安徽省黃山市歙縣三陽鎮(zhèn)嶺腳村木嶺滑坡地質(zhì)災(zāi)害及穩(wěn)定性分析

王嚴(yán)一杰

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局332地質(zhì)隊(duì)，安徽黃山245000）

1 工程概括

歙縣三陽鎮(zhèn)嶺腳村木嶺滑坡地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于安徽省黃山市歙縣三陽鎮(zhèn)嶺腳村木嶺自然村，距離歙縣縣城50km，距離黃山市屯溪區(qū)為85km，勘查區(qū)外有徽杭高速公路和S324 省道通過，因山路多彎狹窄，交通較為不便。

災(zāi)害點(diǎn)位于木嶺組西北側(cè)山體上,該地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生于2016 年3 月初，木嶺村西北側(cè)發(fā)生山體滑塌，約有100m3土石方?jīng)_向坡腳坡下溪流，滑坡發(fā)生后三陽鎮(zhèn)政府進(jìn)行了應(yīng)急響應(yīng)，到現(xiàn)場(chǎng)進(jìn)行了調(diào)查和人員疏散安排。據(jù)現(xiàn)場(chǎng)對(duì)村民采訪獲悉,該邊坡歷史上曾發(fā)生兩次較大滑塌，分別發(fā)生在1978年7月份和1996年6月12日。

2 滑坡基本特征

滑坡體位于歙縣三陽鎮(zhèn)嶺腳村木嶺自然村西北，坡面植被發(fā)育，下坡面灌木生長(zhǎng)茂盛，上坡面主要為山核桃林及其它少量農(nóng)作物。后緣拉張裂縫不斷擴(kuò)大。

坡體走向近50°向，傾向東南（圖1）。滑坡體底寬約90m，長(zhǎng)40m，主滑方向151°，坡度為35°～60°，局部陡立，剪出口位于強(qiáng)風(fēng)化巖體表層（圖2），冠部高程為485m左右，坡腳高程為435～462m左右（圖3），最大高差約50m。滑坡體厚度3～6m，垂向厚度最大約9m。方量約12000m3。

圖1 滑坡體HP3、HP4位置

圖2 滑塌剪出口位置

圖3 坡腳塌方堆積及裂隙水出露

組成滑坡體的主要物質(zhì)成分為坡積層碎石土，厚度1.50～4.70m之間。

根據(jù)物探資料解譯：

從高密度10線反演視電阻率斷面等值線圖（圖4）可以看出：在本次工作區(qū)域，推測(cè)滑動(dòng)面用紅線表示；剖面深部整體呈高阻反應(yīng)，解釋推測(cè)為板巖反應(yīng)；在200～260 號(hào)點(diǎn)淺部ρs=400Ω·m 左右等值線連續(xù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和區(qū)域地質(zhì)資料，解釋推測(cè)為第四系及強(qiáng)風(fēng)化層與完整基巖的界線，厚度在3～10m左右。

從高密度20線反演視電阻率斷面等值線圖（圖4）可以看出：在本次工作區(qū)域，推測(cè)滑動(dòng)面用紅線表示；剖面深部整體呈高阻反應(yīng)，解釋推測(cè)為板巖反應(yīng)；在110～220 號(hào)點(diǎn)淺部ρs=400Ω·m 左右等值線連續(xù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和區(qū)域地質(zhì)資料，解釋推測(cè)為第四系及強(qiáng)風(fēng)化層與完整基巖的界線，厚度在2～19m左右。

圖4 30線物探剖面圖

從高密度30線反演視電阻率斷面等值線圖（圖4）可以看出：在本次工作區(qū)域，推測(cè)滑動(dòng)面用紅線表示；剖面深部整體呈高阻反應(yīng)，解釋推測(cè)為板巖反應(yīng)；在140～210 號(hào)點(diǎn)淺部ρs=400Ω·m 左右等值線連續(xù)，根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)踏勘和區(qū)域地質(zhì)資料，解釋推測(cè)為第四系及強(qiáng)風(fēng)化層與完整基巖的界線，厚度在2～16m左右。

根據(jù)野外工程地質(zhì)調(diào)查揭露，在滑坡側(cè)后緣的坡頂分布1.5～12.3m厚的碎石土，該層土粘粒含量高，干強(qiáng)度高，厚度較大，在飽水浸潤(rùn)條件，抗剪強(qiáng)度大幅下降，易形成破壞變形。因此認(rèn)為滑面位于碎石土層內(nèi)，該滑動(dòng)帶立面分布為圓弧形。

