龍山鎮(zhèn)金福酒店崩塌成因機(jī)制及防治對策

朱平

廣東省核工業(yè)地質(zhì)調(diào)查院 廣東 廣州 510800

金福酒店崩塌位于廣東省佛岡縣龍山鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府北側(cè)山坡（G106國道旁），始發(fā)于2013年5月，崩塌體主要由覆蓋土層、強(qiáng)風(fēng)化巖塊及樹木組成，堆積于坡面及坡腳，損毀部分坡腳樓房墻體；2018年6月，坡體上部再次發(fā)生小型崩塌，崩塌體堆于坡面較緩地帶。目前坡體髙陡，局部發(fā)生剝、墜落現(xiàn)象，仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)，嚴(yán)重威脅坡腳100余人的生命財(cái)產(chǎn)安全。本文通過地表調(diào)查、勘探、測試、實(shí)驗(yàn)等勘查手段對災(zāi)害邊坡進(jìn)行研究，進(jìn)而分析該崩塌的成因機(jī)理，為地質(zhì)災(zāi)害治理方案設(shè)計(jì)提供依據(jù)[1]。

1. 研究區(qū)工程地質(zhì)概括

1.1 地形地貌

佛岡縣按地貌成因類型可分為構(gòu)造侵蝕、構(gòu)造剝蝕、侵蝕堆積三種類型。研究區(qū)屬構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，地勢較平緩，切割較淺，水系呈樹枝狀，河谷多呈“u”型，坡殘積層較發(fā)育，地層以三疊系砂巖、頁巖和花崗巖為主。崩塌所在斜坡山體形狀渾圓，山頂標(biāo)高約85m，坡腳平坦地帶標(biāo)高約32m，相對高差為53m。斜坡坡面植被發(fā)育，種植有松樹、桉樹。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

佛岡縣位于著名的佛岡花崗巖體腹地，地處南嶺緯向構(gòu)造帶之次級構(gòu)造——佛岡—豐順斷裂構(gòu)造帶，構(gòu)造線方向近東西向，地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜。佛岡縣斷裂構(gòu)造發(fā)育，大的斷層頗多，主要呈東西向，其次有北東向和北西向等。根據(jù)區(qū)域地質(zhì)資料及周邊實(shí)地調(diào)查結(jié)果，研究區(qū)內(nèi)未發(fā)現(xiàn)有地質(zhì)構(gòu)造帶。研究區(qū)地震烈度區(qū)劃屬Ⅵ度區(qū)，其地震峰值加速度值為0.05g，特征周期值為0.35s，區(qū)域地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定區(qū)。

1.3 地層巖性

研究區(qū)出露的地層由老到新有：三疊系紅衛(wèi)坑組（T3hw）及第四系（Q），周邊見晚侏羅世花崗巖（J3ηγ）出露。

三疊系主要出露于斜坡中下部，厚度22.5～29.8m，為碎屑巖，裂隙發(fā)育，巖性由砂巖頁巖互層、砂質(zhì)頁巖夾少量含礫砂巖、粗粒砂巖、炭質(zhì)頁巖組成，其中砂質(zhì)頁巖夾煤線、煤層，砂狀結(jié)構(gòu)，薄層狀構(gòu)造。砂巖主要礦物以石英為主，碎屑結(jié)構(gòu)，層狀構(gòu)造。砂質(zhì)頁巖呈紫褐、深灰色，巖層產(chǎn)狀傾向?yàn)?30°，傾角70°，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈碎塊狀，短柱狀，根據(jù)鉆孔揭露夾煤層，煤層風(fēng)化強(qiáng)烈，無金屬光澤，遇水易軟化，厚度約3～13m，底部含有較多煤矸石，主要成分為粗砂巖。

第四系為全新統(tǒng)大灣鎮(zhèn)組坡積土，廣泛分布于研究區(qū)山坡表層，厚度0～3m左右，巖性為粉質(zhì)粘土，黃褐色、灰褐色，無搖震反應(yīng)，稍有光澤，干強(qiáng)度中等，韌性中等，可塑-硬塑性。

1.4 水文地質(zhì)條件

地下水主要靠降雨和地表滯水滲入補(bǔ)給，研究區(qū)雨量充沛，可以為地下水的補(bǔ)給提供豐富來源，地表巖層（石）風(fēng)化強(qiáng)烈，巖層（石）破碎，植被覆蓋率＞65%，降雨滲入補(bǔ)給條件和儲水條件好，巖石節(jié)理、裂隙的發(fā)育有利于大氣降雨和地表滯水垂直滲入補(bǔ)給；枯水季節(jié)地表水是地下水主要補(bǔ)給來源，地下水的補(bǔ)給途徑較多。

