地質(zhì)災害基本特征及防治方案

宋 亮

黨的十八大以來，在習近平新時代中國特色社會主義思想指引下，在自然資源部（原國土資源部）等有關部門和各地黨委、政府的強有力領導下，通過方方面面尤其是廣大一線人員的共同努力，我國地質(zhì)災害防治工作取得了巨大進步，能力和水平明顯提升，成效十分顯著。我國災害類型豐富，災情險峻、分散規(guī)模廣。最近幾年開始，由于我國社會經(jīng)濟呈現(xiàn)出了迅猛發(fā)展狀態(tài)，越來越多資源開發(fā)與工程建設活動紛紛涌現(xiàn)出來，這也為我國已經(jīng)非常脆弱不堪的地質(zhì)環(huán)境施加了更大的負擔，因而使得地質(zhì)災害的發(fā)生概率及規(guī)模都保持著不斷增長的狀態(tài)。因此，加強地質(zhì)災害基本特征分析及防治措施研究，具有重要意義。

1 地質(zhì)災害基本概述

隨著人類工程范圍的不斷擴大，地質(zhì)災害對自然環(huán)境產(chǎn)生的影響也不斷增加。近幾年，國內(nèi)外相關專家學者對地質(zhì)災害的發(fā)展機理進行深入研究，相關施工單位積累了豐富的地質(zhì)災害治理經(jīng)驗。

據(jù)有關報告統(tǒng)計顯示，我國比較頻發(fā)的地質(zhì)災害有泥石流、山體滑坡等，特別是西北、西南等區(qū)域每年都頻頻高發(fā)。不管是何類地質(zhì)災害，均會在社會經(jīng)濟的持續(xù)增長與進步中而持續(xù)加劇。

1.1 區(qū)域性

我國幅員遼闊，不同的地區(qū)因地勢存在差異，會產(chǎn)生不同類型的地質(zhì)災害。如山地區(qū)域容易發(fā)生山體滑坡，大陸板塊之間容易產(chǎn)生地震。施工單位要根據(jù)該區(qū)域的地質(zhì)特點，制訂精準的施工方案，規(guī)避地質(zhì)災害及施工行為可能引起的一系列問題。

1.2 突發(fā)性

人們能夠通過科學技術對一些類型的地質(zhì)災害進行提前預測和防范，但很多地質(zhì)災害具有突發(fā)性的特點，往往在人們沒有準備的前提下突然發(fā)生，會對人們的經(jīng)濟生活帶來嚴重的影響。

1.3 假定性

相關專家學者通常利用一系列的技術手段可以假定地質(zhì)災害，并提前制訂相應的施工方案，規(guī)避地質(zhì)災害給建筑物帶來的影響。地質(zhì)災害的假定性能夠給施工單位管理人員提供治理與控制的參考依據(jù)，提前做好應急防范措施。

1.4 隱蔽性

地質(zhì)災害的發(fā)生，表象是巖土體失穩(wěn)，實質(zhì)是巖土體的地質(zhì)結(jié)構(gòu)受到嚴重破壞。現(xiàn)象在地表，根子在地下。地下情況的隱伏性決定了地質(zhì)災害的隱蔽性，由于難以發(fā)現(xiàn)和準確把握，因而也就難以預防，時有意外發(fā)生。這是地質(zhì)災害與安全生產(chǎn)管理最本質(zhì)的區(qū)別。

2 工程概況

某地區(qū)滑坡地質(zhì)災害隱患點，嚴重威脅到該校學生、教職員工、附近居民共計292人的生命及1棟教學樓、3戶居民房的財產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟損失達2000萬元以上。

為盡快消除這一地質(zhì)災害隱患，受衡陽縣國土資源局委托，按湘國土資辦發(fā)〔2014〕26號《關于編制2013年度中央財政切塊資金地質(zhì)災害勘查和治理項目設計（方案）及預算的通知》及湘地環(huán)項目辦函〔2014〕1號《關于做好2013年度中央財政地質(zhì)災害防治項目有關報告編制工作的通知》要求，湖南省城鄉(xiāng)建設勘測院（以下簡稱我院）承擔了衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害防治工程的詳細勘查工作。

據(jù)調(diào)查統(tǒng)計，該地質(zhì)災害隱患點嚴重威脅到當?shù)匕▽W生、教職員工、居民在內(nèi)的292人的生命財產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟損失2000萬元以上，按《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006），危害對象等級為三級，屬中型地質(zhì)災害。

