古寨山滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成機制與防治對策

陳志芳

（福建省197地質(zhì)大隊，福建泉州362000）

1 概述

該滑坡位于福建省南安市洪瀨鎮(zhèn)譙琉村古寨山南側(cè)，東臨省道S307 線(泉州—永春)?；掳l(fā)生于2017年6 月24 日。影響范圍內(nèi)危害對象為南側(cè)2 個廠的6棟廠房（1～3 層），南側(cè)及東側(cè)8 戶居民共46 人的生命及財產(chǎn)安全，約造成經(jīng)濟損失約500萬元。為了消除滑坡地質(zhì)災(zāi)害安全隱患，查明滑坡的形成機制及整體穩(wěn)定性，為滑坡治理工程設(shè)計提供準確、可靠的依據(jù)。

2 滑坡發(fā)育歷史及變形破壞特征

2.1 滑坡發(fā)育歷史

根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查了解，2017 年為6 月13 日8 時～16日8時，當?shù)爻掷m(xù)大雨甚至暴雨，邊坡前緣土層數(shù)次崩塌滑落堆積在坡腳，于2017年6月24日發(fā)生滑坡，現(xiàn)今坡腳有大量碎塊石堆積，根據(jù)實地調(diào)查及微地貌特征，滑坡主要發(fā)育于巖脈侵入及其兩側(cè)斷層破碎帶（圖1）。

圖1 滑坡現(xiàn)狀

根據(jù)現(xiàn)場鉆孔揭示的巖土分布情況及工程地質(zhì)性能判定，滑坡的滑動面為強風(fēng)化凝灰?guī)r層中，推測剪出口為砂土狀強風(fēng)化凝灰熔巖與碎塊狀凝灰熔巖巖層的分界面附近。

2.2 滑坡的周界、規(guī)模、形態(tài)特征

滑坡平面形態(tài)呈“扇狀”的單面坡，走向235°，主滑方向169°，坡度為45°～50°，滑坡長度約20m，滑坡寬度約33.40m，現(xiàn)狀邊坡高度約13.70～18.10m，坡頂標高59.30～65.30m，坡腳標高為45.60～47.20m，現(xiàn)狀邊坡坡腳有大量堆積物，坡腳砌有擋土墻基礎(chǔ)，現(xiàn)今被坡前堆積物掩埋，滑坡體坡面出露的土層為坡積粉質(zhì)粘土和巖脈，勘查期間坡面有幾棵斜臥的樹，雨季期間坡面出現(xiàn)小型的溜方滑坡?，F(xiàn)場地質(zhì)調(diào)查發(fā)現(xiàn)滑坡后緣及山坡上有3條拉張裂縫。

滑坡后緣高程59.3～65.30m，前緣高程約45.60～47.20m。斜長約20.00m，前緣寬約47.100m，后緣寬約33.40m，根據(jù)調(diào)查了解，滑體平均厚度約2.50m，面積約810m2，體積約2100m3，主滑方向為169°，坡度約45°～50°。滑坡體主要為坡積粉質(zhì)粘土、砂土狀強風(fēng)化凝灰?guī)r，為淺層滑坡。根據(jù)實地調(diào)查及變形特征，滑坡整體邊界較明顯，其大致狀況為：

（1）后緣：根據(jù)現(xiàn)場實際調(diào)查，距離后緣滑動面5～20m范圍內(nèi)，發(fā)現(xiàn)3條裂縫，有明顯的拉張變形特征，具體描述如下：

裂縫①：位于滑坡后緣處（坡面正后方），走向60°～70°，裂縫長度約18m，下錯高度約1～2m，裂縫寬度約0.3～1.0m，可視深度1.0m；

裂縫②：位于滑坡后緣中部，距離裂縫①直距約6m，走向70°～80°，裂縫長度約10m，下錯高度約0.1～0.3m，裂縫寬度約0.20m，可視深度大于0.2m；

裂縫③：位于滑坡后緣中上部（ZK4位置），距離裂縫②直距約4.5m，走向50°，裂縫長度約15m，下錯高度約0.2～0.5m，裂縫寬度約0.3～1.0m，可視深度大于0.3m。

（2）兩側(cè)邊界：勘查期間滑坡堆積體尚未清除，西側(cè)邊界被滑坡體覆蓋，東側(cè)有巖脈出露（巖脈寬度約6m），未見明顯的兩側(cè)邊界特征。

（3）前緣：勘查期間滑坡前緣距離房屋距離約3～6m，前緣主要為粉質(zhì)粘土、砂土狀、碎塊狀強風(fēng)化凝灰?guī)r等組成的堆積物，還含有塊石、碎石等，粒徑主要約5～50cm，大小不一，分布不均。

