廢棄礦山景觀修復中滑坡穩定性分析及治理方案論證

唐良智，楊海兵，閆云，程子華,2

（1.江蘇省有色金屬華東地質勘查局，江蘇 南京，210007；2.地球化學勘查與海洋地質調查研究院，江蘇 南京，210007）

鳳凰山瀑布為人造瀑布，建于1999年，緊鄰礦山開采遺留廢棄宕口邊坡，依山而建，長約25m，走向EN45°，內部由三層框架結構房屋建筑而成，臨山側借助鳳凰山體作為內墻，原山體采用圓形人工挖孔樁護壁。通過瀑布景觀建設，不但改善了礦山開采破壞的礦山地質環境，并打造出鳳凰山瀑布景點，開發了當地旅游資源。目前該瀑布后側山體出現了滑坡跡象。

1 滑坡基本特征

（1）滑坡形態。滑坡后緣標高22m～31m，前緣標高13m～15m，高差9m～18m，前緣設有直立擋墻，直立段高差約10m。滑坡導致墻體及三層建筑變形開裂。

（2）滑體。根據野外鉆探揭露，滑坡體巖土層結構比較簡單，滑體由①-2素填土和③層粉質粘土組成，并以③層粉質粘土為主。根據勘查情況推測，滑動面位于③層粉質粘土內，總體呈圓弧型滑動。

（3）滑帶。從鉆孔揭露情況來看，治理區③層粉質粘土較厚，滑帶主要位于粉質粘土層內，該層含鐵錳質斑塊，局部含少量高嶺土，經膨脹性試驗測得自由膨脹率為29%～55%，平均為40.2%，具有弱膨脹性。降雨工況下雨水下滲，③層粉質粘土遇水膨脹，抗剪強度降低，進而形成軟弱滑動面。

（4）滑床。該滑坡滑床主要由③層粉質粘土、⑤-1層強風化泥巖和⑤-2層中風化泥巖組成，其中③層粉質粘土褐黃色，硬塑狀態，厚度約24m，滑面以下仍有不小于7m厚的土層構成滑床。

（5）滑坡體變形特征。現場調查發現，除坡底房屋開裂以外，坡頂地面存在多條橫向裂縫，滑坡體東西兩側上山臺階處，均出現大量張拉裂縫。

2 滑坡影響因素

（1）地形、地貌。滑坡位于南京市浦口，屬崗地地貌單元，滑坡后緣標高22m～31m，前緣標高13m～15m，高差9m～18m，前緣設有直立擋墻，直立段高差約10m，治理區內地形高差較大。具備發生滑坡的地貌條件。

（2）工程地質條件。滑帶土③層粉質質粘土，硬塑狀態，垂直節理發育，雨水沿③層粉質粘土層下滲后無法排泄，土體長期飽水作用后自重增重，加之該土層遇水軟化膨脹，抗剪強度降低，抗滑力減小，致使坡體內部形成貫通的剪切滑移面，最終導致滑坡災害的發生。

（3）降雨誘發因素。區內滑坡地質災害發生于6-9月份，正值南京地區強降雨季節，在時間上與降雨關系非常密切。加之填土層結構較松散、成分不均，易于水體下滲，在雨水作用下巖土體被浸泡軟化，內聚力降低，自重增加，誘發滑坡災害發生。

（4）人類活動的影響。因該滑坡坡腳處有房屋、道路建設及原礦山開采等人類工程活動，對邊坡進行了切坡，卸除了坡腳處具有壓腳作用的土體，使得邊坡抗滑力減小，同時人工切坡成直立狀，高差達10米，改造了原有平緩的地形，使得坡面直立，為滑坡提供了有利的臨空條件。

3 滑坡穩定性分析

（1）設計參數選取。滑坡治理設計滑體土層的重度、粘聚力、內摩擦角見表1。滑動面參數在室內浸水飽和殘余剪切的基礎上適當提高，并結合天然自重工況反演情況綜合確定，具體取值見表2。

表1 滑坡巖土層物理力學參數

表2 滑坡治理設計參數

（2）滑坡穩定性評價。結合自動搜索滑面和現場調查的后緣與前緣剪出口建立不同的滑面，在自重、地震以及暴雨各種工況作用下對滑坡的穩定性進行計算，計算結果見表3。由表3可知，滑坡在自重工況下處于基本穩定狀態，在暴雨工況及地震工況下處于不穩定狀態，需對滑坡進行加固治理。

表3 穩定性計算結果表（不同工況）

4 治理方案選擇

采用錨拉肋板支護結構，肋柱采用縱肋，截面面積400mm×500mm，縱肋間距2000mm；肋柱頂設置壓頂梁，壓頂梁截面面積400mm×500mm；肋柱底設置地梁，地梁截面面積800mm×1700mm；肋柱間采用擋土板，擋土板厚250mm。擋土板內設置泄水孔，坡頂設置鋼筋砼截水溝，坡底設置鋼筋砼排水溝，溝寬300mm，深400mm。根據滑坡的治理支護方案，對滑坡進行治理后的穩定性進行分析計算，計算后在暴雨及地震工況下穩定系數均大于1.10，滿足規范安全系數要求。

5 結論

①通過穩定性分析判斷滑動帶為軟可塑狀粉質粘土層。②通過滑坡穩定性計算得出，在自重工況下，滑坡處于基本穩定狀態；在暴雨工況及地震工況下處于不穩定狀態。③根據滑坡工程地質條件、滑坡影響因素以及穩定性分析，采用錨拉肋板支護結構后滑坡穩定系數滿足規范要求。