本文主要對此次勘察結(jié)果展開分析，為下一步實施治理工程提供依據(jù)。其具體任務為：

（1）在充分搜集區(qū)內(nèi)地質(zhì)、水文地質(zhì)、工程地質(zhì)、氣象、地震及人類工程活動等資料的基礎上，結(jié)合勘查結(jié)果分析闡明滑坡形成的環(huán)境地質(zhì)條件。

（2）查明滑坡區(qū)的地形、地貌、地層結(jié)構(gòu)及巖性特征，并提供各巖土層的物理力學指標。

（3）查明滑坡體的分布范圍、形態(tài)、規(guī)模、類型，并對其危險性和危害性作出評價。

（4）重點查明滑坡體厚度、滑帶、滑床的埋藏深度和分布特征、提供滑帶土的物理力學指標。

（5）在綜合分析滑坡形成條件、產(chǎn)生機理及運動模式的基礎上，對滑坡穩(wěn)定性進行評價，并提出經(jīng)濟合理的滑坡防治工程方案建議。

3 地質(zhì)災害基本特征及危害對象

3.1 基本特征

3.1.1 滑坡形態(tài)特征

該滑坡體冠標高174.50m，趾標高148.18m，相對高差26.32m。平面形態(tài)呈半圓狀，空間形態(tài)為圈椅形，剖面為折線形。滑坡前緣橫寬約74m，縱長約40m，平均厚度約1.20m，面積約0.18×104m2，體積約0.22×104m3，滑坡坡度約40°，局部傾陡，滑坡體主滑方向73°。滑體為第四系殘坡積物，控滑結(jié)構(gòu)面為殘坡積土體與基巖接觸面，為小型淺層牽引式土質(zhì)滑坡。

3.1.2 滑坡物質(zhì)組成

滑坡體主要由第四系粉質(zhì)粘土組成，厚度0.80m～1.50m。粉質(zhì)粘土呈紅褐色，可塑～硬塑，土質(zhì)不均勻，含角礫、碎石，主要為強風化巖塊，角礫及碎石含量為30%～45%。

據(jù)勘探孔揭露，滑帶土層較薄，層厚約0.3m，其主要由含角礫及碎石的粉質(zhì)粘土組成，可塑～軟塑，物理力學性質(zhì)較差。

滑床為白堊系下統(tǒng)神皇山組泥質(zhì)砂巖，巖層產(chǎn)狀為255°∠40°，與坡向（73°）相反。

3.1.3 滑坡變形特征

2012年6月滑坡體初次出現(xiàn)滑動現(xiàn)象，2013年3月，由于長時間高強度降水，又發(fā)生多次險情，大量松散土方滑落至教學樓及居民房后方。雨季期間，強風化、中風化的泥質(zhì)粉砂巖人工邊坡常出現(xiàn)巖體掉塊現(xiàn)象。

自2012年6月以來，滑坡體后緣出現(xiàn)深度不一的拉張裂縫，裂縫方向一般垂直于主滑方向，長度約1.50m～3.00m，寬約0.10m～0.20m，深度約0.30m～0.50m。且近年滑坡裂縫有增加的趨勢，同時滑坡體前緣土體不斷向前推移，現(xiàn)滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。拉張性裂縫主要因為山坡土體松動向下蠕滑，導致后緣及中部出現(xiàn)張性開裂，如不及時處理這些裂縫會引導降水大量下滲致使滑坡進一步失穩(wěn)。滑坡裂縫具體統(tǒng)計見下表1。

表1 滑坡裂縫統(tǒng)計

3.2 邊坡工程安全等級及危害對象

該邊坡為巖質(zhì)邊坡，巖體類型為Ⅳ級，邊坡高度小于15m，破壞后果嚴重，根據(jù)《建筑邊坡工程技術規(guī)范》（GB50330-2013），可判定該邊坡工程安全等級為二級。

該滑坡地質(zhì)災害隱患點威脅對象主要為學校師生和當?shù)匕傩眨苯油{292人生命財產(chǎn)的安全。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006），其危害對象等級為三級，為中型地質(zhì)災害。

4 滑坡穩(wěn)定性計算與評價

4.1 計算模型

該滑坡體主要由第四系的松散堆積體組成，據(jù)勘探揭露，滑動面近似于折線形，按照《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218-2006）和《巖土工程勘察規(guī)范》（GB50021—2001）（2009年版）的有關規(guī)定，采用傳遞系數(shù)法（條分法）對滑坡進行穩(wěn)定性計算與分析。計算模型見下圖1，計算剖面簡圖見下圖2、圖3。

