地質災害基本特征及防治方案

宋 亮

黨的十八大以來，在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，在自然資源部（原國土資源部）等有關部門和各地黨委、政府的強有力領導下，通過方方面面尤其是廣大一線人員的共同努力，我國地質災害防治工作取得了巨大進步，能力和水平明顯提升，成效十分顯著。我國災害類型豐富，災情險峻、分散規(guī)模廣。最近幾年開始，由于我國社會經濟呈現(xiàn)出了迅猛發(fā)展狀態(tài)，越來越多資源開發(fā)與工程建設活動紛紛涌現(xiàn)出來，這也為我國已經非常脆弱不堪的地質環(huán)境施加了更大的負擔，因而使得地質災害的發(fā)生概率及規(guī)模都保持著不斷增長的狀態(tài)。因此，加強地質災害基本特征分析及防治措施研究，具有重要意義。

1 地質災害基本概述

隨著人類工程范圍的不斷擴大，地質災害對自然環(huán)境產生的影響也不斷增加。近幾年，國內外相關專家學者對地質災害的發(fā)展機理進行深入研究，相關施工單位積累了豐富的地質災害治理經驗。

據(jù)有關報告統(tǒng)計顯示，我國比較頻發(fā)的地質災害有泥石流、山體滑坡等，特別是西北、西南等區(qū)域每年都頻頻高發(fā)。不管是何類地質災害，均會在社會經濟的持續(xù)增長與進步中而持續(xù)加劇。

1.1 區(qū)域性

我國幅員遼闊，不同的地區(qū)因地勢存在差異，會產生不同類型的地質災害。如山地區(qū)域容易發(fā)生山體滑坡，大陸板塊之間容易產生地震。施工單位要根據(jù)該區(qū)域的地質特點，制訂精準的施工方案，規(guī)避地質災害及施工行為可能引起的一系列問題。

1.2 突發(fā)性

人們能夠通過科學技術對一些類型的地質災害進行提前預測和防范，但很多地質災害具有突發(fā)性的特點，往往在人們沒有準備的前提下突然發(fā)生，會對人們的經濟生活帶來嚴重的影響。

1.3 假定性

相關專家學者通常利用一系列的技術手段可以假定地質災害，并提前制訂相應的施工方案，規(guī)避地質災害給建筑物帶來的影響。地質災害的假定性能夠給施工單位管理人員提供治理與控制的參考依據(jù)，提前做好應急防范措施。

1.4 隱蔽性

地質災害的發(fā)生，表象是巖土體失穩(wěn)，實質是巖土體的地質結構受到嚴重破壞。現(xiàn)象在地表，根子在地下。地下情況的隱伏性決定了地質災害的隱蔽性，由于難以發(fā)現(xiàn)和準確把握，因而也就難以預防，時有意外發(fā)生。這是地質災害與安全生產管理最本質的區(qū)別。

2 工程概況

某地區(qū)滑坡地質災害隱患點，嚴重威脅到該校學生、教職員工、附近居民共計292人的生命及1棟教學樓、3戶居民房的財產安全，潛在經濟損失達2000萬元以上。

為盡快消除這一地質災害隱患，受衡陽縣國土資源局委托，按湘國土資辦發(fā)〔2014〕26號《關于編制2013年度中央財政切塊資金地質災害勘查和治理項目設計（方案）及預算的通知》及湘地環(huán)項目辦函〔2014〕1號《關于做好2013年度中央財政地質災害防治項目有關報告編制工作的通知》要求，湖南省城鄉(xiāng)建設勘測院（以下簡稱我院）承擔了衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質災害防治工程的詳細勘查工作。

據(jù)調查統(tǒng)計，該地質災害隱患點嚴重威脅到當?shù)匕▽W生、教職員工、居民在內的292人的生命財產安全，潛在經濟損失2000萬元以上，按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006），危害對象等級為三級，屬中型地質災害。