1.5 人類工程活動

研究區(qū)的人類工程活動主要有削坡建房、公路來往行人及車輛。坡腳處由于修建房屋使坡體下部開挖成陡峭人工邊坡，后修建高約5m加筋混凝土擋墻。據(jù)坡腳直線距離約35m為G106國道，來往車輛頻繁。

2. 崩塌變形特征

崩塌位于龍山鎮(zhèn)鎮(zhèn)政府北側(cè)山坡（G106國道旁），坡后地勢較緩，種植有大片松樹，蕨類植被茂密，埋有光纜和電纜，表層風(fēng)化坡殘積土厚度較小，約1～3m，見強(qiáng)風(fēng)化粉砂巖碎石塊，于削坡邊緣，見裂縫；坡面上部坡度較陡，約70°，局部呈直立陡崖，呈裸露狀態(tài)；中下部坡度較緩，約40°，植被茂密，主要為松樹及灌木雜草，局部見有沖刷溝；下部修筑高約5m加筋混凝土；坡腳為商鋪及公寓住宿樓，人員較多。

研究區(qū)崩塌始發(fā)于2013年5月，崩塌體主要由覆蓋土層、強(qiáng)風(fēng)化巖塊及樹木組成，堆積于坡面及坡腳，損毀部分坡腳樓房墻體，現(xiàn)已修復(fù)。2018年6月，坡體上部再次發(fā)生小型崩塌，崩塌體堆于坡面，目前坡體髙陡，局部發(fā)生剝、墜落現(xiàn)象，仍處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

3. 崩塌影響因素及成因機(jī)制分析

3.1 影響因素

3.1.1 內(nèi)在因素

（1）地形地貌：地形地貌上看，崩塌常發(fā)生于山勢較陡的坡面。該處邊坡因坡腳開挖形成了坡向320°，平均坡度為60～80°的人工邊坡，較大的改變了原始地貌，為崩塌災(zāi)害的發(fā)生創(chuàng)造了有利的空間地形條件。

（2）工程地質(zhì)巖組：崩塌堆積體主要由上覆粉質(zhì)粘土和砂巖、頁巖碎石塊組成。。邊坡由于工程開挖及上部剝落土體使其上覆壓力減少，導(dǎo)致裂隙張開，使之成為水流通道，又因巖層呈陡傾狀且為多級夾層，使地表水更易沿軟弱結(jié)構(gòu)面滲入巖體，使頁巖能充分吸水膨脹，導(dǎo)致巖石強(qiáng)度大大降低[2]。

3.1.2 外在因素

（1）降雨因素分析：降雨為研究邊坡崩塌災(zāi)害發(fā)生的主要誘發(fā)因素之一。佛岡縣年平均降水量為2137.8mm，雨量多集中于4—8月，降雨量達(dá)1529.1mm，占全年的71.53%。由于山頂為匯水地貌，在汛期，坡頂匯集雨水由較凹位置順坡下流或者通過裂隙及軟弱夾層向下滲流，在坡頂局部形成暫態(tài)飽和區(qū)，導(dǎo)致軟弱夾層力學(xué)性質(zhì)降低、巖土體容重增大，邊坡巖體節(jié)理裂縫不斷擴(kuò)張，最終導(dǎo)致邊坡穩(wěn)定系數(shù)降低，造成邊坡沿深層軟弱層面整體垮塌，最終導(dǎo)致災(zāi)變[3、4]。

（2）人類工程活動：人類工程活動主要表現(xiàn)在原斜坡體坡腳無序開挖，開挖后坡面長期裸露，遭受風(fēng)化和雨水沖刷，使邊坡坡度增大，破壞原斜坡體應(yīng)力平衡，產(chǎn)生應(yīng)力重分布，坡腳剪應(yīng)力增大，坡頂產(chǎn)生張拉應(yīng)力，可能會形成張拉裂隙，對崩塌災(zāi)害的發(fā)生具有促發(fā)作用。另外，道路行車荷載及其他工程建設(shè)活動的震動影響，也會使邊坡破碎巖體在重力的作用下發(fā)生崩落。

3.2 成因機(jī)制分析

根據(jù)崩塌體所在的地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、大氣降雨及裂隙的發(fā)育特征綜合分析，金福酒店崩塌體為滑動型順向巖層崩塌，崩塌體主要為土巖混合體，下部頁巖、砂質(zhì)頁巖破碎危巖體在重力、降雨等外部因素的作用下，使巖土體向坡外滑動，當(dāng)下滑力大于滑面上的抗滑力時(shí)，巖土體即沿滑傾坡外的結(jié)構(gòu)面滑向坡外形成崩塌[5]。

