孔山礦廢棄區的地質災害分析及防治措施

李繼濤

江蘇省園藝博覽會博覽園是在生態修復、城市修補、文化傳承及生態文明、美麗中國、文化自信的政策背景和國家加快發展健身休閑產業及結合鄉村振興戰略的全域旅游政策推廣的時代背景下，以湯山國家級旅游度假區為依托、以產業升級和生態修復為契機打造集園藝園林、會議會展、休閑康養為一體的國際生態休閑旅游目的地、國家級城市雙修示范區的江蘇錦繡慧谷。

原孔山礦廢棄宕口區內規劃建設未來花園，邊坡為以前采礦宕口，邊坡坡體主要為中風化石灰巖及砂巖，巖石裂隙發育，坡體表面巖體破碎，偶有落石等，在目前狀況下，邊坡整體處于穩定狀態，但坡面存在危巖及潛在崩塌體，若不及時治理任其繼續發展，變形和位移將會加劇，一旦出現暴雨、長降雨及其它災害因素，邊坡變形可能進一步加劇，為消除地質災害，保障人民群眾的生命財產安全及推進園博園項目的順利實施，對治理區宕口滑坡、崩塌進行防治。

1 項目概況

項目區孔山礦廢棄宕口及周邊山體（見圖1），滑坡及崩塌隱患主要位于露采宕口邊坡范圍，主要分為南側邊坡和北側邊坡，巖體產生整體滑動的可能性小，在宕口各邊坡的上部表層巖體節理裂隙發育，部分呈破碎狀，上部破碎巖體在震動或降雨的作用下，可能產生局部塌落掉塊現象。滑坡體分布在孔山南側已開挖宕口邊坡坡頂原始山體區，為開山采石切坡引起的牽引式淺層滑坡，滑坡整個呈上小下大的塔式分布，滑坡體表面可見多處滑坡后緣陡坎及滑坡臺坎，滑坡已發生多年，自然工況下目前處于穩定狀態，遇暴雨等極端工況可能繼續滑動。

圖1 項目區航拍圖

2 崩塌地質災害體特征

崩塌及崩塌隱患主要位于露采宕口邊坡區，總面積約173890m2，南側邊坡高度較高，一般50m ～100m，最高處約130m，可見6 級臺階，各級平臺標高及平臺寬度分別為+95m、10m ～18m；+110m、8m ～18m；+140m、6m ～10m；+155m、4m ～8m；+170m、6m ～10m；+185m、4m ～6m，南側邊坡坡頂標高約200m；宕口底部由兩級平臺組成，其中最低處一級宕底標高為70m ～75m，二級宕底標高為80 ～85m。

崩塌災害發育區出露和下伏的基巖主要為下二疊統棲霞組（P1q）、下石炭統（C1）、上石炭統黃龍組（C2h）、上石炭—下二疊統船山組（C2P1c）灰巖，灰白色，塊狀結構，層狀構造，巖體較完整，節理裂隙較發育，表層存在風化現象，測得巖層產狀為330°∠75°、340°∠85°、330°∠85°。出露灰巖堅硬、抗壓強度大，裂隙層理發育，節理產狀210°∠80°、105°∠85°，在地下溶蝕作用下巖溶較發育，形成溶洞、溶溝等。

宕口邊坡上部巖體表面風化裂隙發育，完整性遭到破壞，結構體形狀呈碎裂狀。中等風化巖體中的結構體由節理裂隙切割而成，結構體形狀為塊狀，局部存在被節理裂隙切割成碎石狀的結構體。微風化巖體中節理發育較少，間距一般在1.0m 以上，且結構面結合程度好，結構體多呈整體狀；僅地表或局部裂隙相對發育，結構體呈塊狀或碎塊狀。

根據巖層產狀及其與坡面的相互關系，宕口南側邊坡均存在順向坡，但巖層之間為鈣質膠結，層面結合程度好，局部一般，產生整體滑動的可能性小；而在各級宕口邊坡的上部表層巖體節理裂隙發育，部分呈破碎狀，預測可能產生的破壞模式為上部破碎巖體在震動或降雨的作用下，產生局部塌落掉塊現象。另外在南側邊坡東段二級臺階存在崩塌災害點，可能出現傾倒式崩塌災害；在北側邊坡坡頂存在拉裂縫，可能出現滑移式崩塌災害。