3 滑坡隱患的危害對(duì)象及危害程度

目前，該滑坡仍處于滑動(dòng)狀態(tài)，坡體上部有多處長(zhǎng)裂縫，最大下挫高度約1m，并有不斷發(fā)展趨勢(shì)，如遇短時(shí)大暴雨或長(zhǎng)時(shí)間大雨，則可能產(chǎn)生大規(guī)模的滑坡，并易引發(fā)泥石流等次生地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)定性、定量分析結(jié)果，對(duì)木嶺滑坡地質(zhì)災(zāi)害預(yù)測(cè)如下：在降雨以及荷載作用下，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)，將產(chǎn)生整體滑移形成土層滑坡，直接威脅木嶺村10余戶50多位村民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，威脅資產(chǎn)約200萬元；而在暴雨情況下，坡腳溪水上漲，爆發(fā)山洪，與滑坡地質(zhì)災(zāi)害相互作用，極易發(fā)生次生泥石流災(zāi)害，威脅下游木嶺村150 余戶600 多位村民的生命和財(cái)產(chǎn)的安全，威脅資產(chǎn)約2000萬元。

據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZT0219-2006）判定，該滑坡工程防治等級(jí)為Ⅲ級(jí)。

4 滑坡成因分析

滑坡體規(guī)模預(yù)估體積約12000m3，屬于小型滑坡。該斜坡主要是底部滑塌，逐層牽引，屬于牽引式滑坡?？辈閰^(qū)地處清涼峰的北西麓，降水充沛，為區(qū)域地下水的賦存提供了豐富的補(bǔ)給來源，同時(shí)由于構(gòu)成邊坡表層為坡積層碎石土，其下板巖，巖土體受物理、化學(xué)、生物風(fēng)化作用的綜合因素影響，風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖石節(jié)理發(fā)育，以上巖體結(jié)構(gòu)特征決定了邊坡具備地下水的貯存空間和接受大氣降水的條件，利于地下水向坡外排泄。綜上所述，坡體具有較良好的補(bǔ)給、徑流、排泄條件。區(qū)內(nèi)人類活動(dòng)表現(xiàn)為坡面農(nóng)作土地開墾，山核桃樹木種植，在坡頂和坡面平整了一個(gè)個(gè)平臺(tái)。農(nóng)耕不僅使表層土體外露，同時(shí)農(nóng)藥的使用和過度耕種會(huì)加速土體的板結(jié)，導(dǎo)至土體裂隙發(fā)育。同時(shí)平臺(tái)使地下水更多地存儲(chǔ)下來，不利于坡面排水。這都加速坡體的風(fēng)化和失穩(wěn)。

5 滑坡體現(xiàn)狀穩(wěn)定性分析

組成坡體的主要成份為碎石土和板巖，碎石土成因類型為坡積成因，因此，按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/TO218-2006）對(duì)邊坡穩(wěn)定性分析。

5.1 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算及分析

（1）滑坡穩(wěn)定性計(jì)算模型的建立?；略谖雌茐那熬哂胁煌钠茐哪Ｊ?，若從滑動(dòng)面的形狀來分，可大致分為單一平面形破壞、折線形破壞和圓弧形破壞，對(duì)于巖體滑坡來說還可能存在受兩組組合結(jié)構(gòu)面控制的楔形破壞，不同的破壞模式計(jì)算方法是不同的，滑坡產(chǎn)生破壞的破壞模式要結(jié)合場(chǎng)地工程地質(zhì)條件確定和分析。

在本滑坡工程中，組成滑坡坡體的碎石土，具碎裂狀鑲嵌結(jié)構(gòu)，坡體巖石破碎，土層粘粒含量較大，降雨的情況下，受重力和地下水作用下，碎石土層很容易脫離坡體而產(chǎn)生圓弧型滑動(dòng)。

在本工程中，滑動(dòng)面位于碎石土層中，易向坡外產(chǎn)生圓弧型滑移的可能性很大，根據(jù)地質(zhì)資料分析，滑動(dòng)面位于強(qiáng)風(fēng)化層頂面位置。

根據(jù)以上所述，本工程滑坡的破壞模式為沿破裂面的圓弧型滑動(dòng)。

根據(jù)《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GN50330-2013）規(guī)定，采用圓弧滑動(dòng)法時(shí)，滑坡穩(wěn)定性系數(shù)可按下式計(jì)算：

式中：ci——滑動(dòng)面的粘聚力，kPa；

φi——滑動(dòng)面的內(nèi)摩擦角，（°）；

li——條塊滑動(dòng)面長(zhǎng)度，m；

Ni——條塊自重的法向分力，kN/m；

Ti——條塊自重的切向分力，kN/m；

R——圓弧滑動(dòng)面半徑，m。

（2）工況的選定。根據(jù)滑坡堆積體的特征和組合情況，計(jì)算中主要考慮自重、暴雨情況下坡體完全飽水等，分如下二種工況，計(jì)算各剖面的穩(wěn)定性及各滑塊的剩余下滑力。

