中占壓倒性的多數(shù)，例如，潛山縣2014年全縣地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)中95.7%都是由建房切坡引發(fā)的[1]。

(3)具有突發(fā)性和隱蔽性。往往在人們不經(jīng)意時(shí)突然發(fā)生，前兆不易被發(fā)現(xiàn)，災(zāi)害過程時(shí)間短暫。

(4)具有群發(fā)性。一般集中在5月～9月，其中發(fā)生于6-8 月份的占80%以上，其次為5月份，9月份發(fā)生數(shù)量較少(主要發(fā)生在臺風(fēng)影響期間)，1～2月偶有發(fā)生(凍融影響)。

(5)威脅對象是房屋財(cái)產(chǎn)和人身，災(zāi)情和險(xiǎn)情主要為小型，極少數(shù)達(dá)中型。

3 建房切坡地質(zhì)災(zāi)害形成機(jī)理

3.1 地形地質(zhì)條件復(fù)雜 大別山地區(qū)山高坡陡，地形復(fù)雜，自然山坡坡度一般為30～45°，在只要在山坡建房，必須要進(jìn)行切坡。山體主要由大別山變質(zhì)表殼巖和變形變質(zhì)侵入體組成，巖性復(fù)雜，在地質(zhì)歷史時(shí)期，巖石經(jīng)歷了長期風(fēng)化作用，形成了全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化和中風(fēng)化帶；在地質(zhì)構(gòu)造運(yùn)動(dòng)作用下，巖石中發(fā)育密集的片麻理、節(jié)理裂隙和斷裂破碎帶；在山坡下部或凹形洼地多分布的坡洪積土和殘坡積土厚度1-5 m、結(jié)構(gòu)松散。

3.2 建房切坡引發(fā)巖土體崩塌和滑坡 山區(qū)居民建房位置大多在山腳，有的位于凸形坡，有的位于凹形坡，切坡高度3-10 m，部分10-20 m，切坡坡度60-70°，有的70-85°，有的近垂直。由于建房切坡坡面陡立，破壞了邊坡巖土體的穩(wěn)定性，易造成土體和巖體的崩塌、滑坡。

3.3 降雨和融雪誘發(fā)巖土體崩塌和滑坡 一方面雨水和融雪水滲入土體內(nèi)部使土體飽和，加大了土體自重，降低了抗剪強(qiáng)度，軟化了土體，在拉應(yīng)力作用下產(chǎn)生拉張裂縫，另一方面雨水和融雪水沿拉張裂縫大量滲入，加速裂縫向下擴(kuò)展，削弱了結(jié)構(gòu)面的抗滑力，當(dāng)抗滑力小于拉應(yīng)力時(shí)，巖土體立即發(fā)生崩塌或滑坡。建房切坡崩塌滑坡主要發(fā)生在連續(xù)降雨和強(qiáng)降雨期間。

4 切坡建房地質(zhì)災(zāi)害防治措施

4.1 科學(xué)選址 部分居民房屋由于選址不當(dāng)，建造在不合理的位置，如陡坡下、懸崖下、匯水山洼、厚層殘坡積土及全風(fēng)化巖石地帶，這些房屋都遭受過切坡崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害的威脅，有的發(fā)生了房屋損毀、人員傷亡事故。因此，建房科學(xué)選址是地質(zhì)災(zāi)害防治首先要考慮的問題，是主動(dòng)防災(zāi)、遠(yuǎn)離地質(zhì)災(zāi)害、保障長期居住安全的最有效的預(yù)防手段。

地質(zhì)災(zāi)害的形成往往是由多種因素造成的，在選擇建設(shè)場地時(shí)，要根據(jù)擬建場地的地質(zhì)背景條件，從地質(zhì)災(zāi)害形成的條件人手，充分考慮場地所在區(qū)的地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、巖土體特征、水文條件、生態(tài)環(huán)境及人類工程活動(dòng)特點(diǎn)，選取安全的建房地址，一般要遵守以下原則[2、3]：

(1)選擇河谷寬闊、地形較平坦、谷坡較舒緩的山坡坡腳地段，避開狹窄、侵蝕和側(cè)蝕作用強(qiáng)烈的河谷及沖溝。

(2)選擇山坡上方不匯集水流的凸形坡緩坡地帶，坡度以小于20°為好，選址場地至山脊(地表分水嶺)的距離以越短越好。盡量避開集中匯水的圈椅狀地形。

(3)新農(nóng)村建設(shè)集中區(qū)要盡可能避開地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育部位，特別是受大斷裂影響強(qiáng)烈的地帶，如桐城─太湖斷裂帶、水吼嶺一龍井關(guān)斷裂、黃柏-逆水?dāng)嗔岩约白冃螛?gòu)造核部[1]。

