孔山矿废弃区的地质灾害分析及防治措施

李继涛

江苏省园艺博览会博览园是在生态修复、城市修补、文化传承及生态文明、美丽中国、文化自信的政策背景和国家加快发展健身休闲产业及结合乡村振兴战略的全域旅游政策推广的时代背景下，以汤山国家级旅游度假区为依托、以产业升级和生态修复为契机打造集园艺园林、会议会展、休闲康养为一体的国际生态休闲旅游目的地、国家级城市双修示范区的江苏锦绣慧谷。

原孔山矿废弃宕口区内规划建设未来花园，边坡为以前采矿宕口，边坡坡体主要为中风化石灰岩及砂岩，岩石裂隙发育，坡体表面岩体破碎，偶有落石等，在目前状况下，边坡整体处于稳定状态，但坡面存在危岩及潜在崩塌体，若不及时治理任其继续发展，变形和位移将会加剧，一旦出现暴雨、长降雨及其它灾害因素，边坡变形可能进一步加剧，为消除地质灾害，保障人民群众的生命财产安全及推进园博园项目的顺利实施，对治理区宕口滑坡、崩塌进行防治。

1 项目概况

项目区孔山矿废弃宕口及周边山体（见图1），滑坡及崩塌隐患主要位于露采宕口边坡范围，主要分为南侧边坡和北侧边坡，岩体产生整体滑动的可能性小，在宕口各边坡的上部表层岩体节理裂隙发育，部分呈破碎状，上部破碎岩体在震动或降雨的作用下，可能产生局部塌落掉块现象。滑坡体分布在孔山南侧已开挖宕口边坡坡顶原始山体区，为开山采石切坡引起的牵引式浅层滑坡，滑坡整个呈上小下大的塔式分布，滑坡体表面可见多处滑坡后缘陡坎及滑坡台坎，滑坡已发生多年，自然工况下目前处于稳定状态，遇暴雨等极端工况可能继续滑动。

图1 项目区航拍图

2 崩塌地质灾害体特征

崩塌及崩塌隐患主要位于露采宕口边坡区，总面积约173890m2，南侧边坡高度较高，一般50m ～100m，最高处约130m，可见6 级台阶，各级平台标高及平台宽度分别为+95m、10m ～18m；+110m、8m ～18m；+140m、6m ～10m；+155m、4m ～8m；+170m、6m ～10m；+185m、4m ～6m，南侧边坡坡顶标高约200m；宕口底部由两级平台组成，其中最低处一级宕底标高为70m ～75m，二级宕底标高为80 ～85m。

崩塌灾害发育区出露和下伏的基岩主要为下二叠统栖霞组（P1q）、下石炭统（C1）、上石炭统黄龙组（C2h）、上石炭—下二叠统船山组（C2P1c）灰岩，灰白色，块状结构，层状构造，岩体较完整，节理裂隙较发育，表层存在风化现象，测得岩层产状为330°∠75°、340°∠85°、330°∠85°。出露灰岩坚硬、抗压强度大，裂隙层理发育，节理产状210°∠80°、105°∠85°，在地下溶蚀作用下岩溶较发育，形成溶洞、溶沟等。

宕口边坡上部岩体表面风化裂隙发育，完整性遭到破坏，结构体形状呈碎裂状。中等风化岩体中的结构体由节理裂隙切割而成，结构体形状为块状，局部存在被节理裂隙切割成碎石状的结构体。微风化岩体中节理发育较少，间距一般在1.0m 以上，且结构面结合程度好，结构体多呈整体状；仅地表或局部裂隙相对发育，结构体呈块状或碎块状。

根据岩层产状及其与坡面的相互关系，宕口南侧边坡均存在顺向坡，但岩层之间为钙质胶结，层面结合程度好，局部一般，产生整体滑动的可能性小；而在各级宕口边坡的上部表层岩体节理裂隙发育，部分呈破碎状，预测可能产生的破坏模式为上部破碎岩体在震动或降雨的作用下，产生局部塌落掉块现象。另外在南侧边坡东段二级台阶存在崩塌灾害点，可能出现倾倒式崩塌灾害；在北侧边坡坡顶存在拉裂缝，可能出现滑移式崩塌灾害。

