基于修水縣南田崩塌隱患體的穩定性研究

肖 曄

(江西省九江市防災減災中心，江西 九江 332000)

修水縣位于江西省西北部，區域群山環繞，研究區內河谷地貌至中山地貌均有出露，是暴雨型山體滑坡和崩塌等地質災害易發區。南田崩塌隱患體始發于2015年8月，受連續強降雨的影響，導致在該區域發生小型崩塌地質災害，嚴重影響了當地居民的正常生活。為了對該崩塌隱患體進行有效治理，本文對該隱患體的穩定性進行研究，為進一步制訂治理方案提供依據。

1 區域工程地質條件

1.1 地形地貌

研究區屬剝蝕丘陵地貌，整體地勢南高北低，隱患區后緣最大高程159.0 m，坡腳高程135.20 m，相對高差23.80 m。自然山體坡度為25°～30°，邊坡后緣植被主要為杉樹、灌木、草叢，植被覆蓋率85%～90%。

1.2 地層及巖性

據區域資料及調查結果，研究區出露的基巖主要為晚奧陶紀胡樂組碳硅質泥巖，上部可見較薄的第四系覆蓋。

(1)第四系殘坡積粉質黏土。分布于丘陵地區表土層，為灰褐色，以粉質黏土為主，含少量碎石，體積分數為10%～20%，碎石由上至下逐漸增多，成分主要為強風化碳硅質泥巖，次棱角狀，大小5～20 mm不等，為殘坡積成因。

(2)晚奧陶紀胡樂組碳硅質泥巖。巖性為灰褐—黑色灰碳硅質泥巖，泥質結構，中薄層狀構造，主要由硅質泥巖及碳質泥巖組成，因富有機質而成黑色，可見少量燧石，上部由較薄第四系覆蓋，下部基巖裸露，巖層產狀為153°∠30°。表層巖體風化強烈，節理裂隙發育，強風化和較發育裂隙切割，巖石破碎，巖體完整性差。

1.3 水文地質條件

根據地下水賦存條件，區內含水層可分為松散巖類孔隙水、基巖風化裂隙水兩大類。

(1)松散巖類孔隙水：主要分布在兩側河谷沖積平原中，以潛水為主，黏結度差，透水性強，平原低洼地段富含孔隙水；水位埋深0.5～6.0 m，含水層厚0.6～4.9 m，滲透系數1.37～110.08 m/d，泉流量0.039～0.221 L/s，單井涌水量4.05～332.59 m3/d；主要受大氣降水補給，一般具徑流路徑短、水循環交替快等特點，多以隱滲方式排泄入溪河。

(2)基巖風化裂隙水：研究區內地下水主要為基巖裂隙水；主要分布于晚奧陶紀胡樂組碳硅質泥巖風化裂隙中；主要接受大氣降水及地表水滲入補給，局部來自松散巖孔隙水垂向滲入補給，徑流路徑較短，順坡向排泄于河谷及地洼地段；單井涌水量小于100 m3/d，泉流量一般小于0.1 L/s，徑流模數小于3 L/(s·km2)，富水性為較匱乏。

1.4 工程地質條件

研究區巖土體由上至下主要可分為3個工程地質層位：殘坡積層、強風化碳硅質泥巖、中風化碳硅質泥巖。

(1)殘坡積層：呈灰褐色，以可塑狀為主，局部硬塑，以粉質黏土為主，含少量的碎石，碎石成分為強風化碳硅質泥巖碎石，由上至下逐漸增多，次棱角狀，干強度中等，搖震無反應，力學強度一般。鉆孔揭露層厚0.9～1.10 m，頂部0.2～0.3 m多含植物根系。

(2)強風化碳硅質泥巖：呈灰褐—灰黑色，泥質結構，中薄層狀構造，巖石為較軟巖，風化強烈，裂隙發育，巖體破碎；巖體完整性差，遇水易崩解，錘擊易呈碎塊狀，巖芯呈碎塊狀、短柱狀。鉆孔資料顯示，坡面強風化碳硅質泥巖層厚7.50～12.20 m。根據本次取樣測試分析，強風化碳硅質泥巖的抗壓強度為27.11 MPa。

(3)中風化碳硅質泥巖：灰黑色，泥質結構，中薄層狀構造，巖石較堅硬，主要由硅質泥巖及碳質泥巖組成，因富有機質而成黑色，可見少量燧石；巖石風化程度相對較低，裂縫不發育，完整性較好，巖芯呈柱狀、短柱狀。

1.5 地質構造與地震

根據收集的資料及訪問調查，崩塌區及周邊無明顯斷裂構造[1]。研究區地震基本烈度為6度，地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應譜特征周期為0.35 s，屬于工程建設抗震設防區域。目前尚未發生由地震活動誘發崩塌、滑坡、地面塌陷等地質災害的實例。

1.6 人類工程經濟活動

研究區屬丘陵地區，以山地為主，東南側坡腳為修河分支北岸水。可利用的建房用地有限，區內居民均為靠山建房，房后普遍存在切坡建房現象，破壞了山體原有平衡性，易導致崩塌災害發生。