(4)選擇片理、片麻理、裂隙面與自然斜坡及未來切坡坡面之間組合穩(wěn)定的地段，避開具有順向坡結(jié)構(gòu)面的區(qū)域(主要結(jié)構(gòu)面與山坡及切坡坡面傾向的夾角小于15°)，同時(shí)盡量避開不同巖性的接觸帶。

(5)選擇松散土層及風(fēng)化層薄以及山坡上方無危巖體的區(qū)域，避開松散層厚度大的斜坡，避開可能發(fā)生中遠(yuǎn)程滑坡及坡面泥石流的山體斜坡，特別要避開山坡上部存在地形陡峻、規(guī)模較大且難以處理的危巖、孤石斜坡。

(6)選擇巖土體干燥、以生長灌木為主的斜坡，避開巖土體常年潮濕、喜水性植被茂盛的地段，避開泉水、水洼等地下水排泄口以及地下水的徑流通道。

(7)避開各類工程修筑及礦山開采棄土以及各種建筑及生活垃圾順坡堆放的斜坡，回避棄土和垃圾場的滑坡風(fēng)險(xiǎn)。

4.2 設(shè)置合理的切坡形態(tài) 建房切坡的坡高、坡度要根據(jù)邊坡巖土特征來確定，房屋后墻與切坡坡腳之間要留足安全距離，緩沖滑塌的巖土體的沖擊力。土質(zhì)切坡高度要小于4米，大于4米時(shí)要自上而下分臺階開挖，臺階寬度大于2米。當(dāng)切坡高度大于8.0 m 時(shí)，要設(shè)置成階狀，臺階高度控制在5 m 以內(nèi)；堅(jiān)硬的土質(zhì)切坡無支護(hù)時(shí)，切坡面坡度要小于50度，一般安全距離應(yīng)大于邊坡高度的3/4。土質(zhì)邊坡及全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)切坡高度要小于5.0 m，邊坡角控制在35-45°，房屋距坡腳距離要大于3.0 m；切坡無支護(hù)時(shí)，切坡面坡度要小于40度。巖質(zhì)切坡高度要小于6米，大于6米時(shí)要分臺階開挖，臺階高度控制在5 m 以內(nèi)，臺階之間至少留出1.5米寬的落石平臺。中風(fēng)化巖切坡高度控制在10 m 以內(nèi)，臺階寬度控制在2 m 以上，房屋距坡腳距離要大于坡體高度的1/2。當(dāng)所切邊坡上部為土質(zhì)、下部為巖質(zhì)的復(fù)合坡型時(shí)，在土巖接觸面處要設(shè)置臺階，臺階寬度要大于2米。

4.3 對坡體進(jìn)行支護(hù) 如果受地形條件限制，切坡坡度和高度過大或留不出足夠的緩沖區(qū)，一定要采用工程措施對坡體進(jìn)行支護(hù)，以保障長期居住安全。切坡坡度在50°以上、高度3米以上的土質(zhì)邊坡及強(qiáng)風(fēng)化巖邊坡，在地形條件許可時(shí)可采用漿砌塊石重力式擋土墻支護(hù)；屋后空間有限的情況下可采用抗滑樁加固坡體。土巖組合邊坡一般在土巖接觸面處設(shè)置臺階，當(dāng)下部巖石為強(qiáng)風(fēng)化巖時(shí)，采用漿砌石擋土墻或護(hù)面墻進(jìn)行支擋防護(hù)。

4.4 對坡體進(jìn)行防護(hù) 建房切坡形成的新鮮坡面和坡體易遭受雨水和地表水流的侵蝕，坡頂部土體及全強(qiáng)風(fēng)化巖易遭受植物根系的破壞，從而引發(fā)崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害，因此，應(yīng)采取截排水、坡面防護(hù)、坡頂防護(hù)，掛網(wǎng)噴漿、格構(gòu)梁、護(hù)面墻多種工程措施對坡面和坡體進(jìn)行防護(hù)[4]。

(1)截排水。截排水是建房切坡地質(zhì)災(zāi)害防治的關(guān)鍵措施，為防止地表雨水匯流過多的向坡體滲透、侵蝕坡頂和坡面，在坡體外圍上部穩(wěn)固地段修建環(huán)形截水溝，確保強(qiáng)降水時(shí)坡體上方的地表匯流能快速排出。