3 崩塌稳定性分析与评价

宕口北侧边坡为反向坡，东侧和西侧均为斜交坡，整体稳定性均为稳定，仅南侧坡存在顺层坡，根据现场调查测量节理产状，通过赤平投影计算南侧边坡整体处于稳定状态，但南侧坡面与地层倾向一致且由于机械开挖导致坡顶坡面存在不稳定松散浮石，可能产生危岩滚落现象，在雨水冲刷、入渗等作用下将进一步增加崩塌灾害的可能。

根据岩层产状及其与坡面的相互关系，宕口南侧边坡均存在顺向坡，但岩层之间为钙质胶结，层面结合程度好，局部一般，产生整体滑动的可能性小；而在各级宕口边坡的上部表层岩体节理裂隙发育，部分呈破碎状，预测可能产生的破坏模式为上部破碎岩体在震动或降雨的作用下，产生局部塌落掉块现象。另外在南侧边坡东段二级台阶存在崩塌灾害点，可能出现倾倒式崩塌灾害；在北侧边坡坡顶存在拉裂缝，容易出现滑移式崩塌灾害。

4 滑坡地质灾害总体特征

4.1 滑坡分布形态

防治区滑坡体为开山采石切坡引起的牵引式浅层滑坡，滑坡整个呈上小下大的塔式分布，滑坡体表面可见多处滑坡后缘陡坎及滑坡台坎，总滑坡体积约87280m3，为小型滑坡。

滑坡中区位于山体凹沟处，后缘标高约300m ～332m，最高处332m 接近山顶标高342.5m，主滑方向345°，该区滑移带最长约280m，剪出口标高约192m ～198m，位于宕口边坡坡顶覆盖层与灰岩交界面，滑动面平均深度约0.8m，位于覆盖层残积土与强风化基岩交界面，为折线形滑动。山体表面零星分布裸露基岩，基岩出露处坡体稳定，滑动土体一部分遇稳定基岩受阻，一部分绕过稳定基岩从两侧继续下滑，最终下滑土体堆积在宕口边坡平台形成约100m 滑覆带。

滑坡西区后缘标高约280m ～287m，该滑坡后缘位于山体裸露基岩面东西两侧，裸露基岩为砂岩产状为330°∠85°，与地层产状一致，最大高差约15m，现场调查并结合区域地质资料判断该基岩面为倾向坡脚的断层，断层顺走向延伸较远、产状稳定，为稳定状态。基岩下方存在一个长约60m，最大宽度约30m 的大平台，平台植被茂盛。该基岩西南坡出露大量裸露基岩，产状与该基岩面一致。西区滑坡体受地形地势影响，除滑坡后缘外形成5 级滑坡台坎，主滑方向315°～345°，该区滑移带最长约200m，剪出口标高约167m ～200m，位于宕口边坡坡顶覆盖层与灰岩交界面，滑动面平均深度约0.8m，位于覆盖层残积土与强风化基岩交界面，为折线形滑动，在滑坡体西侧侧缘壁可见纵向裂缝。

滑坡东区后缘标高约235m ～250m，后缘壁为强风化砂岩，表面覆盖层已全部下滑，主滑方向约350°，该区滑移带最长约110m，剪出口标高约198m ～200m，位于宕口边坡坡顶覆盖层与灰岩交界面，滑动面平均深度约0.8m，位于覆盖层残积土与强风化基岩交界面，为折线形滑动。该区滑坡东侧侧缘壁迹象不明显，整个滑坡体植被茂盛，在东侧靠近剪出口处存在一处小型凹沟，滑坡土体在水流作用下向该处堆积，但由于采矿期间已修砌挡墙，未见明显滑覆带特征，其他剪出口下滑土体主要堆积在+155m 和+170m 平台。

4.2 滑坡岩土特征

滑体：根据野外钻探揭露，滑坡体岩土层结构比较简单，滑坡的滑体主要为残坡积粉质粘土。整个滑体平均厚约0.8m，根据勘察情况推测，滑动面位于覆盖层与基岩交界面，总体呈折线型滑动。