3 崩塌穩定性分析與評價

宕口北側邊坡為反向坡，東側和西側均為斜交坡，整體穩定性均為穩定，僅南側坡存在順層坡，根據現場調查測量節理產狀，通過赤平投影計算南側邊坡整體處于穩定狀態，但南側坡面與地層傾向一致且由于機械開挖導致坡頂坡面存在不穩定松散浮石，可能產生危巖滾落現象，在雨水沖刷、入滲等作用下將進一步增加崩塌災害的可能。

根據巖層產狀及其與坡面的相互關系，宕口南側邊坡均存在順向坡，但巖層之間為鈣質膠結，層面結合程度好，局部一般，產生整體滑動的可能性??；而在各級宕口邊坡的上部表層巖體節理裂隙發育，部分呈破碎狀，預測可能產生的破壞模式為上部破碎巖體在震動或降雨的作用下，產生局部塌落掉塊現象。另外在南側邊坡東段二級臺階存在崩塌災害點，可能出現傾倒式崩塌災害；在北側邊坡坡頂存在拉裂縫，容易出現滑移式崩塌災害。

4 滑坡地質災害總體特征

4.1 滑坡分布形態

防治區滑坡體為開山采石切坡引起的牽引式淺層滑坡，滑坡整個呈上小下大的塔式分布，滑坡體表面可見多處滑坡后緣陡坎及滑坡臺坎，總滑坡體積約87280m3，為小型滑坡。

滑坡中區位于山體凹溝處，后緣標高約300m ～332m，最高處332m 接近山頂標高342.5m，主滑方向345°，該區滑移帶最長約280m，剪出口標高約192m ～198m，位于宕口邊坡坡頂覆蓋層與灰巖交界面，滑動面平均深度約0.8m，位于覆蓋層殘積土與強風化基巖交界面，為折線形滑動。山體表面零星分布裸露基巖，基巖出露處坡體穩定，滑動土體一部分遇穩定基巖受阻，一部分繞過穩定基巖從兩側繼續下滑，最終下滑土體堆積在宕口邊坡平臺形成約100m 滑覆帶。

滑坡西區后緣標高約280m ～287m，該滑坡后緣位于山體裸露基巖面東西兩側，裸露基巖為砂巖產狀為330°∠85°，與地層產狀一致，最大高差約15m，現場調查并結合區域地質資料判斷該基巖面為傾向坡腳的斷層，斷層順走向延伸較遠、產狀穩定，為穩定狀態。基巖下方存在一個長約60m，最大寬度約30m 的大平臺，平臺植被茂盛。該基巖西南坡出露大量裸露基巖，產狀與該基巖面一致。西區滑坡體受地形地勢影響，除滑坡后緣外形成5 級滑坡臺坎，主滑方向315°～345°，該區滑移帶最長約200m，剪出口標高約167m ～200m，位于宕口邊坡坡頂覆蓋層與灰巖交界面，滑動面平均深度約0.8m，位于覆蓋層殘積土與強風化基巖交界面，為折線形滑動，在滑坡體西側側緣壁可見縱向裂縫。

滑坡東區后緣標高約235m ～250m，后緣壁為強風化砂巖，表面覆蓋層已全部下滑，主滑方向約350°，該區滑移帶最長約110m，剪出口標高約198m ～200m，位于宕口邊坡坡頂覆蓋層與灰巖交界面，滑動面平均深度約0.8m，位于覆蓋層殘積土與強風化基巖交界面，為折線形滑動。該區滑坡東側側緣壁跡象不明顯，整個滑坡體植被茂盛，在東側靠近剪出口處存在一處小型凹溝，滑坡土體在水流作用下向該處堆積，但由于采礦期間已修砌擋墻，未見明顯滑覆帶特征，其他剪出口下滑土體主要堆積在+155m 和+170m 平臺。

4.2 滑坡巖土特征

滑體：根據野外鉆探揭露，滑坡體巖土層結構比較簡單，滑坡的滑體主要為殘坡積粉質粘土。整個滑體平均厚約0.8m，根據勘察情況推測，滑動面位于覆蓋層與基巖交界面，總體呈折線型滑動。

