广东信宜钱排镇滑坡稳定性分析及治理实践

江福建

(广东省地质局第四地质大队(广东省湛江地质灾害应急抢险技术中心)广东湛江524000)

粤西山区地质情况复杂，植被丰富，地质环境比较脆弱，地质灾害多发[1]。滑坡作为一种破坏力强，隐蔽性高的地质自然灾害[2]，不仅危害人身安全和财产安全，还阻碍了许多工程项目的顺利进行。做好滑坡预警工作对隐蔽滑坡识别是避免危害发生的重要前提[3]。在气候特点复杂，恶劣天气短暂多发的山区，其滑坡具有不确定性强，致灾能力强的特点，存在众多不利的滑坡诱导因素，滑坡的成因识别和治理是山区防灾减灾工程的研究重点和难点[4]。

粤西山区每年雨季较长[5]，降水量丰富，湿润多雨的天气导致边坡稳定性变差，滑坡灾害频发[6]。针对性地对边坡稳定性开展研究，分析滑坡产生原因，制定合理的治理措施。本文以广东信宜市钱排镇区山口小学滑坡治理工程为例，分析该滑坡形态特征，结合区域地质环境，分析其滑坡成因，并采取相应的处理措施，有效解决特定地质环境背景条件下，由固有的地质环境内在因素以及外在诱发条件作用下，易再次发生滑坡现象。为山区滑坡识别和治理提供可靠经验，指导区域防灾减灾预防工作。

1 工程概况

广东信宜市西部与广西省相毗邻。山口小学受灾点位于信宜市钱排镇东南方向约7.3km，途径省道S370及省道S280，有村道路直通学校，交通十分便利。雨量充沛、热量丰富具有复杂多变的山区气候特征，夏季常受台风暴雨袭击。治理区地貌为低山地貌，最大高程755m，坡脚高程682m，地势总体东高西低，区内山坡陡峭，植被较茂盛。在强降雨等极端天气作用下，地表堆积的深厚残积土强度降低，导致山体崩塌、滑坡等不良地质灾害频发。

2008年，钱排镇山口小学后山受连续降雨影响，2处山体滑坡，撤离及时和避让，未造成人员伤亡，滑坡体摧毁房屋及山路。因此布设了大量的监测设备，汛期，投入人力财力。灾害预警时，学校必须停课，对人民群众正常的生活和学习造成巨大的影响。见图1、图2。

图1 滑坡区平面图

图2 滑坡区地质剖面图

2 水文工程地质环境

根据监测，边坡处于不稳定状态，具有发生滑坡、崩塌的可能，其诱发因素是降雨。山体由花岗岩组成，风化强，厚度大，人工边坡范围内花岗岩已风化成砂质黏性土(花岗岩残积土)和强风化花岗岩(半岩半土状、碎块状)。如若发生崩塌、滑坡，将会对坡脚的山口小学教学楼及生命财产安全构成严重威胁。

2.1 地形地貌

区内为低山地貌，最高点高程755m，坡脚高程685m，山坡坡度约25°～30°，较平缓。削坡建房形成高陡人工边坡，坡顶高程707m～713m，坡底高程702m～703m，坡高5m～10m，坡度60°～75°，坡面没有支护。滑坡发生位置标高707m～713m，整个滑坡滑面呈圆弧状，滑面坡度24°～28°。滑坡横向宽度14.7～20.3m，纵向长度81.5～82.3m，滑面最大深度3.5m，侧缘呈直线状。滑坡区范围总体按坡度划分二级坡段。第一级坡段为自然边坡，坡高约17m，坡度24°～28°。第二级坡段(人工边坡)高约8～10m边坡，坡度60°～75°，是削坡建学校形成，坡面没有支护。

2.2 地层岩性

勘查区主要分布第四系全新世残坡积土及奥陶纪二长花岗岩，呈港湾状出露，主要岩性为二长花岗岩(表1)。在治理范围内，自上而下共分3个工程地质层。①粉质黏土层，厚度小，砂粒含量多，为坡积形成；②砂质黏性土，属花岗岩残积土层，主要为砂粒，常见于边坡中部和上部；③强风化花岗岩层，节理裂隙较为发育，风化程度有较大差异，其内部夹较多中风化石块，石块软硬夹杂，总体工程性质较好，主要分布于边坡下部。长期水浸泡下，土层性质变差，导致土体软化崩解现象严重。

表1 滑坡区地层岩性简表

2.3 水文特性

边坡坡面和坡脚未出现渗漏，也无泉水出露，边坡所处山坡地下水埋深较大，对边坡影响较小。边坡主要由上部残坡积土和下部强风化花岗岩组成。上部土层透水性弱，地下水含量小，下部土层透水性中等。

地下水水位变化季节性和时段性强，受天气影响水位变化幅度较大。区域内降雨不均匀，冬春季节旱，夏秋季节涝，干湿分明，年平均降雨量1913mm。降雨对边坡影响较大，降雨时，雨水不断浸泡土体，渗入土体内部，增加了土体的自重应力[7]，降低了土体抗剪强度，土体性质变差，并且土体更易被水流冲刷带走，导致边坡稳定性大幅度降低，崩塌、滑坡等地质灾害发生概率增大。

3 滑坡地质特征及成因

3.1 滑坡现状特征

滑坡后缘近弧状，坡高约8m，坡度50°～55°，侧缘呈直线状，滑面为圆弧状，整个滑坡体由东向西移动，移动距离大约9m，主要为剪切移动。滑坡物质组成主要为砂质粘性土和粉质黏土，共计滑坡体积1200m3，属小型滑坡。整个滑坡附近没有地下水渗漏和泉水出露情况，滑坡坡脚堆积物已被清理干净。