本文主要對此次勘察結果展開分析，為下一步實施治理工程提供依據(jù)。其具體任務為：

（1）在充分搜集區(qū)內地質、水文地質、工程地質、氣象、地震及人類工程活動等資料的基礎上，結合勘查結果分析闡明滑坡形成的環(huán)境地質條件。

（2）查明滑坡區(qū)的地形、地貌、地層結構及巖性特征，并提供各巖土層的物理力學指標。

（3）查明滑坡體的分布范圍、形態(tài)、規(guī)模、類型，并對其危險性和危害性作出評價。

（4）重點查明滑坡體厚度、滑帶、滑床的埋藏深度和分布特征、提供滑帶土的物理力學指標。

（5）在綜合分析滑坡形成條件、產生機理及運動模式的基礎上，對滑坡穩(wěn)定性進行評價，并提出經濟合理的滑坡防治工程方案建議。

3 地質災害基本特征及危害對象

3.1 基本特征

3.1.1 滑坡形態(tài)特征

該滑坡體冠標高174.50m，趾標高148.18m，相對高差26.32m。平面形態(tài)呈半圓狀，空間形態(tài)為圈椅形，剖面為折線形。滑坡前緣橫寬約74m，縱長約40m，平均厚度約1.20m，面積約0.18×104m2，體積約0.22×104m3，滑坡坡度約40°，局部傾陡，滑坡體主滑方向73°?；w為第四系殘坡積物，控滑結構面為殘坡積土體與基巖接觸面，為小型淺層牽引式土質滑坡。

3.1.2 滑坡物質組成

滑坡體主要由第四系粉質粘土組成，厚度0.80m～1.50m。粉質粘土呈紅褐色，可塑～硬塑，土質不均勻，含角礫、碎石，主要為強風化巖塊，角礫及碎石含量為30%～45%。

據(jù)勘探孔揭露，滑帶土層較薄，層厚約0.3m，其主要由含角礫及碎石的粉質粘土組成，可塑～軟塑，物理力學性質較差。

滑床為白堊系下統(tǒng)神皇山組泥質砂巖，巖層產狀為255°∠40°，與坡向（73°）相反。

3.1.3 滑坡變形特征

2012年6月滑坡體初次出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，2013年3月，由于長時間高強度降水，又發(fā)生多次險情，大量松散土方滑落至教學樓及居民房后方。雨季期間，強風化、中風化的泥質粉砂巖人工邊坡常出現(xiàn)巖體掉塊現(xiàn)象。

自2012年6月以來，滑坡體后緣出現(xiàn)深度不一的拉張裂縫，裂縫方向一般垂直于主滑方向，長度約1.50m～3.00m，寬約0.10m～0.20m，深度約0.30m～0.50m。且近年滑坡裂縫有增加的趨勢，同時滑坡體前緣土體不斷向前推移，現(xiàn)滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。拉張性裂縫主要因為山坡土體松動向下蠕滑，導致后緣及中部出現(xiàn)張性開裂，如不及時處理這些裂縫會引導降水大量下滲致使滑坡進一步失穩(wěn)?；铝芽p具體統(tǒng)計見下表1。

表1 滑坡裂縫統(tǒng)計

3.2 邊坡工程安全等級及危害對象

該邊坡為巖質邊坡，巖體類型為Ⅳ級，邊坡高度小于15m，破壞后果嚴重，根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2013），可判定該邊坡工程安全等級為二級。

該滑坡地質災害隱患點威脅對象主要為學校師生和當?shù)匕傩?，直接威脅292人生命財產的安全。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006），其危害對象等級為三級，為中型地質災害。

4 滑坡穩(wěn)定性計算與評價

4.1 計算模型

該滑坡體主要由第四系的松散堆積體組成，據(jù)勘探揭露，滑動面近似于折線形，按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218-2006）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）（2009年版）的有關規(guī)定，采用傳遞系數(shù)法（條分法）對滑坡進行穩(wěn)定性計算與分析。計算模型見下圖1，計算剖面簡圖見下圖2、圖3。