①工況Ⅰ：自重（天然狀況）；

②工況Ⅱ：自重+暴雨（坡體全部飽水）。

5.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

滑坡力學(xué)反分析法又稱反算法，是確定滑坡力學(xué)參數(shù)的重要方法之一，特別是對(duì)于一些無法取得原狀樣的滑坡，采用反算法是可靠的方法。反算可以將滑體恢復(fù)到破壞前的一瞬間，采用原始地形，假定滑體正好破壞的極限平衡狀態(tài)得出滑面指標(biāo)；還可以對(duì)正在滑動(dòng)的滑坡、滑動(dòng)后暫時(shí)穩(wěn)定、滑動(dòng)后已穩(wěn)定的滑坡假定不同的穩(wěn)定性系數(shù)進(jìn)行反求滑動(dòng)面力學(xué)指標(biāo)。反求時(shí)，可以采用試驗(yàn)室做出的較可靠的內(nèi)聚力或內(nèi)摩擦角值作為初始值，反求另外一值，這樣比較容易判斷反求值的合理性和正確性。

按照國(guó)家規(guī)范，通過反演法檢驗(yàn)滑動(dòng)面抗剪強(qiáng)度指標(biāo)要滿足下列要求：

（1）斷面采用滑動(dòng)后實(shí)測(cè)的主滑斷面；

（2）正在滑動(dòng)的滑坡穩(wěn)定性系數(shù)為0.95～1.00，暫時(shí)穩(wěn)定的滑坡為1.00～1.05，已固結(jié)穩(wěn)定的老滑坡1.05～1.10。

根據(jù)以上要求和本處滑坡現(xiàn)狀，采用的反算穩(wěn)定性系數(shù)為1.00，參考土工試驗(yàn)結(jié)果，取A、B、C 剖面進(jìn)行多次帶入計(jì)算，以同一剖面的多次滑塌進(jìn)行檢驗(yàn)，求得抗剪強(qiáng)度指標(biāo)。

邊坡堆積體以含碎石土為主。邊坡體粘土比重為2.73，天然密度1.5g/cm3，天然含水率21.5%，液限40.2%，塑限25.3%，塑性指數(shù)14.9，液性指數(shù)-0.26。壓縮系數(shù)0.68MPa-1，壓縮模量2.7MPa，壓縮性中等。天然狀態(tài)快剪峰值強(qiáng)度c、φ值試驗(yàn)值分別為66.1kPa 和18.1°。

將以上實(shí)驗(yàn)參數(shù)帶入反算公式，根據(jù)A、B、C剖面的實(shí)際情況不斷修正，最終取得邊坡堆積體物理力學(xué)參數(shù)如下：

（1）天然密度1.65g/cm3，飽和密度1.70g/cm3；

（2）天然狀態(tài)快剪峰值強(qiáng)度c、φ值分別為10.0kPa和25.0°；

（3）飽和狀態(tài)下，快剪峰值強(qiáng)度c、φ值分別為9.0kPa和24.0°。

5.3 穩(wěn)定性計(jì)算與結(jié)果評(píng)述

評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006）確定，計(jì)算成果見表1。

表1 坡積層滑動(dòng)模式穩(wěn)定性驗(yàn)算結(jié)果匯總表

5.4 坡積層滑動(dòng)模式滑坡推力分析

據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ 0240-2004），滑坡剩余下滑力計(jì)算中的允許安全系數(shù)取1.30。

計(jì)算結(jié)果表明（表2）：在工況1 條件下，滑坡剖面處于欠穩(wěn)定—不穩(wěn)定狀態(tài)下；在工況2條件（暴雨影響）下，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

表2 滑坡推力計(jì)算結(jié)果匯總表

可見，計(jì)算結(jié)果與現(xiàn)場(chǎng)實(shí)際十分吻合，突冒渾水，裂縫位移加大都表明滑坡在持續(xù)變形破壞，穩(wěn)定性極低，降雨即塌，也說明了暴雨對(duì)坡體穩(wěn)定性的影響是十分巨大的，和計(jì)算結(jié)果相互印證。

6 結(jié)論與建議

本次滑坡是由于人類活動(dòng)和坡腳沖刷，由暴雨引發(fā)的牽引式滑坡?？辈榻Y(jié)果表明：歙縣三陽鎮(zhèn)嶺腳村木嶺滑坡穩(wěn)定性系數(shù)低，穩(wěn)定性差。滑坡的存在嚴(yán)重影響竹鋪村居民的日常生活并威脅其生命財(cái)產(chǎn)安全。建議采取樁板錨體系組合支擋、截排水等措施，在保證技術(shù)上可靠的前提下，可以做到加固的直接、高效、簡(jiǎn)單和經(jīng)濟(jì)。