滑帶：從鉆孔和探槽揭露情況來看，滑坡區覆蓋層厚度普遍較薄，滑帶主要位于殘坡積粉質粘土內。殘坡積土垂直節理發育，且內含植物根莖，透水性較強，結構不均勻，暴雨天氣水體沿土層下滲，至粉質粘土層底面與巖層頂面滯留，降低滑帶土的強度參數，進而在巖土交界面處形成軟弱滑動面。

滑床：滑床主要由強-中風化砂巖和強-中風化灰巖組成，滑坡體上部原始山體區滑床主要為強-中風化砂巖，滑坡體下部靠近開挖宕口邊坡滑床主要為強-中風化灰巖。

4.3 滑坡成因分析

滑坡是由內因及外因相互影響所構成，覆蓋層殘坡積粉質粘土層是該滑坡產生的內因，強降雨是滑坡發生的外因及誘發因素，降水對滑坡起控制作用。

地形地貌：滑坡點位于廢棄宕口坡頂原始山體內，山體植被茂盛，山體整體坡度約35°，治理區內地形高差較大，沿山體走勢在治理區內存在一處大型凹溝，加之山體下方已開挖，覆蓋層土體在降雨作用下逐漸向凹溝匯集，具備發生滑坡的地貌條件。

工程地質條件：滑帶土為殘坡積粉質粘土，植物根系發育，土體較松散，局部夾少量分化巖塊，在降雨條件下，雨水下滲至基巖頂面，滲透性差，雨水在粉質粘土層底與基巖層頂滯留，形成滑面；滑體土吸水增重，坡體下滑力增大，且土體遇水軟化，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。

降雨誘發因素：區內滑坡地質災害發生年代久遠，推測發生于6 月份～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。加之殘坡積層土結構較松散，易于水體下滲，在雨水作用下巖土層界面土體被浸泡軟化，內聚力降低，自重增加，誘發滑坡災害發生。

人類活動的影響：早期采礦工程活動對山體進行切坡活動，使得坡頂剪出口位置土體臨空，為坡頂土體下滑創造了條件。在降雨作用下，巖土交界面土體長期浸泡，抗剪強度下降導致坡頂處覆蓋層土體先下滑掉落，牽引后方土體隨之下滑，逐漸形成臺階式滑坡臺坎，最終形成典型的牽引式滑坡。

4.4 滑坡穩定性分析

根據滑坡體各滑坡分區的反演參數，分別對滑坡及其周邊邊坡的現狀及暴雨工況條件的穩定性進行分析計算。計算結果如表1 滑坡及周邊邊坡穩定性分析所示。宕口裸露邊坡根據現有臺階及分級邊坡情況，取典型剖面進行分級邊坡及整體穩定性分析，如表2 所示。

表1 滑坡及周邊邊坡穩定性分析

表2 宕口各邊坡穩定性分析

注：（1）工況Ⅰ—自重；（2）工況Ⅱ—自重+暴雨。

結果表明，在現狀無降雨條件的情況下，計算8-8′、9-9′、15-15′、16-16′剖面為穩定狀態，10-10′、 11-11′、12-12′、13-13′、14-14′剖面為欠穩定狀態；在有降雨的條件下，8-8′、9-9′、15-15′、16-16′剖面為穩定狀態，10-10′、11-11′、12-12′、13-13′、14-14′剖面計算的安全系數均為不穩定狀態。計算結果表明滑坡外西側和東側邊坡穩定；滑坡東區、中區和西區滑坡體所在邊坡處于臨界失穩狀態，在極端工況條件下易再次發生滑坡災害。

結果表明，除14-14′剖面北側局部坡段由于坡頂已存在裂縫，自然工況下為基本穩定狀態，暴雨工況下為欠穩定狀態，其他各級邊坡及整體穩定性均為穩定狀態。

從滑坡點的力學性質看，滑坡屬于牽引式滑坡，剪出口為坡頂覆蓋層與基巖交界面。由于覆蓋層殘坡積土土質不均勻，透水性較強，前期已發生過土體下滑，目前僅滑坡東區剪出口已修筑擋土墻，其他區滑坡剪出口均呈臨空狀態，如再遇大到暴雨，水體來不及排泄，沿松散土層下滲至基巖面滯留，軟化土體導致殘坡積土工程力學性質下降，可能繼續滑動。但滑坡體兩側坡體表面基巖均已出露，向兩側繼續擴展的可能性不大，滑坡后緣及部分滑坡臺坎位置也已出露基巖，繼續向后緣擴展的可能行不大，可能發生的滑坡趨勢主要為滑坡體中下部，由于土體堆積可能沿原滑動面繼續滑動。