圖1 滑坡穩(wěn)定性計算模型（折線型滑動面）

圖2 1-1’計算剖面簡圖

圖3 2-2’計算剖面簡圖

4.2 荷載組合與計算工況選取

4.2.1 荷載組合

（1）自重及人行荷載。滑坡體無集中荷載，主要為滑體的自重。

（2）地下水作用力。在降雨狀態(tài)下，地表水的滲入，導致滑體重量增加，同時水對滑帶起軟化作用。但該滑坡體物質(zhì)為粉質(zhì)粘土，屬弱透水、賦水性差，屬毛細性充水，故計算時未考慮動、靜水壓力的影響。

（3）地震力。勘查區(qū)內(nèi)抗震設防烈度小于6度，地震動峰值加速度小于0.50g，本次穩(wěn)定性評價不考慮地震力的影響。

4.2.2 計算工況

根據(jù)勘查區(qū)內(nèi)具體情況，為全面分析各滑坡塊體在各種工況下的穩(wěn)定狀態(tài)，采用二種工況進行穩(wěn)定性計算與分析：

工況一：自重（天然狀態(tài)）。

工況二：自重+連續(xù)降雨或暴雨（飽和狀態(tài)）。

4.3 滑坡穩(wěn)定性評價

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T 0218—2006），斜坡穩(wěn)定狀態(tài)根據(jù)其穩(wěn)定系數(shù)確定，分為四級：不穩(wěn)定（F＜1.00）、欠穩(wěn)定（1.00≤F＜1.05）、基本穩(wěn)定（1.05≤F＜1.15）及穩(wěn)定（F≥1.15）。通過計算結(jié)果分析評價如下。

表2 滑坡體穩(wěn)定系數(shù)計算成果統(tǒng)計表

在工況一般情況下：即旱季或降雨量較小的條件下，沿1-1′、2-2′剖面K值為2.20、1.87，滑坡體整體處于穩(wěn)定狀態(tài)。

在工況二情況下：即暴雨或飽和條件下，沿1-1′、2-2′剖面K值為1.19、1.00，滑坡整體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

該計算結(jié)果符合近年來衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡不斷發(fā)生險情的現(xiàn)狀。滑坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，亟需采取相應治理措施保證滑坡的穩(wěn)定，保證人民的生命財產(chǎn)安全及正常的生產(chǎn)生活秩序。

5 地質(zhì)災害體發(fā)展趨勢分析

5.1 穩(wěn)定性綜合評價

根據(jù)現(xiàn)場勘查，目前坡體已經(jīng)發(fā)生過滑動，雖然采用了應急處理措施對裂縫進行了封堵，但前緣仍然存在高陡臨空面，若遇連續(xù)降水或強降水，坡體仍有進一步下滑的可能。

由穩(wěn)定性計算結(jié)果可知：天然狀態(tài)下，滑坡體處于暫時穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨或強降水狀態(tài)下，滑坡體處于不穩(wěn)定狀態(tài)。顯然，計算結(jié)果與滑坡現(xiàn)狀穩(wěn)定、在暴雨（飽和）狀況下滑坡裂縫擴展，滑坡進一步發(fā)展的結(jié)論是相吻合的，從而也印證了上述穩(wěn)定性判斷的正確性。

5.2 變形發(fā)展趨勢

雖然當?shù)鼐用窦皶r對滑坡體采取了部分應急處理措施（填埋滑坡裂縫），暫時緩解了滑坡地質(zhì)災害的發(fā)生和威脅，但坡體在強降雨時，勢必還會產(chǎn)生新的裂縫或變形，坡體仍有下滑的可能，故必須盡快對該處地質(zhì)災害點進行治理，以免造成人員傷亡和財產(chǎn)損失。

6 防治方案建議

6.1 防治工程方案布置原則

（1）以人為本，改善人類的生存環(huán)境。

（2）一步到位，徹底消除隱患。

（3）注重投資效果，確保安全、經(jīng)濟、實效。

（4）與城鎮(zhèn)發(fā)展相協(xié)調(diào)。

（5）科學合理，因地制宜。

6.2 防治工程設計參數(shù)建議

（1）地震參數(shù)：依照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011-2010）和《中國地震動參數(shù)區(qū)劃圖》（GB18306-2001），場區(qū)地震設防烈度小于Ⅵ度，地震動峰加速度值a＜0.05g，地震動反應譜特征周期Ts=0.35s。