4. 防治建議

4.1 應(yīng)急方案

（1）對坡體破碎、裸露巖體體進(jìn)行修整或清理，坡頂設(shè)置排水溝減少雨水對坡面的沖刷導(dǎo)致巖塊掉落，及時(shí)消除安全隱患，防止次生災(zāi)害的發(fā)生。

（2）在未采取有效治理措施前，應(yīng)制定完善的針對邊坡的監(jiān)測方案和應(yīng)急撤離預(yù)案，加強(qiáng)監(jiān)測與巡查，做好預(yù)警工作，特別是暴雨及連續(xù)降雨期間，應(yīng)加大監(jiān)測力度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)啟動應(yīng)急預(yù)案組織群眾撤離并立即通知上級主管部門。

（3）加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)知識宣傳教育，提高民眾對地質(zhì)災(zāi)害防災(zāi)減災(zāi)意識和技能。

4.2 工程措施

根據(jù)該崩塌隱患區(qū)域的地質(zhì)環(huán)境條件、邊坡坡體高度、寬度及坡下建筑物、周邊環(huán)境狀況，該災(zāi)害點(diǎn)治理措施建議為以下方案：

主動防護(hù)鋼筋網(wǎng)+錨索格構(gòu)梁+掛網(wǎng)噴混+排水溝+監(jiān)測

削方：主要清除削坡頂部處于臨空狀態(tài)的坡殘積層及坡面破碎巖體，防止發(fā)生土體塌方危及下方人員與財(cái)產(chǎn)安全。

主動防護(hù)鋼筋網(wǎng)：在削方上邊界線頂部較陡的巖質(zhì)邊坡區(qū)域，用錨桿加主動防護(hù)鋼筋網(wǎng)的方式進(jìn)行防護(hù)，防治巖石塊體松弛脫落。坡面錨桿縱橫采用2m×2m正方形布置，為最大限度的減少對坡面植被的毀壞，鋼筋網(wǎng)片采用在坡面人工焊接組裝的方式進(jìn)行，其中與錨桿直接相連的鋼筋采用直徑14mm的熱軋光圓鋼筋，加密筋采用直徑為12mm的熱軋光圓鋼筋，加密筋縱橫間距為25cm，局部可視坡面植被情況作適當(dāng)調(diào)整，但應(yīng)介于25cm～50cm之間。

錨索：錨索采用3×7Φs15.2，預(yù)應(yīng)力設(shè)置300kN長度經(jīng)穩(wěn)定性驗(yàn)算確定，縱橫間距2m×2m，設(shè)置于縱橫格梁交匯處。格構(gòu)梁：格梁橫截面尺寸取0.25×0.3m，按照2×2m布置，水平方向在邊坡中間位置設(shè)置伸縮縫，要求先抽槽后施工格梁，保證格梁與坡面緊密接觸，從而發(fā)揮對坡體位移的束縛作用。

掛網(wǎng)噴混：削方基巖裸露部位用掛網(wǎng)噴混的方式進(jìn)行坡面治理，防止雨水侵蝕導(dǎo)致坡面巖塊風(fēng)化脫落。

坡腳排水溝：為防止雨水大量滲入坡面，應(yīng)在坡頂設(shè)置寬約0.4m深0.5m的排水溝，溝頂用方形帶孔預(yù)制鋼筋混凝土井蓋覆蓋。

5. 結(jié)論及建議

（1）從本崩塌形態(tài)、成因分析可知，地形地貌、地層巖性及構(gòu)造是其產(chǎn)生的內(nèi)部條件，降雨是其發(fā)生的重要條件，人類工程活動是本崩塌災(zāi)害的誘發(fā)條件。（2）在未采取有效治理措施前，加強(qiáng)監(jiān)測與巡查，做好預(yù)警工作，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)啟動應(yīng)急預(yù)案組織群眾撤離并立即通知上級主管部門。（3）在未采取有效治理措施前，應(yīng)制定完善的監(jiān)測方案和應(yīng)急撤離預(yù)案，加強(qiáng)監(jiān)測與巡查，做好預(yù)警工作，特別是暴雨及連續(xù)降雨期間，應(yīng)加大監(jiān)測力度，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時(shí)啟動應(yīng)急預(yù)案組織群眾撤離并立即通知上級主管部門。（4）制定本崩塌災(zāi)害治理方案為：削坡減載+主動防護(hù)鋼筋網(wǎng)+錨索格構(gòu)梁+掛網(wǎng)噴混+排水溝+監(jiān)測。