（4）滑坡體特征：滑坡體物質(zhì)主要由坡積粉質(zhì)粘土、強風(fēng)化凝灰?guī)r及少量塊石組成，褐黃色、灰白色，結(jié)構(gòu)松散、雜亂，土體厚度約1.0～5.0m?；麦w表面可見少量植被。

（5）滑坡面特征：勘查期間滑坡堆積體未清除，滑坡面被掩埋，未見明顯的擦痕及其他滑面特征。

2.3 滑坡變形破壞特征

整個滑坡體總體上坡度較大，坡面未采取有效的工程防護措施，長期在雨水的作用下，隨著雨水的下滲，使滑坡土體自重加大，抗剪強度降低，前緣臨空面較大，易導(dǎo)致前緣土體發(fā)生下滑變形破壞，牽引上部土體和推動下部土體向下滑移，從而使上部土體失去支撐隨之變形滑動。上述表明該滑坡的變形破壞模式為牽引式滑動。

3 滑坡體穩(wěn)定性分析

3.1 滑坡體巖土體特征

滑坡區(qū)上部土層為碎石粘土、殘積粘性土（特殊性土）。碎石粘土層厚度大，一般3.80～5.30m，結(jié)構(gòu)松散，內(nèi)聚力低，透水性較強，具弱膨脹性和濕陷性，受水浸泡易軟化及崩解變形，巖土體工程地質(zhì)性能較差，力學(xué)強度中等，尤其是浸水后強度降低較大。下臥殘積粘性土厚度大，力學(xué)強度中等。巖土物理力學(xué)性質(zhì)詳見表1。

表1 巖土物理力學(xué)性質(zhì)指標分層統(tǒng)計表

3.2 滑坡穩(wěn)定性分析與平價

3.2.1 穩(wěn)定性環(huán)境因素評價

從滑坡所處的地質(zhì)環(huán)境條件、變形特征、物探測試成果等綜合分析可能導(dǎo)致滑坡形成因素主要有地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、水的作用以及人為因素。

地質(zhì)構(gòu)造：根據(jù)物探測試及現(xiàn)場調(diào)查滑坡整體處于斷層破碎帶斜坡上，破碎帶內(nèi)巖土體節(jié)理裂隙較發(fā)育，存在軟弱結(jié)構(gòu)面，在飽水狀態(tài)下破碎帶內(nèi)巖土體力學(xué)性能顯著降低，且滑坡區(qū)斜坡坡度45°～50°，為滑坡的形成創(chuàng)造了有利的滑移條件。

巖土性質(zhì)：滑坡體上部土層坡積粉質(zhì)粘土、砂土狀強風(fēng)化凝灰?guī)r覆蓋層厚度較大，坡腳砂土狀強風(fēng)化凝灰?guī)r已風(fēng)化成高嶺土狀，吸水性極強，浸水后軟化，承載力急劇下降。

水的因素：在滑坡發(fā)生前由于暴雨和長時間的連續(xù)降雨，地表水滲入坡體（東側(cè)巖脈為相對隔水層，阻礙水往東側(cè)流，導(dǎo)致水匯集到B區(qū)破碎帶），軟化巖土及其中軟弱面（砂土狀強風(fēng)化凝灰?guī)r與碎塊狀強風(fēng)化凝灰?guī)r分層面處），土體吸水后增加土體自重，同時降低其承載力，降低土的抗剪強度，產(chǎn)生孔隙水壓力等從而誘發(fā)滑坡。

人為因素：主要在滑坡體前緣為修建工業(yè)廠房開挖坡腳，改變了坡體的原始地形，對坡體前緣卸荷，減小了滑體阻滑力，從而降低滑坡的穩(wěn)定性。

綜上所述，在地質(zhì)構(gòu)造、巖土性質(zhì)、水的作用以及人為因素的綜合作用下，破壞斜坡穩(wěn)定條件，最終導(dǎo)致斜坡的不穩(wěn)定。

3.2.2 邊坡定性分析

根據(jù)地質(zhì)測繪及野外鉆探結(jié)果顯示，該滑坡屬于牽引式淺層土體滑坡，滑坡體未清除，坡腳有大量堆積物，形成高陡邊坡，根據(jù)調(diào)查滑坡成因及規(guī)模，推測現(xiàn)狀滑坡存在潛在的滑動面，如不采取有效治理措施，在強降雨的作用下，繼續(xù)發(fā)生滑坡，會危及坡腳處6棟房屋戴志樂等8戶46人的生命及財產(chǎn)安全。

3.2.3 滑坡定量分析

（1）計算方法與參數(shù)選取。邊坡現(xiàn)狀屬于土質(zhì)邊坡，采用傳遞系數(shù)法對邊坡土體的穩(wěn)定性及推力進行計算，計算公式如下：