（2）10年一遇最大小時暴雨量43.6mm/h，20年一遇小時降雨強度為67.2mm/h。

（3）滑體土γ=19.6KN/m3，γsat=20.12KN/m3，滑帶土（飽和）c=7.8kPa，φ=9.5°。

（4）截排水溝設計流速最大不超過3m/s，最小為0.4m/s；超高標準：超高20cm。

（5）擋墻支護邊坡工程安全等級為二級，重要性系數(shù)為1.0，抗滑移安全系數(shù)為1.3，抗傾覆安全系數(shù)為1.6。

（6）滑坡防治工程等級為Ⅲ級，設計工況Ⅰ（自重）安全系數(shù)為1.2，校核工況Ⅲ（飽和狀態(tài)下）安全系數(shù)1.05。

6.3 防治方案建議

建議對該處地質(zhì)災害點采取截排水溝+護面墻+抗滑擋土墻+監(jiān)測工程進行綜合防治。

（1）截排水工程。于滑坡后緣和滑坡體中設置截水溝，擋土墻及護面墻腳設排水溝，防止地表水對坡體的侵蝕。

（2）護面墻工程。滑坡體坡腳為強風化、中風化泥質(zhì)粉砂巖人工坡面，在下雨條件下存在掉塊現(xiàn)象，存在較大的安全隱患。擬對坡面修整后采用漿砌石護面，消除坡體上方巖體掉塊的安全隱患。

（3）抗滑擋土墻。在護面墻的上方修筑平臺，在平臺內(nèi)側(cè)修筑抗滑擋土墻，對上部滑坡體進行支擋。

（4）監(jiān)測工程。在滑坡體內(nèi)及擬設支擋結(jié)構(gòu)中設置監(jiān)測點，監(jiān)測地表大地及支擋結(jié)構(gòu)的變形發(fā)展趨勢，定期進行監(jiān)測巡視。

7 地質(zhì)災害防治效益評估

7.1 社會效益評估

衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害嚴重威脅界江學校的師生及附近居民共計292人的生命財產(chǎn)安全，防治工程對保持當?shù)厣鐣陌捕▓F結(jié)，消除在校師生、居民的心理隱患有積極作用。通過項目的實施，不僅可以改善當?shù)鼐用竦纳顥l件，穩(wěn)定人心，使其安居樂業(yè)，還可為區(qū)內(nèi)的經(jīng)濟發(fā)展提供良好的外部條件。所創(chuàng)造的社會效益顯而易見。

7.2 經(jīng)濟效益評估

通過對衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害的防治，將消除其對危險區(qū)內(nèi)292人的生命財產(chǎn)安全的威脅，直接經(jīng)濟效益在2000萬元以上。

防治工程的實施還能保障界江學校學生的正常學習，維護當?shù)厝嗣袢罕娚a(chǎn)、生活的正常進行，確保社會安定，實現(xiàn)間接地為當?shù)厣鐣鲋岛蛣?chuàng)收。

因此，衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害防治工程不僅能消除災害對學校的師生及附近居民的生命財產(chǎn)安全的威脅，還能促進當?shù)亟?jīng)濟持續(xù)快速增長，有利于廣大群眾致富奔小康，由此所帶來的經(jīng)濟效益是不可估量的。

7.3 環(huán)境效益評估

衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害防治工程將起到保護坡面、減少水土流失的作用，促進區(qū)內(nèi)生態(tài)環(huán)境進一步改善，并趨于良性循環(huán)，其環(huán)境效益相當可觀。

7.4 減災效益評估

通過勘查可知衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害能治可治，只要設計合理，施工得當，完全可以達到消除滑坡隱患的目的，使得界江學校師生及附近居民的生命財產(chǎn)安全得到保證，減災效益明顯。

8 結(jié)語

綜上所述，地質(zhì)災害防治工作是較為復雜的，較為艱巨的。地質(zhì)災害的出現(xiàn)不僅會對人員的生命安全帶來極大的威脅，而且還會導致嚴重的財產(chǎn)虧損，所以，我們必須要重視災害防治工作。首先需要對其概念進行明確、深入掌握，具體了解其所包含的類型，深層次分析各類災害的成因。

在本次衡陽縣界牌鎮(zhèn)界江學校滑坡地質(zhì)災害點分析研究中，應盡快進行整治，防止因滑坡進一步變形或急速坍塌，造成人員傷亡及財產(chǎn)損失。同時對于該處滑坡，建議采取相應措施進行綜合治理，加強地質(zhì)災害的變形監(jiān)測與預警工作，發(fā)現(xiàn)問題及時處理。