廣德市白陽(yáng)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的成因分析與治理措施

徐生平 朱訓(xùn)和

摘要：廣德縣境內(nèi)多屬丘陵、低山地貌，山高坡陡；降雨量充沛且集中，人類工程活動(dòng)強(qiáng)烈，復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境和氣候條件為地質(zhì)災(zāi)害的形成創(chuàng)造了有利條件。文章以水工環(huán)地質(zhì)為基礎(chǔ)，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查、工程勘查和樣品分析，根據(jù)滑坡體變形特征，正確分析了該滑坡的成因；結(jié)合前期其他地區(qū)治理工程的失敗案例和工作實(shí)踐積累，合理布設(shè)了組合治理工程，為相似類型的滑坡實(shí)施治理工程提供借鑒。

關(guān)鍵詞：滑坡特征；形成機(jī)理；治理措施

1.前言

安徽境內(nèi)大多滑坡發(fā)生在降雨期間或降雨后，成因歸屬降雨型滑坡，具突發(fā)性強(qiáng)特點(diǎn)；雖然巖土體結(jié)構(gòu)是內(nèi)因，但降雨集中期產(chǎn)生的水壓流動(dòng)是形成滑坡的動(dòng)力來(lái)源[1]和主要誘因，其規(guī)模和頻次與降雨強(qiáng)度、降雨時(shí)間及降雨量呈線性正相關(guān)。

滑坡點(diǎn)位于廣德縣新杭鎮(zhèn)洪山村的東北部，下方為江南化工廠，緊鄰S215省道。2013年7月19日受連續(xù)強(qiáng)降雨影響，該處坡面多處出現(xiàn)裂縫。2014年4月20日因降雨導(dǎo)致滑坡前緣局部發(fā)生滑塌，且周邊再次出現(xiàn)多條新鮮拉張裂縫，裂縫幾乎垂直滑動(dòng)軸向；損毀其坡腳江南化工廠廠房2間。2015年汛前地方政府組織人員對(duì)滑坡體上的裂縫用粘土進(jìn)行了防滲處理；2016年6月20日又遭遇連續(xù)數(shù)日強(qiáng)降雨，致使變形進(jìn)一步加劇，多條裂縫不斷擴(kuò)展趨于貫通，因拉張作用后緣出現(xiàn)陡坎，坡體由初始的蠕滑變形漸變到等速變形，如發(fā)生快速變形滑動(dòng)，必將造成生命財(cái)產(chǎn)損失，危害性大。

2.滑坡體基本特征

2.1滑坡形態(tài)、規(guī)模及周界特征

2.1.1形態(tài)與周界

滑坡位于一高丘的中下部，自然邊坡傾向南東，朝陽(yáng)迎風(fēng)，坡度約12°～26°，坡型為階梯坡，丘頂標(biāo)高277m，坡腰標(biāo)高200m，坡底標(biāo)高80m，相對(duì)高差達(dá)200m。

根據(jù)地表變形特征，該滑坡邊界清晰，后緣以鋸齒狀下挫陡坎為邊界，因牽引作用形成長(zhǎng)度約15m，下錯(cuò)高度約1.2m的陡坎，滑動(dòng)擦痕清晰，截水溝錯(cuò)距達(dá)1.5m；前緣臨空面以機(jī)械切坡陡坎為邊界，坡高1m～3m，近直立，長(zhǎng)度近100m；左右兩翼以拉裂縫和下錯(cuò)陡坎為邊界，陡坎長(zhǎng)度約20m～35m，下錯(cuò)高度約0.3m～0.5m，裂縫呈雁列式展布。平面形態(tài)呈圈椅狀，剖面形態(tài)呈折線型；依據(jù)滑坡體特征，其類型屬淺層牽引式土質(zhì)滑坡。