圖1 滑坡穩(wěn)定性計算模型（折線型滑動面）

圖2 1-1’計算剖面簡圖

圖3 2-2’計算剖面簡圖

4.2 荷載組合與計算工況選取

4.2.1 荷載組合

（1）自重及人行荷載?；麦w無集中荷載，主要為滑體的自重。

（2）地下水作用力。在降雨狀態(tài)下，地表水的滲入，導致滑體重量增加，同時水對滑帶起軟化作用。但該滑坡體物質為粉質粘土，屬弱透水、賦水性差，屬毛細性充水，故計算時未考慮動、靜水壓力的影響。

（3）地震力。勘查區(qū)內抗震設防烈度小于6度，地震動峰值加速度小于0.50g，本次穩(wěn)定性評價不考慮地震力的影響。

4.2.2 計算工況

根據(jù)勘查區(qū)內具體情況，為全面分析各滑坡塊體在各種工況下的穩(wěn)定狀態(tài)，采用二種工況進行穩(wěn)定性計算與分析：

工況一：自重（天然狀態(tài)）。

工況二：自重+連續(xù)降雨或暴雨（飽和狀態(tài)）。

4.3 滑坡穩(wěn)定性評價

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006），斜坡穩(wěn)定狀態(tài)根據(jù)其穩(wěn)定系數(shù)確定，分為四級：不穩(wěn)定（F＜1.00）、欠穩(wěn)定（1.00≤F＜1.05）、基本穩(wěn)定（1.05≤F＜1.15）及穩(wěn)定（F≥1.15）。通過計算結果分析評價如下。

表2 滑坡體穩(wěn)定系數(shù)計算成果統(tǒng)計表

在工況一般情況下：即旱季或降雨量較小的條件下，沿1-1′、2-2′剖面K值為2.20、1.87，滑坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

在工況二情況下：即暴雨或飽和條件下，沿1-1′、2-2′剖面K值為1.19、1.00，滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

該計算結果符合近年來衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；虏粩喟l(fā)生險情的現(xiàn)狀?；履壳疤幱诓环€(wěn)定狀態(tài)，亟需采取相應治理措施保證滑坡的穩(wěn)定，保證人民的生命財產安全及正常的生產生活秩序。

5 地質災害體發(fā)展趨勢分析

5.1 穩(wěn)定性綜合評價

根據(jù)現(xiàn)場勘查，目前坡體已經發(fā)生過滑動，雖然采用了應急處理措施對裂縫進行了封堵，但前緣仍然存在高陡臨空面，若遇連續(xù)降水或強降水，坡體仍有進一步下滑的可能。

由穩(wěn)定性計算結果可知：天然狀態(tài)下，滑坡體處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨或強降水狀態(tài)下，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。顯然，計算結果與滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定、在暴雨（飽和）狀況下滑坡裂縫擴展，滑坡進一步發(fā)展的結論是相吻合的，從而也印證了上述穩(wěn)定性判斷的正確性。

5.2 變形發(fā)展趨勢

雖然當?shù)鼐用窦皶r對滑坡體采取了部分應急處理措施（填埋滑坡裂縫），暫時緩解了滑坡地質災害的發(fā)生和威脅，但坡體在強降雨時，勢必還會產生新的裂縫或變形，坡體仍有下滑的可能，故必須盡快對該處地質災害點進行治理，以免造成人員傷亡和財產損失。

6 防治方案建議

6.1 防治工程方案布置原則

（1）以人為本，改善人類的生存環(huán)境。

（2）一步到位，徹底消除隱患。

（3）注重投資效果，確保安全、經濟、實效。

（4）與城鎮(zhèn)發(fā)展相協(xié)調。

（5）科學合理，因地制宜。

6.2 防治工程設計參數(shù)建議

（1）地震參數(shù)：依照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）和《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），場區(qū)地震設防烈度小于Ⅵ度，地震動峰加速度值a＜0.05g，地震動反應譜特征周期Ts=0.35s。