在建房開挖邊坡的外圍，修建環(huán)形截水溝，排水溝至切坡開口線的距離以5米為宜，土層薄的，可適當(dāng)減少；土層厚的，要適當(dāng)增加。截水溝可采用素混凝土、漿砌片石、U 型槽等材料，排水溝過水?dāng)嗝娴膶捄蜕钊?.5-0.7 m 為宜。在各級臺階內(nèi)側(cè)以及房屋后側(cè)地坪要設(shè)置排水溝。在房屋后方自然山坡上，盡量不布置引水渠、引水管、塘壩、蓄水池和蓄水塔等供水系統(tǒng)。如果無法避免，則要嚴(yán)加管理，經(jīng)常檢查清理維護(hù)，做好防漏防滲措施，避免引水系統(tǒng)滲漏引發(fā)山坡失穩(wěn)。此外，坡體支護(hù)工程一定要設(shè)置泄水孔排出后側(cè)的地下水。

(2)坡面防護(hù)。除硬質(zhì)巖石邊坡外，均要進(jìn)行坡面防護(hù)，可采用漿砌片石護(hù)面墻護(hù)坡、噴射混凝土護(hù)面，有條件時(shí)可采用土釘墻或者錨桿加掛網(wǎng)護(hù)坡。

(3)坡頂后側(cè)山坡的防護(hù)。植被雖然對穩(wěn)定邊坡具有很好的作用，但當(dāng)切坡上部自然斜坡較陡，表層土體松軟或強(qiáng)風(fēng)化巖石破碎時(shí)，過密過高的喬木或竹林反而更易引起表層滑坡，造成更大危害。原因是樹木隨狂風(fēng)搖擺時(shí)會加劇根部土體的松動(dòng)，促進(jìn)水體的入滲，增加坡體重量，降低土體抗剪強(qiáng)度，增大切坡坡頂上部崩滑體的下滑力或傾覆力，并在短時(shí)間內(nèi)使滑坡范圍擴(kuò)大或使滑動(dòng)的時(shí)間滯后，而倒伏的樹干和竹子更易使房屋受損。因此，一般要砍除切坡開口線上部山坡的高大樹木和竹子，砍除范圍5-10米，清理后的空地可種植草皮或低矮灌木。

5 現(xiàn)有危險(xiǎn)大的建房切坡治理措施

現(xiàn)有危險(xiǎn)大的建房切坡必須盡快進(jìn)行治理，治理措施要充分考慮經(jīng)濟(jì)合理性或住戶的經(jīng)濟(jì)條件、房屋結(jié)構(gòu)以及房屋后側(cè)邊坡的形態(tài)，主要有搬遷避讓、工程治理、生物措施等三類治理措施。

5.1 搬遷避讓 崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害規(guī)模較大、危險(xiǎn)性大、防治工程措施復(fù)雜、防治經(jīng)費(fèi)投入大的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，一般不采用工程治理，選擇避讓地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)，搬遷新農(nóng)村建設(shè)安置點(diǎn)，最具有經(jīng)濟(jì)效益和社會效益。對交通條件差，群眾生產(chǎn)、生活極為不便的山區(qū)，且居民有搬遷愿望，或威脅對象為建筑年代早、易損毀的土磚房，威脅對象為靠政府救濟(jì)的殘疾人、孤寡老人，結(jié)合新農(nóng)村建設(shè)、城鎮(zhèn)建設(shè)規(guī)劃及扶貧政策進(jìn)行集中安置。

5.2 工程治理

5.2.1 滑坡治理工程措施 對于正在活動(dòng)的滑坡，一般的工程布置應(yīng)避開滑坡，尤其是一些大型滑坡或滑坡群所在地段應(yīng)是工程避開的地方。當(dāng)必須進(jìn)行處理時(shí)，首先要查明滑坡發(fā)生的原因，了解當(dāng)前滑坡活動(dòng)的主要激發(fā)因素，從而采取正確的治理措施。處理時(shí)，原則上應(yīng)一次根治徹底，不留后患。主要防治措施有：抗滑樁加固、擋墻抗滑、移載、截排水以及護(hù)坡[4]。

(1)截排水。在滑坡體外圍，設(shè)置環(huán)形截水溝，擋截并旁引上部山坡地表徑流；在滑坡范圍內(nèi)，充分利用地形和自然溝谷，布置樹枝狀排水系統(tǒng)，盡快排出地表水流；滑坡范圍內(nèi)的濕地和泉水出露處，采用滲溝及明溝盡快排出?；麦w內(nèi)部的地下水，采用水平排水鉆孔排出，或借助勘探鉆孔垂直穿透滑床及隔水層將地下水轉(zhuǎn)移到其下伏的另一較強(qiáng)透水層中去。

