基于湘西地區(qū)典型紅層滑坡應急工程設計探討

劉 鋒，隆 威，尹 歐

（1.中南大學地球科學與信息物理學院，湖南 長沙 410083；2.湖南省地質調查院，湖南 長沙 410116）

2017年5月，湘西地區(qū)普降暴雨，引發(fā)了該地區(qū)山體1處滑坡地質災害，直接經濟損失達20萬元，礦區(qū)周圍受威脅人口達115人，威脅資產約為117萬元，險情等級為小型。災情發(fā)生后，當?shù)貒辆帧㈡?zhèn)政府等相關領導和工作人員及時趕赴災害現(xiàn)場，指揮搶險和安撫群眾。由于組織迅速得力、搶險及時有效，該礦山滑坡均未造成人員傷亡及重大財產損失。

為保障和改善周圍生存環(huán)境，防止滑坡給當?shù)厣鷳B(tài)環(huán)境造成更大損害，及時消除隱患，急需對該滑坡地質災害進行應急治理。

1 地質災害概況

滑坡體（H）位于某研究區(qū)域坡上一處滑坡后，發(fā)生時間為2017年5月22日上午11點，滑坡體積約為2300m3，滑坡體總體向下滑動3.2m，損毀了滑坡體前緣的礦山周圍生態(tài)環(huán)境，以及周邊地區(qū)房屋建筑，其災害進深約為6.2m，直接經濟損失達20萬元。目前受威脅的115口人，威脅資產約為117萬元，險情等級為小型。

該滑坡的主滑方向125°，滑坡體外型特征近扇形，長20m，寬29.3m，厚4m，規(guī)模2344m3，規(guī)模為小型土質滑坡體，屬淺層推移式滑坡，滑動面為沉積巖層面。巖層為白堊系泥巖，地層產狀為131°∠25°，基本為順層滑坡，滑坡后沿陡坎坡度65°～70°，高3.5m～4.0m，滑坡后沿滑距3.2m，前沿剪出0.7m，滑坡體整體坡度20°～28°。

2 地質環(huán)境條件

2.1 地形地貌

區(qū)內為低海拔山區(qū)，處于武陵山脈和雪峰山脈過渡地帶，海拔一般在300m～500m，礦山滑坡地貌為南北高，中間低，地形坡度一般在20°～30°之間，沖溝發(fā)育，植被發(fā)育較好。

2.2 地層巖性

區(qū)內地層較為簡單，上部出露殘坡積粉質粘土，單層結構，下伏基巖地層為白堊系粉砂質泥巖。現(xiàn)將各地層列述見下表。

表1 地層特征一覽表

2.3 水文地質條件

據(jù)現(xiàn)場調查，滑坡區(qū)地下水類型以松散巖類孔隙水為主，其次為白堊系基巖裂隙水。

表2 水文地質條件一覽表

2.4 工程地質條件

結合湘西紅層區(qū)內礦山開采地段的工程勘察資料，初步確定本滑坡的巖土體工程地質特征，具體見下表3。

表3 地層特征一覽表

3 成因分析及發(fā)展趨勢

3.1 成因分析

據(jù)實地調查及綜合研究分析，滑坡產生主要有以下原因。

3.1.1 坡面地表水作用

滑坡體所處礦山研究區(qū)域山坡上，坡面較陡，上山小路為主要排水溝，下雨時路上水流量較大。由于滑坡后緣坡地生長植被，導致雨水直接進入地下，不再順地表水溝形成明流。白堊系紅層風化層遇水極易軟化，加之原邊坡陡峻，結構軟弱，易形成滑坡。

3.1.2 開挖坡腳

礦山工程建筑開挖坡腳，造成滑坡前沿地段坡面臨空，使斜坡原有的力學平衡被破壞，穩(wěn)定性降低，引發(fā)地質災害，本次滑坡前沿因礦山工程建筑，對坡體平衡造成一定的影響。

