安徽某镇滑坡地质灾害特征、危害程度判别及防治措施研究

王　博，赵晓玲

（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥230000）

安徽某镇滑坡地质灾害特征、危害程度判别及防治措施研究

王博*，赵晓玲

（安徽省地质环境监测总站，安徽合肥230000）

对安徽某地杨树组滑坡的地质灾害特征及主要形成条件包括地形地貌、地层岩性及水文工程地质条件、气象条件和建房切坡坡度过大等进行分析和研究，考虑地震作用、地下水、渗透力及边坡外侧静水压力对滑坡体的作用，采用有效应力法，按自然状态和饱水状态两种工况对滑坡稳定性进行分析，提出了抗滑桩、混凝土挡板联合支挡、挂网喷浆护坡、挡土墙和截排水工程等滑坡治理措施，为今后类似的滑坡治理工程提供有力的参考。

滑坡；地质灾害特征；稳定性分析；防治措施

1　研究区滑坡地质灾害现状

1.1研究区概况

本次研究的滑坡位于安徽省某镇杨树组（图1），为桐城市重要地质灾害隐患点，始发时间为1998年6月，之后每年强降雨期间，切坡段均发生小规模滑塌。研究区属北亚热带湿润季风气候区，多年平均降水量1383.1mm，最大降水量 2306.2mm，最小降水量761.5mm，单日最大降水量281mm。研究区位于低山前缘坡脚地带，属大别山低山区，地形呈北部高，南部低的特点，地面高程在90～125m之间，相对高差在35m左右，山坡15°～30°之间，山坡无地表水体分布，地表植被发育，主要为灌木和乔木。研究区西南部为牯牛背水库，位于长江支流挂车河上，洪水位97.83m，水库正常库容为8180×104m3，集雨面积为125km2。

图1　研究区位置及地貌图

1.2滑坡地质灾害现状特征

经调查和访问，滑坡始发时间为1998年6月，坡顶出现裂缝，1999年雨季发生滑动，此次滑坡体长约10m，宽约8m，厚约1.5～2m，呈舌型，主滑方向178°，方量约150m3；坡顶于2007年再次出现裂缝，地面发生微弱隆起；滑坡隐患体在平面上呈不规则的半圆形，长轴近南北向展布，两侧边界呈弧形，裂缝长约15m，裂缝至边坡前缘约11m，呈弧形，走向291°，裂缝宽处0.1～0.2m左右，可见深度0.5m左右，沿西北方向逐渐消失，前缘位于建房切坡，切坡高约7～9m，坡度75°左右，滑坡体前后缘最大高差约11.9m，宽度26m，长度最长处24m，最大厚度约11m，体积约6000m3，处于蠕动变形阶段，边坡坡脚中风化浅粒岩裂隙呈无规则张开状，松动，边坡坡脚微弱凸出。滑坡体内存在一层状软弱薄层，厚约1.5m，岩性为灰黑色黑云浅粒岩，为滑坡滑动面，倾向南，倾角约26°。滑床岩性为中风化黑云变粒岩，裂隙发育，碎裂—块状结构，坚硬。按《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218—2006）的分类标准，本滑坡为小型浅层滑坡。该边坡近几年裂缝尚未扩张，但边坡近几年存在小塌方，坡脚岩体裂隙呈张开状，岩体略微凸起；坡脚有渗水现象，边坡处于不稳定状态。

1.3地质灾害形成条件

根据对上述的滑坡地质灾害特征的分析，发现滑坡的形成与地形地貌、地层岩性及水文工程地质条件、气象条件和建房切坡坡度过大等自然和人为因素有关［1-2］。

1.3.1地形地貌

该地质灾害点位于低山坡脚地带，地形坡度一般在20°～30°，地表植被较发育，主要为乔木。自然条件下山坡稳定，当有人工切坡时，形成高陡临空面，破坏了斜坡的稳定状态，使边坡易滑易崩；且滑坡地带地形呈圈椅状，具备了汇水地形，使地表水向坡脚汇集，加大地表水向地下渗透能力，使土体内动水压力增大，加大了岩土体的不稳定性。

1.3.2地层岩性

根据现场工程地质测绘与勘探成果资料，滑坡区地层产状倾向坡外，为一顺向坡，且滑坡区地层存在软弱夹层，散体结构，呈泥炭状，松软，遇水易软化，软弱夹层产状与地层产状一致；在削坡、地下水等诱因作用下易发生滑动。构成崩塌边坡上部的岩性主要为强风化浅粒岩，裂隙发育，岩体呈碎裂结构，裂隙产状组合构成不利结构面，在人工切坡后，岩土体处于不稳定状态，在饱水状态时，坡体上部岩土体易导致失稳导致崩塌。

1.3.3地下水

地下水是形成滑坡的主要诱因之一。强风化浅粒岩结构松散，裂隙节理发育，提供了地下水存储空间。本次调查在新建楼房后边坡坡脚有渗水现象；在降雨期间，雨水、地表水渗透到软弱层中，提高了地下水位，增加了岩土体的自重，大大降低了土体的抗剪强度，增加了坡体的不稳定程度，在长期持续的地下水浸泡作用下，切坡上的岩土体更易产生崩滑。