滑带：从钻孔和探槽揭露情况来看，滑坡区覆盖层厚度普遍较薄，滑带主要位于残坡积粉质粘土内。残坡积土垂直节理发育，且内含植物根茎，透水性较强，结构不均匀，暴雨天气水体沿土层下渗，至粉质粘土层底面与岩层顶面滞留，降低滑带土的强度参数，进而在岩土交界面处形成软弱滑动面。

滑床：滑床主要由强-中风化砂岩和强-中风化灰岩组成，滑坡体上部原始山体区滑床主要为强-中风化砂岩，滑坡体下部靠近开挖宕口边坡滑床主要为强-中风化灰岩。

4.3 滑坡成因分析

滑坡是由内因及外因相互影响所构成，覆盖层残坡积粉质粘土层是该滑坡产生的内因，强降雨是滑坡发生的外因及诱发因素，降水对滑坡起控制作用。

地形地貌：滑坡点位于废弃宕口坡顶原始山体内，山体植被茂盛，山体整体坡度约35°，治理区内地形高差较大，沿山体走势在治理区内存在一处大型凹沟，加之山体下方已开挖，覆盖层土体在降雨作用下逐渐向凹沟汇集，具备发生滑坡的地貌条件。

工程地质条件：滑带土为残坡积粉质粘土，植物根系发育，土体较松散，局部夹少量分化岩块，在降雨条件下，雨水下渗至基岩顶面，渗透性差，雨水在粉质粘土层底与基岩层顶滞留，形成滑面；滑体土吸水增重，坡体下滑力增大，且土体遇水软化，抗剪强度降低，抗滑力减小，致使坡体内部形成贯通的剪切滑移面，最终导致滑坡灾害的发生。

降雨诱发因素：区内滑坡地质灾害发生年代久远，推测发生于6 月份～9 月份，正值南京地区强降雨季节，在时间上与降雨关系非常密切。加之残坡积层土结构较松散，易于水体下渗，在雨水作用下岩土层界面土体被浸泡软化，内聚力降低，自重增加，诱发滑坡灾害发生。

人类活动的影响：早期采矿工程活动对山体进行切坡活动，使得坡顶剪出口位置土体临空，为坡顶土体下滑创造了条件。在降雨作用下，岩土交界面土体长期浸泡，抗剪强度下降导致坡顶处覆盖层土体先下滑掉落，牵引后方土体随之下滑，逐渐形成台阶式滑坡台坎，最终形成典型的牵引式滑坡。

4.4 滑坡稳定性分析

根据滑坡体各滑坡分区的反演参数，分别对滑坡及其周边边坡的现状及暴雨工况条件的稳定性进行分析计算。计算结果如表1 滑坡及周边边坡稳定性分析所示。宕口裸露边坡根据现有台阶及分级边坡情况，取典型剖面进行分级边坡及整体稳定性分析，如表2 所示。

表1 滑坡及周边边坡稳定性分析

表2 宕口各边坡稳定性分析

注：（1）工况Ⅰ—自重；（2）工况Ⅱ—自重+暴雨。

结果表明，在现状无降雨条件的情况下，计算8-8′、9-9′、15-15′、16-16′剖面为稳定状态，10-10′、 11-11′、12-12′、13-13′、14-14′剖面为欠稳定状态；在有降雨的条件下，8-8′、9-9′、15-15′、16-16′剖面为稳定状态，10-10′、11-11′、12-12′、13-13′、14-14′剖面计算的安全系数均为不稳定状态。计算结果表明滑坡外西侧和东侧边坡稳定；滑坡东区、中区和西区滑坡体所在边坡处于临界失稳状态，在极端工况条件下易再次发生滑坡灾害。

结果表明，除14-14′剖面北侧局部坡段由于坡顶已存在裂缝，自然工况下为基本稳定状态，暴雨工况下为欠稳定状态，其他各级边坡及整体稳定性均为稳定状态。

从滑坡点的力学性质看，滑坡属于牵引式滑坡，剪出口为坡顶覆盖层与基岩交界面。由于覆盖层残坡积土土质不均匀，透水性较强，前期已发生过土体下滑，目前仅滑坡东区剪出口已修筑挡土墙，其他区滑坡剪出口均呈临空状态，如再遇大到暴雨，水体来不及排泄，沿松散土层下渗至基岩面滞留，软化土体导致残坡积土工程力学性质下降，可能继续滑动。但滑坡体两侧坡体表面基岩均已出露，向两侧继续扩展的可能性不大，滑坡后缘及部分滑坡台坎位置也已出露基岩，继续向后缘扩展的可能行不大，可能发生的滑坡趋势主要为滑坡体中下部，由于土体堆积可能沿原滑动面继续滑动。