(2)抗滑樁加固。對于土質(zhì)滑坡，巖質(zhì)全風(fēng)化、強(qiáng)風(fēng)化帶的滑坡，在屋后削坡空間受限時(shí)，最合適采用設(shè)樁抗滑樁穩(wěn)固滑坡體，抗滑樁設(shè)置的位置靈活，施工簡單，開挖面積小，但必須請地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)單位進(jìn)行勘察設(shè)計(jì)。

(3)抗滑擋土墻支擋。對建房切坡引發(fā)的小型滑坡，在屋后場地空間許可的情況下，可在滑坡前緣設(shè)置抗滑擋土墻，將擋土墻設(shè)在滑坡下部有穩(wěn)定巖層的鎖口處。

(4)刷方減載。對于上陡下緩的推移式滑坡，需采用刷方減載工程措施，減小滑坡體規(guī)模和滑坡推力，同時(shí)采用擋土墻支擋或回填壓腳工程措施穩(wěn)固滑坡體。

5.2.2 崩塌防治措施 采取一次性根治不留后患的工程措施，現(xiàn)行有效的防治工程有清除危巖、削坡減載、地表排水、支擋墻、護(hù)面墻和支撐墻。

5.2.2.1 清除危巖體 對規(guī)模小、危險(xiǎn)程度高的危巖體，在危巖體下方地表坡度比較平緩、具有0.5～1.0倍陡崖高度的地形平臺上無重要建構(gòu)筑物及居民居住或危巖下方具有有效防御措施條件下，可采用清除處理。

5.2.2.2 削坡減載 通過削坡減載消除崩塌隱患體，降低斜坡高度、減小坡度，是防治建房切坡崩塌最有效的工程措施。根據(jù)斜坡體巖性組成、風(fēng)化程度、結(jié)構(gòu)面發(fā)育特征確定削坡減載方法。

(1)坡高小于8.0 m 削方減載方法。土質(zhì)邊坡，坡高5.0 m 以下按30-35°削坡，5.0 m 以上按兩級臺階削坡，土質(zhì)密實(shí)的邊坡，削坡坡度45-50°。強(qiáng)風(fēng)化片麻巖或花崗巖巖質(zhì)邊坡，具有散體及碎裂結(jié)構(gòu)，按45-50°削坡，臺階寬≥2.0 m。在順向坡時(shí)，按小于45°削坡；中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，有碎裂結(jié)構(gòu)的，按55-60°削坡，在順向坡，按45-55°削坡。土巖組合邊坡，設(shè)置兩級臺階，上部削坡30-40°、下部削坡60-70°。

(2)坡高大于8.0 m 削方減載方法。強(qiáng)風(fēng)化片麻巖或花崗巖巖質(zhì)邊坡，設(shè)置成臺階狀，臺階寬度≥2.0 m，高度控制5.0 m 以內(nèi)，邊坡按45-50°進(jìn)行削坡，對于順向坡，按滑坡地質(zhì)災(zāi)害的處理方法。碎裂結(jié)構(gòu)的中風(fēng)化巖質(zhì)邊坡，設(shè)置成臺階狀，臺階寬度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以內(nèi)，按55-60°進(jìn)行削坡，對于順向坡，盡量按順坡結(jié)構(gòu)面削坡。塊狀結(jié)構(gòu)中風(fēng)化花崗巖邊坡，外傾結(jié)構(gòu)面傾角大于75°或者小于35°時(shí)按60-70°進(jìn)行削坡，在35-75°之間，要設(shè)置成臺階狀，臺階寬度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以內(nèi)，按55-60°進(jìn)行削坡。對于層狀結(jié)構(gòu)、中風(fēng)化、順向坡的片麻巖邊坡，設(shè)置成臺階狀，臺階寬度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以內(nèi)，按50-60°進(jìn)行削坡。

5.2.2.3 坡面防護(hù) 對于由土質(zhì)邊坡、土巖質(zhì)邊坡及強(qiáng)風(fēng)化層邊坡，在清除危巖、削方減載及支擋以后，為防止新鮮坡面和坡體進(jìn)一步風(fēng)化、雨水侵蝕、凍融的影響，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行坡面防護(hù)。強(qiáng)風(fēng)化巖質(zhì)邊坡可采用M10漿砌片石墻對坡面進(jìn)行封閉防護(hù)，厚度一般0.2-0.4m，坡度與切坡坡面一致，還可以采用掛網(wǎng)噴漿護(hù)面進(jìn)行保護(hù)，但一定要在防護(hù)面上設(shè)置泄水孔。土質(zhì)邊坡及擋墻后的填土邊坡最適宜采用三維網(wǎng)植被以及草皮進(jìn)行綠化護(hù)坡。