1.3.4降雨

降雨强度较大且持续时间长是发生边坡滑动、崩塌的一个主要诱发因素。大量降雨的入渗，提高了坡体地下水位，增加了岩体的自重，降低了岩体的力学性能，特别是抗剪强度；同时由于坡体渗透系数较大，使得渗透力大大提高，边坡岩体在重力和渗透动水压力作用下产生滑移、崩塌。桐城市降雨多集中在每年的4～7月左右，其间多有强度较高的暴雨，这个时段是崩塌、滑坡的易发时间段。

1.3.5建房切坡坡度过大

工程区内对地质环境有影响的人类工程活动为建房切坡，是滑坡、崩塌形成的主导因素。切坡使得坡体出现3～9m不等的较陡立临空面，破坏了岩土体的自然稳定状态，且未采取防护措施，在地表水冲刷、地下水渗透下逐渐软化，在自重和地下水渗透力作用下，易形成滑坡、崩塌。

2　滑坡稳定性分析及危险程度判别

2.1滑坡稳定性分析

根据现场勘查所查明的地层情况，将本次滑坡稳定性分析按直线滑裂面进行分析；因岩土层物理力学性质变化较小，将其定性为简单土层稳定性计算，研究区地震动峰值加速度值为0.10g，设计地震分组为第一组，抗震设防烈度为7度，计算分析考虑地震作用影响。本次计算考虑地下水、渗透力及边坡外侧静水压力对滑坡体的作用，计算分析采用有效应力法［3-4］，孔隙水压力采用近似方法计算。对滑坡体典型剖面进行计算，滑移面为地层软弱夹层面，按单一平面性滑动面，工况按工况1（自然状态下，地下水位线见图2）、工况2（饱水状态下，地下水位线取地面线）2种。根据土工试验成果，将整个滑坡体划分为5个不同性质的土性区域，各个区域的范围及土性参数见表1，滑坡体典型剖面稳定性计算模型如图3所示。

表1　不同区域土性参数

根据上述计算模型和参数，各工况的计算结果如下：工况1，自然状态下的最终计算结果为破裂面仰角26°，滑坡体总的下滑力为1572.665kN/m，总的抗滑力为1759.031kN/m，安全系数=1.119，滑坡处于欠稳定状态；工况2，滑坡体在最不利状态—饱水状态下总的下滑力为2198.248kN/m，总的抗滑力为2051.838kN/m，安全系数0.93，滑坡体处于不稳定状态。

2.2滑坡危险程度判别

滑坡体位于山坡中下部，滑坡体由极软—较坚硬浅粒岩组成，地层产状与山坡组合为顺向坡，前缘为人工开挖边坡，边坡高陡，且未采取防治措施，造成滑坡隐患体前缘临空。经勘查，本区地下水水位在滑动面以上，降雨时渗入的地下水沿斜坡方向运动，使滑面以上岩土体的动水压力增大，且坡顶出现张拉裂缝。如不采取治理措施，存在滑坡体整体发生滑动的可能性大。发展趋势该滑坡处于不稳定状态。预测滑坡发生滑动后，其后缘将向山坡扩展，其规模也将扩大。滑坡整体滑动后，将对坡下住户的生命财产安全构成威胁，隐患等级为小型。

图2　滑坡体典型剖面稳定性计算模型

3　滑坡防治措施

3.1防治原则

治理设计的总体原则是提出安全上可靠、技术上可行、经济上合理的治理方案，具体原则为：治理后安全系数必须达到规范允许的安全系数，确保安全，不留隐患；以人为本，防治结合，采取挡、排等多种手段进行综合治理；在保证安全的前提下，力求工艺可靠，节省投资；采用工程类比动态设计，根据施工现场开挖的工程地质条件、施工情况和变形等的反馈信息，必要时对设计进行校核、修改和补充完善。

3.2防治措施

针对本工程场地的特点，采用不同的治理措施分段治理，确保治理工程的经济、安全。经综合分析，部署以下工程内容：对H1滑坡边坡采用抗滑桩+混凝土挡板联合支挡+挂网喷浆护坡作为主要治理工程措施［4-5］；对B2崩塌采用挡土墙支挡工程作为治理措施。滑坡治理工程措施布置如图3所示。

3.2.1抗滑桩工程

布置在H1滑坡边坡处，采用悬臂式抗滑桩保持边坡的稳定，防止边坡进一步滑动。抗滑桩共布置10根，桩中心距3.0m，桩截面尺寸为1.0m×1.5m的矩形，桩长10m，其中受荷段长6m，悬臂高度4m。

3.2.2板墙工程

在抗滑桩之间采用挡土板支挡桩间岩层，确保桩间岩体的稳定性。挡土板最大土压力160kPa，设计板厚150mm，弯矩810kN·m，双面配筋Ø16@200mm双向，与抗滑桩一起浇筑，墙体长度33m，高4m，墙体C30混凝土。