5 邊坡滑坡、崩塌治理方案

根據宕口邊坡不同分區情況進行分區治理設計，主要在現有坡面形態基礎上采取人工清理坡面浮石、嵌補危巖、局部采用主動防護網和噴錨支護措施，對滑坡區域采用鋼筋砼擋墻進行抗滑處理，具體支護型式如下：

（1）人工清理坡面浮石、坡頂松動巖石及坡頂1m 范圍內松散土體。

（2）對清坡后仍存在的坡面裂隙進行灌漿回填。

從社會心理語言學角度看，當代大學生的流行語也迎合著年輕人喜好幽默的審美心理。目前，我國文化以大眾為主體，大眾文化趨向于能體現世俗人群幽默、調侃的文化特性。而當代大學生流行語最基本的功能就是能夠通過某個特定的個體來表達出夸張幽默的審美心理。這些流行語的使用使得大學生更加風趣幽默，更容易建立良好的交際關系。

（3）對東側原有塊石擋墻下空洞區域進行混凝土植筋嵌補支撐。

（4）坡頂設置撇洪溝，在距離坡底線0.5m位置處設置排水溝。

（5）局部邊坡破碎區采用巖石噴錨支護處理，部分采用主動防護網治理。

（6）坡頂設置懸臂式鋼筋砼擋墻，東側滑坡中區在140m ～155m 位置設置扶壁式鋼筋砼擋墻。

6 邊坡監測

防治治理中應加強對坡頂變形及錨桿內力方面的監測，確保施工及坡體的安全，完工后應繼續做好變形監測工作。

6.1 監測內容

（1）坡頂及坡頂平臺處設置變形監測點：沿邊坡頂部每隔30m 布設一個變形監測點，主要監測水平位移和垂直位移。

（2）錨桿內力監測：錨桿的應力監測不宜少于其總數的3%，且不應少于3 根。

6.2 監測要求

（1）變形監測點應在布設初始建立初讀值，變形觀測應在治理前開始實施，觀測頻率根據治理的進度及監測的情況確定。

（2）變形監測的技術要求應符合有關變形測量的規定，觀測精度應滿足不低于二等精度要求。

（3）監測數據應包括：觀測基準點和觀測點的位置、編號、觀測日期、本次觀測值和累積觀測值；觀測數據應編制成表或繪成曲線。

6.3 監測頻率及時間

（1）治理期間監測：施工安全監測宜采用連續自動定時監測方式進行監測。如果滑坡穩定性好，且工程擾動小，可采用8h ～24h 監測一次的方式進行。

（2）竣工后監測：防治效果監測時間長度不應小于一個水文年，按竣工后監測兩年考慮。竣工后第1 個月～3 個月，每2天監測一次；第4 個月～12 個月，每周監測一次；第12 個月～24個月，每兩周監測一次。在外界擾動較大時，如暴雨期間，應加密觀測次數。

6.4 監測的控制要求

（1）治理期間坡頂水平位移速率≤1mm/d；位移總量≤1.0%坡高。

（2）錨桿內力監測報警值為90%設計強度值。

地質災害防治是一個動態化的過程，采用信息化施工，及時反饋監測結果，同時治理過程中的各種情況要及時匯總并向相關單位人員反映，以便提出相應的應急技術措施。

7 結論

（1）項目根據前期勘查報告結合現場調查及數據分析，確認了采石宕口存在崩塌、滑坡地質災害。

（2）提出采用局部削坡、錨桿、噴錨支護、主動防護網、截排水等治理措施，對采石宕口存在的崩塌、滑坡進行治理，消除存在的地質災害隱患。

（3）建立較為全面的監測網，提出治理中及完工后的監測措施，實現信息的實時更新，做到地質災害的可防可控，在實際地質災害防治工作中有借鑒意義。