6 建房切坡地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急處置工程措施

6.1 在坡體上方修筑截水溝將地表水引出危險(xiǎn)區(qū) 當(dāng)滑坡、崩塌體尚未穩(wěn)定，或者后山斜坡仍存在滑動(dòng)、崩落危險(xiǎn)時(shí)，可根據(jù)現(xiàn)場情況，迅速挖掘排水或截水溝渠，將上方山坡匯水引出危險(xiǎn)區(qū)，截水溝溝底需采取夯實(shí)、鋪填塑料布等防滲措施處理。

6.2 盡快砍除切坡坡頂上方的高大樹木，防治后緣繼續(xù)崩塌或滑坡 切坡崩塌后的坡體以及滑坡后緣坡體由于前方巖體和土體突然離開而臨空，且遭受了一定的牽引力作用，坡體穩(wěn)定性差，難以承受上方高大樹木荷載及風(fēng)動(dòng)應(yīng)力的影響，極易再次發(fā)生崩塌、滑坡，因此，要盡快砍除坡頂后方5-10米范圍的高大樹木，維持坡體穩(wěn)定狀況。

6.3 及時(shí)封堵滑坡拉裂縫，防止地表水滲入 滑坡后緣出現(xiàn)裂縫時(shí)，應(yīng)及時(shí)進(jìn)行回填或封堵處理，防止雨水沿裂縫滲入到滑坡中?？梢岳盟芰喜贾苯愉伾w，或者利用優(yōu)質(zhì)粘土回填封閉，也可以利用混凝土預(yù)制蓋板遮蓋。崩塌裂縫不必處理，人員絕對不要靠近。

6.4 利用填土反壓坡腳減緩滑坡體滑動(dòng)，保護(hù)房屋財(cái)產(chǎn) 當(dāng)山坡前緣出現(xiàn)地面鼓起和推擠時(shí)，表明滑坡即將滑動(dòng)。這時(shí)應(yīng)盡快在前緣堆積砂石壓腳，抑制滑坡的繼續(xù)發(fā)展，為財(cái)產(chǎn)轉(zhuǎn)移和滑坡的綜合治理贏得時(shí)間。

6.5 禁止立即清除屋后崩塌或滑坡堆積物 崩塌或滑坡堆積物十分松軟，清除后會引起上方堆積物崩塌滑坡，清除過程中還可能遭受后續(xù)崩塌和滑坡。有的居民因急于保護(hù)房屋和財(cái)物，立即去清除堆積體，或者因?yàn)榉课葸M(jìn)水，開挖及疏導(dǎo)坡腳排水溝，在大別山區(qū)已發(fā)生多次人員被埋壓的事件。

7 結(jié)論

大別山區(qū)農(nóng)村建房切坡地質(zhì)災(zāi)害類型為崩塌和滑坡，是地質(zhì)災(zāi)害隱患的主體部分，其分布點(diǎn)多面廣，具有隱蔽性、突發(fā)性和群發(fā)性的特點(diǎn)。引發(fā)因素是建房切坡，誘發(fā)因素主要是連續(xù)降雨和強(qiáng)降雨。對于新建建房切坡，在地質(zhì)災(zāi)害防治工程措施上，主要是要做好新建建房切坡的科學(xué)選址、設(shè)置合理的邊坡形態(tài)、對軟弱坡體進(jìn)行支護(hù)、對坡面和坡體進(jìn)行工程防護(hù)。對于現(xiàn)有危險(xiǎn)性大的建房切坡，治理工程要根據(jù)實(shí)際情況采取搬遷避讓或工程治理，其治理工程要根據(jù)實(shí)地條件選擇，主要有抗滑樁加固、抗滑擋土墻支擋、移載、截排水和護(hù)坡等工程。在建房切坡發(fā)生崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害以后，首先是撤離住戶人員，然后采取一些必要的應(yīng)急治理工程措施，如截排水、砍除坡后樹木、填埋裂縫、反壓坡腳等，以延緩崩塌、滑坡的發(fā)展，在保護(hù)房屋財(cái)產(chǎn)的同時(shí)，為工程治理贏得較充分的時(shí)間，同時(shí)絕對不能立即清除屋后崩塌或滑坡堆積物，以防造成人員被埋壓傷亡。