2.1.2規(guī)模

滑坡體縱軸斜長(zhǎng)介于110m～120m，橫向介于35m～45m，主滑方向139°，整個(gè)滑坡面積約4.3×103m2；根據(jù)鉆孔揭露，變形體平均厚度約8m，滑坡方量約3.6×104m3，按規(guī)模分類屬小型。地表滑脫現(xiàn)象普遍，階梯式多級(jí)錯(cuò)臺(tái)新老切割，并見(jiàn)地下水溢出點(diǎn)。

2.1.3變形特征

坡體上多級(jí)拉張裂縫和剪切裂縫發(fā)育，近似弧形展布，變形特征明顯。

滑坡后緣拉張裂縫：最大裂縫延伸長(zhǎng)度約15m，截線延伸方向?yàn)?5°，寬度15㎝～35㎝，深度0.8m～1.3m。

滑坡中部拉張裂縫：最大裂縫延伸長(zhǎng)度約12m，截線延伸方向?yàn)?0°，寬度10㎝～30㎝，深度0.5m～1.0m。

滑坡中下部拉張裂縫：最大裂縫因擠壓作用延伸長(zhǎng)度約30m，截線延伸方向50°，寬度10cm～25㎝，深度0.8m～1.2m。

2.2滑體

滑體物質(zhì)組成為第四系全新統(tǒng)殘坡積（Q4el+dl）層和中更新統(tǒng)沖洪積（Q2al+pl）層，其物質(zhì)成分為棕紅色含碎石粉質(zhì)粘土、粘土。據(jù)鉆探揭露，滑體厚度分布不均，介于5.8m～8.9m，差異較大；碎石土松散，后緣薄下部厚；粘土覆蓋于基巖之上，稍密，多呈可塑—硬塑，具紅粘土特性。

2.3滑帶

據(jù)鉆孔巖芯，滑動(dòng)帶為粘性土夾層，厚度小于0.2m～0.5m，薄，濕—稍濕，軟塑—可塑狀，含水但透水性能差，油脂光澤，具較強(qiáng)的細(xì)膩感，力學(xué)性質(zhì)低，敏感性強(qiáng)。

2.4滑床

滑床為棲霞組灰?guī)r，厚層狀結(jié)構(gòu)，基巖傾角以緩傾角產(chǎn)出，與坡面向相接近；巖性堅(jiān)硬致密，穩(wěn)定性好，產(chǎn)狀：130°∠25°，巖溶弱發(fā)育。

3.地質(zhì)環(huán)境條件

3.1內(nèi)在因素

3.1.1微地貌

滑坡區(qū)微地貌屬斜坡地形，整體西北高東南低，上陡下緩；由于遭受三次活動(dòng)破壞，坡面中下部出現(xiàn)凹弧形，易于大氣降水的匯聚，水體對(duì)坡面產(chǎn)生侵蝕和潛蝕作用，促使表層土體流失、飽和，是影響邊坡穩(wěn)定的重要因素，加之前緣臨空；特定的地貌部位為滑坡運(yùn)動(dòng)提供了良好條件[2]。

3.1.2巖土體

松散巖土體孔隙率大，易于大氣降水直接入滲，尤其是上段的碎石土；而紅色粘土又具有膨脹性和崩解性，重力水在溶濾累積作用下，土體自重應(yīng)力快速增加，松散結(jié)構(gòu)為滑坡的發(fā)生創(chuàng)造了豐富的物源條件。

3.2影響因素

3.2.1降雨因素

由于坡面較緩傾和前期干燥的天氣，長(zhǎng)歷時(shí)的降雨或暴雨所形成的坡面流順坡而下，并在局部的凹陷處匯集，雨水沿孔隙和裂縫快速入滲土體，導(dǎo)致裂縫進(jìn)一步延伸和擴(kuò)展，雨水下滲既增加了坡體容重，又因沿孔隙、裂隙和拉張裂縫滲入到滑動(dòng)帶中，導(dǎo)致滑帶土軟化，滑動(dòng)面潤(rùn)滑，大大降低了巖土界面的抗剪強(qiáng)度，使滑坡處于變形破壞階段。雖然坡體內(nèi)因是天然確定的，但強(qiáng)降雨改變水位對(duì)坡體穩(wěn)定性影響更大，連續(xù)降雨為滑動(dòng)變形提供了水動(dòng)力條件。