3.2.3坡面防护工程

布置在H1滑坡上部边坡上，由于强风化浅粒岩极易遭受强烈的风化及雨水冲刷作用，采用挂网喷浆保护坡面。喷射砼厚10cm，采用C25混凝土喷射浇筑，喷面每隔15m设置一道垂直变形缝，缝宽2cm，缝内填塞沥青麻筋或沥青木板。

3.2.4挡墙工程

H1滑坡北侧边坡采用俯斜式浆砌块石重力挡土墙防护，墙长7.0m，墙高3.0m，基础宽2.0m，顶宽0.6m，内坡坡比1∶0.2，外坡坡比0.05∶1，基础底面为斜面，斜率为0.2∶1，挡土墙基础置于散体浅粒岩中，基础埋深0.60m。墙身及基础均采用M10浆砌块石。

B2边坡也采用俯斜式浆砌块石重力挡土墙防护，墙长41.2m，墙高3.0m，基础宽2.0m，顶宽0.6m，内坡坡比1∶0.2，外坡坡比0.05∶1，基础底面为斜面，斜率为0.2∶1，挡土墙基础置于散体浅粒岩中，基础埋深0.60m。墙身及基础均采用M10浆砌块石。

3.2.5截排水工程

排水沟、截水沟工程：在H1滑坡边坡一级挡土墙的底部设置一条排水沟，在B2滑坡边坡坡脚设置一条排水沟，将原有部分简易排水沟进行加固，在H1滑坡边坡顶部自然斜坡上布置截水沟，拦截山坡上部的汇水。截、排水沟基础宽0.5m，顶宽0.8m，深0.5m，厚0.2m，墙体C15混凝土。

坡体排水工程：布置在护坡、挡土板、挡土墙中，排出坡体渗出的地下水，降低坡体地下水位，减小渗透力对斜坡的不良作用，达到稳定斜坡的目的。挡土板、挡土墙水平排水孔采用Ø100mm钙塑管，花眼Ø10@ 50mm，外缠200g/m2土工布，坡度5°～10°，长度50cm，间距0.8m，泄水孔布置采用平行排列。孔口用水泥砂浆固定，引入排水沟。喷浆护坡排水孔采用Ø70δ6mm钙塑管，花眼Ø10@50mm，下半部不设，外缠200g/m2透水土工布，仰斜坡度5°～10°，每根排水管长0.28m，间距2.0m，上排孔与下排孔呈三角形布置。下排水平排水孔距离平台高度0.50m，孔口用水泥砂浆固定，坡体地下水引出后沿防护墙面流入底部排水沟。

消力池：设置在截水沟与排水沟连接处，减小水流对排水沟的冲积力。消力池内长1.5m，宽0.8m，深1.0m，池壁厚0.2m，采用C25混凝土。

4　结论

（1）本滑坡为小型浅层滑坡。该边坡近几年裂缝尚未扩张，但边坡近几年存在小塌方，坡脚岩体裂隙呈张开状，岩体略微凸起；坡脚有渗水现象。根据对滑坡地质灾害特征的分析，发现滑坡的形成与地形地貌、地层岩性及水文工程地质条件、气象条件和建房切坡坡度过大等自然和人为因素有关。

（2）本次滑坡稳定性分析按直线滑裂面进行分析，计算分析时考虑地震作用、地下水、渗透力及边坡外侧静水压力对滑坡体的作用，采用有效应力法，按自然状态和饱水状态两种工况对滑坡稳定性进行分析，工况1（自然状态）的安全系数为1.119，滑坡处于欠稳定状态；工况2（饱水状态）的安全系数为0.93，滑坡体处于不稳定状态。

（3）根据勘查结果及边坡稳定性分析，提出治理方案为：对H1滑坡边坡采用抗滑桩+混凝土挡板联合支挡+喷浆护坡作为本处边坡的主要治理工程措施；对B2崩塌采用挡土墙支挡工程作为本处边坡的主要治理工程措；在护坡后缘、桩板及挡土墙前设置截排水沟，形成完整的截排水系统。

［1］魏延忠.山东济南长清区地质灾害现状及影响因素分析［J］.山东国土资源，2015，31（9）：49-52.

［2］刘文峰，肖卫国.山东梁山石灰岩矿区矿山地质环境保护与恢复治理［J］.山东国土资源，2015，31（5）：44-48.

［3］周亚醒.济南市长清区地质灾害易发程度评价及防治分区划分［J］.山东国土资源，2015，31（5）：40-43.

［4］李勤光.某铁路工程滑坡成因分析与治理［J］.铁道勘察，2016（1）：62-64.

［5］姚勇.梅州市地质灾害特征及防治规划［J］.水土保持通报，2013，33（1）∶188-191，274.

P694

A

1004-5716（2016）08-0013-04

2016-04-02

2016-04-06

王博（1982-），男（汉族），湖北红安人，工程师，现从事水工环地质工作。