5 边坡滑坡、崩塌治理方案

根据宕口边坡不同分区情况进行分区治理设计，主要在现有坡面形态基础上采取人工清理坡面浮石、嵌补危岩、局部采用主动防护网和喷锚支护措施，对滑坡区域采用钢筋砼挡墙进行抗滑处理，具体支护型式如下：

（1）人工清理坡面浮石、坡顶松动岩石及坡顶1m 范围内松散土体。

（2）对清坡后仍存在的坡面裂隙进行灌浆回填。

从社会心理语言学角度看，当代大学生的流行语也迎合着年轻人喜好幽默的审美心理。目前，我国文化以大众为主体，大众文化趋向于能体现世俗人群幽默、调侃的文化特性。而当代大学生流行语最基本的功能就是能够通过某个特定的个体来表达出夸张幽默的审美心理。这些流行语的使用使得大学生更加风趣幽默，更容易建立良好的交际关系。

（3）对东侧原有块石挡墙下空洞区域进行混凝土植筋嵌补支撑。

（4）坡顶设置撇洪沟，在距离坡底线0.5m位置处设置排水沟。

（5）局部边坡破碎区采用岩石喷锚支护处理，部分采用主动防护网治理。

（6）坡顶设置悬臂式钢筋砼挡墙，东侧滑坡中区在140m ～155m 位置设置扶壁式钢筋砼挡墙。

6 边坡监测

防治治理中应加强对坡顶变形及锚杆内力方面的监测，确保施工及坡体的安全，完工后应继续做好变形监测工作。

6.1 监测内容

（1）坡顶及坡顶平台处设置变形监测点：沿边坡顶部每隔30m 布设一个变形监测点，主要监测水平位移和垂直位移。

（2）锚杆内力监测：锚杆的应力监测不宜少于其总数的3%，且不应少于3 根。

6.2 监测要求

（1）变形监测点应在布设初始建立初读值，变形观测应在治理前开始实施，观测频率根据治理的进度及监测的情况确定。

（2）变形监测的技术要求应符合有关变形测量的规定，观测精度应满足不低于二等精度要求。

（3）监测数据应包括：观测基准点和观测点的位置、编号、观测日期、本次观测值和累积观测值；观测数据应编制成表或绘成曲线。

6.3 监测频率及时间

（1）治理期间监测：施工安全监测宜采用连续自动定时监测方式进行监测。如果滑坡稳定性好，且工程扰动小，可采用8h ～24h 监测一次的方式进行。

（2）竣工后监测：防治效果监测时间长度不应小于一个水文年，按竣工后监测两年考虑。竣工后第1 个月～3 个月，每2天监测一次；第4 个月～12 个月，每周监测一次；第12 个月～24个月，每两周监测一次。在外界扰动较大时，如暴雨期间，应加密观测次数。

6.4 监测的控制要求

（1）治理期间坡顶水平位移速率≤1mm/d；位移总量≤1.0%坡高。

（2）锚杆内力监测报警值为90%设计强度值。

地质灾害防治是一个动态化的过程，采用信息化施工，及时反馈监测结果，同时治理过程中的各种情况要及时汇总并向相关单位人员反映，以便提出相应的应急技术措施。

7 结论

（1）项目根据前期勘查报告结合现场调查及数据分析，确认了采石宕口存在崩塌、滑坡地质灾害。

（2）提出采用局部削坡、锚杆、喷锚支护、主动防护网、截排水等治理措施，对采石宕口存在的崩塌、滑坡进行治理，消除存在的地质灾害隐患。

（3）建立较为全面的监测网，提出治理中及完工后的监测措施，实现信息的实时更新，做到地质灾害的可防可控，在实际地质灾害防治工作中有借鉴意义。