3.2.2人類工程活動(dòng)

丘陵地區(qū)建房、修路選址存在很大的局限性，不可避免地開(kāi)挖自然邊坡，由于早期安全意識(shí)相對(duì)淡薄，未采取適當(dāng)放坡和有效支護(hù)措施，形成高陡臨空面，地質(zhì)環(huán)境造成破壞加劇了地質(zhì)災(zāi)害的形成和發(fā)育[3]。

由于位于坡腳的江南化工廠廠房修建和當(dāng)?shù)鼐用窠ǚ壳衅拢茐牧嗽衅麦w的天然平衡，減弱了鎖固段抗剪強(qiáng)度，因應(yīng)力釋放產(chǎn)生卸荷裂隙。一方面隨著時(shí)間推移，在經(jīng)受雨季浸潤(rùn)和冰雪凍漲的作用下，節(jié)理裂隙演變成裂縫，繼續(xù)向斜坡坡體深部發(fā)育；另一方面坡腳因雨水沖刷和浸泡被掏空失穩(wěn)，致使坡體向臨空面方向發(fā)生剪切蠕動(dòng)。

另外，附近村民因承包開(kāi)墾種植，使坡面土體失去了植被根系的保護(hù)，增大了土層的滲透性。故人類活動(dòng)為滑動(dòng)的形成提供了催化促進(jìn)作用。

4.形成機(jī)理

4.1前緣陡傾臨空→動(dòng)力作用應(yīng)力場(chǎng)失衡→坡體膨脹回彈→剪切破裂面→阻滑力降低→因牽引效應(yīng)發(fā)生初始蠕滑變形。

4.2后緣及中下部在雨水和冰雪凍融作用下→土體飽和→增加下滑力→降低了土體強(qiáng)度→形成拉張應(yīng)力帶→拉伸和屈服下產(chǎn)生裂隙、裂縫，并持續(xù)向深部及兩側(cè)發(fā)展→入

滲通道→裂隙、裂縫充水，產(chǎn)生靜水和動(dòng)水壓力→位移變形→沿巖土界面徑流→滑動(dòng)帶物質(zhì)被軟化→剪應(yīng)力高度集中→降雨入滲累積性破壞→拉張、剪切裂縫拓展延伸，前緣失穩(wěn)蠕滑→后緣、兩側(cè)拉裂面與前緣剪裂面將貫通，二力耦合作用下→處于極限臨滑狀態(tài)[4]。

4.3按滑坡形成機(jī)理[5]進(jìn)行分類，該滑坡的形成機(jī)理歸屬于滑移（壓致）—拉裂式。

5.防治措施

5.1設(shè)計(jì)原則

安全穩(wěn)定性、施工便利性、經(jīng)濟(jì)合理性、技術(shù)優(yōu)化性和工程適用性及環(huán)境協(xié)調(diào)性。

5.2優(yōu)化設(shè)計(jì)

根據(jù)滑坡體形成的地質(zhì)環(huán)境條件、變形特征及形成機(jī)理，進(jìn)行了定量穩(wěn)定性分析[6]，在自重+降雨工況下其安全儲(chǔ)備嚴(yán)重不足。設(shè)計(jì)方案通過(guò)上面六個(gè)方面的比選，采用消除地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)二者并重的設(shè)計(jì)理念，最終確定對(duì)重點(diǎn)治理區(qū)采用“削方減載+裂縫充填+截排水+抗滑樁+植物復(fù)綠”的方案；對(duì)滑坡影響區(qū)采用“截排水+裂縫充填+坡面平整綠化”的方案。