（2）10年一遇最大小時暴雨量43.6mm/h，20年一遇小時降雨強度為67.2mm/h。

（3）滑體土γ=19.6KN/m3，γsat=20.12KN/m3，滑帶土（飽和）c=7.8kPa，φ=9.5°。

（4）截排水溝設計流速最大不超過3m/s，最小為0.4m/s；超高標準：超高20cm。

（5）擋墻支護邊坡工程安全等級為二級，重要性系數(shù)為1.0，抗滑移安全系數(shù)為1.3，抗傾覆安全系數(shù)為1.6。

（6）滑坡防治工程等級為Ⅲ級，設計工況Ⅰ（自重）安全系數(shù)為1.2，校核工況Ⅲ（飽和狀態(tài)下）安全系數(shù)1.05。

6.3 防治方案建議

建議對該處地質災害點采取截排水溝+護面墻+抗滑擋土墻+監(jiān)測工程進行綜合防治。

（1）截排水工程。于滑坡后緣和滑坡體中設置截水溝，擋土墻及護面墻腳設排水溝，防止地表水對坡體的侵蝕。

（2）護面墻工程?；麦w坡腳為強風化、中風化泥質粉砂巖人工坡面，在下雨條件下存在掉塊現(xiàn)象，存在較大的安全隱患。擬對坡面修整后采用漿砌石護面，消除坡體上方巖體掉塊的安全隱患。

（3）抗滑擋土墻。在護面墻的上方修筑平臺，在平臺內側修筑抗滑擋土墻，對上部滑坡體進行支擋。

（4）監(jiān)測工程。在滑坡體內及擬設支擋結構中設置監(jiān)測點，監(jiān)測地表大地及支擋結構的變形發(fā)展趨勢，定期進行監(jiān)測巡視。

7 地質災害防治效益評估

7.1 社會效益評估

衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；碌刭|災害嚴重威脅界江學校的師生及附近居民共計292人的生命財產安全，防治工程對保持當?shù)厣鐣陌捕▓F結，消除在校師生、居民的心理隱患有積極作用。通過項目的實施，不僅可以改善當?shù)鼐用竦纳顥l件，穩(wěn)定人心，使其安居樂業(yè)，還可為區(qū)內的經濟發(fā)展提供良好的外部條件。所創(chuàng)造的社會效益顯而易見。

7.2 經濟效益評估

通過對衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；碌刭|災害的防治，將消除其對危險區(qū)內292人的生命財產安全的威脅，直接經濟效益在2000萬元以上。

防治工程的實施還能保障界江學校學生的正常學習，維護當?shù)厝嗣袢罕娚a、生活的正常進行，確保社會安定，實現(xiàn)間接地為當?shù)厣鐣鲋岛蛣?chuàng)收。

因此，衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；碌刭|災害防治工程不僅能消除災害對學校的師生及附近居民的生命財產安全的威脅，還能促進當?shù)亟洕掷m(xù)快速增長，有利于廣大群眾致富奔小康，由此所帶來的經濟效益是不可估量的。

7.3 環(huán)境效益評估

衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；碌刭|災害防治工程將起到保護坡面、減少水土流失的作用，促進區(qū)內生態(tài)環(huán)境進一步改善，并趨于良性循環(huán)，其環(huán)境效益相當可觀。

7.4 減災效益評估

通過勘查可知衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質災害能治可治，只要設計合理，施工得當，完全可以達到消除滑坡隱患的目的，使得界江學校師生及附近居民的生命財產安全得到保證，減災效益明顯。

8 結語

綜上所述，地質災害防治工作是較為復雜的，較為艱巨的。地質災害的出現(xiàn)不僅會對人員的生命安全帶來極大的威脅，而且還會導致嚴重的財產虧損，所以，我們必須要重視災害防治工作。首先需要對其概念進行明確、深入掌握，具體了解其所包含的類型，深層次分析各類災害的成因。

在本次衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學?；碌刭|災害點分析研究中，應盡快進行整治，防止因滑坡進一步變形或急速坍塌，造成人員傷亡及財產損失。同時對于該處滑坡，建議采取相應措施進行綜合治理，加強地質災害的變形監(jiān)測與預警工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。