①邊坡穩(wěn)定性計算：

②滑推力計算公式如下：

對剪切而言：

對彎矩而言：

（2）計算結(jié)果與評述。對滑坡7-7′進行邊坡穩(wěn)定性計算，計算模型見圖2。

圖2 7-7′剖面邊坡穩(wěn)定性計算模型（單位：m）

根據(jù)上面邊坡穩(wěn)定性計算模型和公式進行計算累計抗滑力和穩(wěn)定系數(shù)，邊坡穩(wěn)定性分析計算成果見表2。

表2 滑坡穩(wěn)定性分析計算成果表

從計算結(jié)果中可以看出：預(yù)估剪出口位于強風(fēng)化與碎塊狀層位分界面附近時，滑坡軸線現(xiàn)狀坡體在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

4 滑坡地質(zhì)災(zāi)害防治對策

4.1 滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程設(shè)計方案

根據(jù)上述邊坡累計抗滑力和穩(wěn)定系數(shù)計算參數(shù)，對該滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理工程進行優(yōu)化設(shè)計，即擬采用以C20 混凝土片石擋土（護面）墻支擋為主，結(jié)合坡頂裂縫夯填、整平及植樹，坡面掛網(wǎng)錨噴（含噴砼包邊）、截水骨架植草及排水為輔的設(shè)計方案。

4.2 治理工程設(shè)計參數(shù)

4.2.1 C20混凝土片石擋土墻

邊坡?lián)跬翂Ω?m，長52.9m，頂寬1.23m，底寬為1.5m，墻面坡率為1∶0.3，墻背坡率1∶0.2；邊坡護面墻高5.5m，長63.3m，頂寬0.75m，底寬為1.80m，墻面坡率為1∶0.5，墻背坡率1∶0.3；為提高擋土（護面）墻自身的抗滑穩(wěn)定性，將擋土（護面）墻底部做成逆坡，逆坡坡率為1∶0.15。

構(gòu)造設(shè)計：擋土墻持力層為砂土狀強風(fēng)化凝灰熔巖,要求基礎(chǔ)承載力不小于300kPa；泄水管采用PVC管制作，管徑?75mm，間距為2000mm×2000mm 呈矩形布設(shè)，要求最下排泄水管高出地面不小于300mm，傾斜率5%；其中BCD段擋土墻最下排泄水管采用仰斜式排水管，長度10m，管徑?100mm；擋墻的沉降（伸縮）縫間距10～15m，縫寬20～30mm，縫中以浸瀝青的木板或瀝青麻筋沿縫內(nèi)外頂三方填塞，填充深度不得小于150mm；為了避免墻后積水下滲，泄水孔進水口下方設(shè)置一層厚度50cm的夯實粘土。

4.2.2 坡面截水骨架植草防護工程

（1）截水骨架：截水骨架的斷面形式為人字型，其中主骨架做成槽型，用以分流排除地表水(詳見設(shè)計圖) ,骨架內(nèi)植草防護。人字截水骨架腳墻設(shè)計為M7.5 漿砌片石，基礎(chǔ)寬0.6m，高0.4m。伸縮縫間距為10～15m，縫寬2～3cm，用瀝青麻絮填塞，骨架厚度40cm,骨架寬度50cm。

（2）施工流程：設(shè)計采用M7.5漿砌片石護坡，骨架內(nèi)噴播植草。分段自下而上砌筑，依序進行挖槽→砌筑腳墻→砌筑護坡→砌筑主骨架和支骨架→漿砌護肩→骨架鑲邊→勾縫→噴播植草。

（3）施工順序：放樣→削坡（自上而下）→坡面防護→平臺內(nèi)測排水溝。

4.2.3 排水工程

在邊坡頂開挖截水溝，截面呈倒梯形，頂寬0.7m，底寬0.4m，深0.6m，澆注水平30cm 厚的C20 素混凝土護壁；排水溝縱坡降5.0%；溝底30cm 厚的C20 素混凝土；在擋墻頂、底內(nèi)外側(cè)及坡面分別開挖排水溝，截面呈正方形，寬0.6m，深0.7m，襯砌水平30cm 厚的M7.5漿砌片石護壁，外面勾縫，與片石面平，頂部水泥砂漿抹面；排水溝縱坡降3.2%，溝底襯砌30cm厚的M7.5漿砌片石，并用水泥砂漿抹面。

5 結(jié)語

以南安市古寨山滑坡為例，研究該滑坡發(fā)育歷史、規(guī)模及形態(tài)特征，滑坡變形破壞特征，對滑坡體穩(wěn)定性分析與評價，在此基礎(chǔ)上提出了相應(yīng)的防治對策。同樣，對于相類似的滑坡體的工程治理，也有一定的參考價值。