5.2.1為減小下滑推力，消除積水凹坡，根據(jù)微地貌條件按照1∶2.4～1∶2.6的坡率進(jìn)行削坡減載，使其構(gòu)成一個(gè)整體，并對(duì)其進(jìn)行夯實(shí)整平。

5.2.2為截引坡面地表水，采用填、截、排三種措施，首先對(duì)深部裂縫進(jìn)行灌漿封堵，其次對(duì)整個(gè)坡面依地形設(shè)計(jì)了一套完整的截排水工程，完成長(zhǎng)度累計(jì)達(dá)1920.0m。

5.2.3為有效發(fā)揮抗滑支擋作用，避免不必要的資金浪費(fèi)，充分運(yùn)用計(jì)算機(jī)的強(qiáng)大計(jì)算功能，對(duì)抗滑樁合理設(shè)計(jì)了位置、類型、尺寸、間距和長(zhǎng)度（嵌固段、懸臂段）；通過(guò)優(yōu)化和比選，在坡腳及坡體中下部設(shè)置雙排矩形懸臂式抗滑樁，其中坡腳處設(shè)計(jì)為錨固樁（預(yù)應(yīng)力錨索+樁板墻）。

地災(zāi)治理是一項(xiàng)具有較強(qiáng)實(shí)踐的特殊性工程，設(shè)計(jì)方案中根據(jù)施工手段、現(xiàn)場(chǎng)現(xiàn)狀，結(jié)合工作經(jīng)驗(yàn)制訂了詳細(xì)的質(zhì)量控制、施工流程和管理對(duì)策，對(duì)開(kāi)挖新鮮基巖、預(yù)應(yīng)力錨索設(shè)置、樁身完整性等隱蔽工程的重要部位提出了具體施工工藝，在大樣圖中對(duì)關(guān)鍵分項(xiàng)工程的工序均做了仔細(xì)說(shuō)明。

5.2.4為減少地表水對(duì)坡面的侵蝕和掏蝕作用，利用植被的覆蓋和根系增加固坡效應(yīng)；對(duì)整治后的坡面采取草本植物綠化護(hù)坡，以消除污染，美化環(huán)境。

6.結(jié)論

我國(guó)地質(zhì)災(zāi)害防治工作任重而道遠(yuǎn)，需要我們共同的努力。本文以廣德縣新杭鎮(zhèn)洪山村下白陽(yáng)組滑坡為研究對(duì)象，從滑坡體變形特征、地質(zhì)環(huán)境條件和形成機(jī)理等方面簡(jiǎn)要闡述了該滑坡的孕災(zāi)條件、影響因素和致災(zāi)機(jī)理，認(rèn)為微地貌、巖土體結(jié)構(gòu)是形成滑坡的主控因素，連續(xù)強(qiáng)降雨或大暴雨及人類工程活動(dòng)是產(chǎn)生滑坡的激發(fā)因素。

通過(guò)定性分析和定量計(jì)算，結(jié)合立地條件因地制宜設(shè)計(jì)了綜合治理措施；通過(guò)竣工運(yùn)行后兩年的動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)和2020年7月份持續(xù)降雨檢驗(yàn)，證實(shí)治理工程安全穩(wěn)定，效果明顯；成功案例可為同種類型的滑坡防治提供參考。

參考文獻(xiàn)：

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[4]朱訓(xùn)和.皖南山區(qū)某滑坡致災(zāi)機(jī)理與防治措施.世界有色金屬， 2020， 554： 229-230.

[5]潘國(guó)林，洪天球，林桂香，等；皖南山區(qū)滑坡分類及形成機(jī)制研究.合肥工業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)， 2019， 39（4）： 543-537.

[6]中華人民共和國(guó)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn).滑坡防治工程勘查規(guī)范（BG/T32864-2016）.北京.中國(guó)標(biāo)準(zhǔn)出版社. 2016.