据边坡露头及钻探资料，边坡主要由残坡积土及强风化花岗岩组成。滑坡后缘高程约713m，后缘壁高约10m，坡度50°左右；前缘剪出口高程685m，坡度24°～28°。在滑坡最大切割深度范围内主要为①粉质黏性土层(坡积层)和②砂质黏性土(花岗岩残积土)，被切深度3.5m，滑面线近直线，切割形态为弧形。滑体下覆岩体为硬塑状砂质黏性土，属于花岗岩风化所形成堆积的残积土。

3.2 滑坡成因分析

该滑坡区域土层主要由遇水容易软化崩解的砂质黏性土和节理裂隙发育，风化程度差异大的强风化花岗岩组成。若边坡较陡，极易发生滑坡，其原因与该区域地层组成性质相关。滑坡厚度大约3.5m，滑面为典型的圆弧状，运动状态主要为剪切运动，滑坡土体属于花岗岩残坡积层。结合相关地质情况分析，本次滑坡的类型为浅层残坡积层滑坡。

滑坡处曾发生小型崩塌，本次发生滑坡规模较大。据调查，崩塌、滑坡均发生在强降雨时，说明降雨是滑坡诱发因素。本处边坡原平缓稳定，后削坡建房及开荒种植开路，形成多级边坡，边坡在不稳定状态下发生了崩塌、滑坡。总体来说，人类生产活动，工程活动所形成的临空边坡，在雨水冲刷和入渗诱发作用更容易发生崩塌、滑坡。外因是人类活动破坏和雨水诱发作用，内因是边坡由粉质黏土、砂质黏性土(残坡积土)组成，边坡土体强度降低，自重增加，均是由于水的浸泡作用，自重大，强度低的土体将会失稳，最终导致滑坡发生。

4 边坡稳定性分析

4.1 边坡参数取值

边坡地层结构主要由①粉质黏土、②砂质黏性土、③强风化花岗岩构成。根据采样测试结果和经验，边坡力学参数在天然状态下建议值见表2，在饱水情况下，岩土层凝聚力、内摩擦角均降低，重度增大，本区边坡力学参数在饱和状态下建议值见表3。

表2 天然状态下边坡岩土层参数

表3 滑坡区饱和状态下边坡岩土层参数

4.2 稳定性计算

滑坡区边坡分为两级，第一级为自然边坡，第二级为人工形成高边坡。在天然状态和饱和状态两种工况下对整个边坡采用极限平衡法-简化Bishop法计算[8]，精确简单，是典型的计算圆形滑动面滑坡稳定性的方法之一。与滑坡滑动面形态相符合。假定研究土体为刚体，根据受力情况来分析滑动面滑动力和抗滑力，最终得到土体的安全稳定系数，计算公式如下：

式中：W为土条所受重力；N为土条底部的法向力；α是土条底部的倾角；c为土体材料的黏聚力；φ是土体材料的摩擦角；l为土条底部长度；Mr为抗滑力矩；Ms为滑动力矩。

将绘制好的边坡计算模型导入计算软件中，计算简图如图3所示。在天然状态和饱和状态两种工况下，计算结果如表4所示。

表4 边坡稳定性计算成果表

图3 两级边坡稳定性计算简图

滑坡区域均为土质边坡，相对高差约28m。根据《建筑边坡工程技术规范》，永久边坡一般情况稳定安全系数取1.30。根据计算结果，在天然状态和饱和状态下边坡稳定性有较大差异，天然状态下边坡基本稳定。而饱和状态下边坡，由于雨水渗透，性质变差，边坡不稳定。边坡由粉质黏土、砂质黏性土及强风化花岗组成，厚度较大，组成边坡岩土工程性质较差。在岩土自重力作用下，山坡岩土体发生蠕变形；若有水渗入降低岩土抗剪能力，增加岩土层重力，将加速岩土体变形导致边坡滑动。

5 灾害治理设计

治理边坡长度约90m，宽约67m。坡底标高最低约685m，治理范围顶部标高最高约713m，高差约28m。本次治理工程采用“削坡+挡墙加固及硬化+截排水”的综合治理方案。

先对边坡清理修整，清除松散不稳定岩土体，增大边坡稳定性及方便后续施工。在原有挡土墙基础上，并在边坡坡脚原挡土墙进行加固，加固措施采用浆砌片石砌筑，进行。并在挡土墙顶沿坡面4米进行硬化处理，提高边坡安全系数。再对治理区域挡土墙上方进行坡地面硬化，减少雨水下渗；在边坡上方布置截水沟，坡下一侧布置排水沟，坡顶设置截水沟将坡上积水引至坡脚，与坡下排水沟连接，将水引至区外。，在整个工程治理过程中做好监测工作，动态指导工程展开，随时观测大地变形，地表沉降，地下水水位以及滑坡地应力等，通过人工和仪器相结合方法，仪器监测主要布置8个水平位移监测点、2个土体测斜监测点和1个水位监测点及1个深层位移监测点，监测期1年，在汛期加强监测次数。

6 结语

边坡坡脚由南至北分别分布山口小学宿舍楼、教学楼、建筑面积约3300m2。总占地面积约2000m2，共计150名在校师生；教学楼及教师宿舍房屋面积约2000m2。监测情况表明，整个项目过程中所采取的工程措施对周围环境影响小，地表沉降位移均满足设计要求，并且在项目完成之后，边坡的位移未见大幅度增长，均为正常变化，进一步证明经过治理后的边坡处于稳定状态。

边坡治理后，消除了地质灾害隐患，边坡崩塌、滑坡可能性大幅度降低。避免了巨大的财产损失，保护了人民的生命。在项目完工后，应结合生态措施进行综合治理[9]，种植绿色植物对周围土壤进行加固，做好水土保持工作，充分利用土地，改善和美化周边环境。