3.1.3 巖土體力學強度低

該地段土體類型均為殘坡積粘性土，單層結構。粘土層粘性強，但是在降雨及強降雨的作用下易吸水軟化，變成軟塑及流塑狀態(tài)，強度較低；中部為強-中風化的泥巖，下部為弱風化，邊坡陡峻（20°～28°），巖土交界面及巖層風化面在暴雨作用下極易發(fā)生滑坡。

3.1.4 暴雨

暴雨是引發(fā)滑坡地質災害的主要因素。進入5月份以來，該地區(qū)普降中到大雨，且降雨時間長，雨量大，由于地表粘土體在吸水儲存大量降水，除增加了本身重量外，地表水的滲入還使土體因荷載形成的拉張裂縫泥化、上下貫通，土體黏聚力減低，從而引發(fā)礦山滑坡。

3.2 發(fā)展趨勢

據(jù)現(xiàn)場勘查，滑坡目前仍處不穩(wěn)定狀態(tài)，依據(jù)如下：（1）滑坡地段地勢陡峻，坡體坡度＞20°，堆積體疏松，邊坡臨空面大，穩(wěn)定性差；

（2）滑坡周邊斜坡有拉張裂縫發(fā)展，并有零星土體垮落，斜坡坡腳有地下水滲出。

由此可見該處邊坡穩(wěn)定性差，若不進行防護，再次發(fā)生滑坡地質災害的可能性大。滑坡發(fā)展趨勢主要向頂部及周邊伸展，危及民宅和生命安全，危險性大。

4 治理工程設計參數(shù)

根據(jù)對該滑坡勘察所取得的地質資料及目前滑坡的滑動狀態(tài)，采用反演分析方法，選取典型的橫斷面反算滑面的力學參數(shù)，并將此反演值作為滑坡處理設計時的參數(shù)值。地下水是誘發(fā)滑坡的因素之一，在滑坡穩(wěn)定性分析中，均考慮了地下水的揚應力。具體工程設計參數(shù)見下表。

表4 邊坡設計巖土參數(shù)表

5 應急治理工程部署

根據(jù)滑坡體特征及場地實際情況，建議采用：清除滑坡體+坡腳擋土墻+截、排水溝+綠化的應急治理方案。

（1）對滑坡體及滑坡體后緣上方進行削坡，修整后坡度為1:2，方量為967m3；

（2）削坡后，在坡腳修砌長27m、頂寬1m、底寬1.875m、墻高2.5m、基礎深1.5m的片石擋土墻，對上方陡坎護坡；擋土墻采用MU30毛石和M7.5水泥砂漿砌筑，外墻用M10水泥砂漿勾縫，墻頂用1:3水泥砂漿抹面，墻體布設兩排泄水孔，上下錯開，采用Φ80PVC管作泄水管，外傾3%。

（3）在對滑坡體進行削坡后，對斜面進行綠化，種植紫穗槐。

（4）為避免滑坡后緣的地表匯水入滲、軟化土體，設計在滑坡后緣周界以外5m位置處設J1環(huán)形截水溝；在坡體前緣擋土墻下修筑P1排水溝；在滑坡體南側木屋前修建P2排水溝，排入道路邊溝。

6 結論及建議

（1）建議區(qū)內紅層滑坡易發(fā)地區(qū)以降雨預警為主，后期治理工程以應急治理為主，及時減災防災，確保當?shù)氐V山工程工作順利進行。

（2）應急治理工作應避開雨季施工，安排專人對滑坡體進行監(jiān)測，雨季加密；發(fā)現(xiàn)問題坡體裂縫突變等應立即上報，停止施工，通知災害點人員快速撒離。

（3）該滑坡地質災害嚴重影響了當?shù)毓I(yè)生產的正常進行，生產區(qū)域內災害小，但是因經濟能力有限，嚴重影響礦山工程生產的脫貧致富建設。建議對本次地質災害進行應急治理，投入急需的資金，利用當?shù)匕傩盏娜肆Y源，最大限度降低地質災害對當?shù)氐V山工程施工的危害，同時也體現(xiàn)了“以人為本”和“構建和諧社會”的核心內容，社會效益巨大。