2 崩塌隱患體特征

根據調查認為，研究區房后崩塌因興建房屋切坡形成的高陡邊坡，屬人工巖質邊坡。坡頂殘坡積層厚0.9～1.1 m，切坡寬約147 m，切坡坡向為22°；坡腳標高135.20 m，后緣標高159.0 m，切坡高10.0～21.5 m，切坡坡度50°～70°，最大切坡高度為21.5 m，切坡不平整，整體呈上陡下緩、東高西低的形態。坡面出露的碳硅質泥巖風化強烈，巖體破碎，裂隙發育，巖層產狀為153°∠30°，發育2組節理裂隙：①裂隙L1的產狀為356°∠65°，裂隙面平直，裂隙面張開、貫通，裂隙間距10～30 cm，長度20～30 cm；②裂隙L2的產狀為35°∠56°，裂隙面呈舒緩波狀，中等張開，裂隙間距20～40 cm，長度20～50 cm。

2015年8月，該處發生小型崩塌地質災害，崩塌體寬15 m，長約20 m，平均厚0.8 m，崩塌體方量約240 m3。崩塌體為強風化碳硅質泥巖，主要呈碎石狀，含少量塊石。崩塌最小塊體為5 cm×5 cm×5 cm，最大塊體為0.5 m×0.5 m×0.5 m。崩塌體零亂堆積于坡面及坡腳，部分崩塌體滾落沖入樓道內，砸壞坡腳居民房屋玻璃，幸未造成人員傷亡。

研究區房后邊坡為巖質邊坡，邊坡出露為強風化碳硅質泥巖，所屬巖體類型為Ⅳ類。根據《GB 50330—2013建筑邊坡工程技術規范》要求，允許邊坡坡率為1∶ 0.75～1∶ 1.00。目前，各級切坡坡度50°～70°，切坡高5～10 m，坡率為1∶ 0.34～1∶ 0.64，大于規范允許邊坡，坡面裸露，巖體風化強烈，裂隙發育，巖石破碎，巖體完整性差，仍存在掉塊現象，在持續降雨作用下，易再次發生巖體崩塌現象。

3 崩塌隱患體穩定性評價

3.1 計算參數的選取

研究區崩塌斜坡為巖質邊坡，隱患體主要為強風化碳硅質泥巖。根據6組強風化碳硅質泥巖巖樣的測試結果，獲得強風化碳硅質泥巖主要物理指標(表1)。

表1 強風化碳硅質泥巖飽和抗壓強度試驗統計結果

3.2 穩定性計算結果

(1)要素因子分析。根據現場調查，研究區房后隱患邊坡為強風化碳硅質泥巖巖質邊坡，邊坡高10.0～21.5 m，坡向22°。而研究區內已有的切坡坡度50°～70°，基巖產狀153°∠30°，故該隱患邊坡為逆向邊坡。隱患邊坡巖體存在軟弱夾層，節理裂隙較發育，巖石破碎，巖體完整性較差，其主要裂隙產狀為356°∠65°和35°∠56°。根據上述基本情況，對研究區已存在隱患邊坡的穩定性進行了評估(表2)。

表2 隱患邊坡穩定性量化評估標準

(2)結構面影響分析。結構面對邊坡的穩定性影響較為明顯，本文根據赤平投影分析評判(采用理正巖土計算軟件進行計算)的方法對隱患邊坡的穩定性進行評價[2-3]。其赤平投影結果見圖1和表3。

圖1 研究區隱患邊坡結構面赤平投影圖

表3 研究區隱患邊坡結構面赤平投影結果

由圖1和表3可知：研究區隱患邊坡巖石強風化節理裂隙面之間、裂隙面與巖層之間組成的組合交棱線傾向與坡向斜交，且傾角較坡腳緩，構成不穩定的楔狀體，易產生崩塌隱患。

3.3 穩定性分析及發展趨勢預測

2015年8月，受連續強降雨影響，修水縣北側溪口鎮南田村南田居民房后發生小型崩塌地質災害，崩塌體方量約240 m3，崩塌體為強風化碎塊石。崩塌體零亂堆積于坡面及坡腳，部分崩塌體滾落沖入樓道內，砸壞坡腳居民房屋玻璃，幸未造成人員傷亡。

根據現場調查，研究區屬于碎屑巖剝蝕丘陵地區，受地形限制，溪口鎮南田村居民房后存在不同程度建房切坡現象，東側切坡高陡，坡面強風化巖體裸露，節理裂縫發育，巖體破碎。崩塌發生后，雖然坡腳居民對隱患邊坡進行了分級治理，東側邊坡修建了排水溝及塊石擋土墻，但治理工程未按照相關規范進行。目前坡面依舊高陡，坡面裸露，巖體節理裂隙發育，松散破碎，坡面危巖體未完全崩滑，坡面仍存在巖體掉塊現象，坡腳擋土墻出現變形跡象。根據要素因子分析及赤平投影計算可知，研究區居民房后裸露邊坡可能再次發生崩塌地質災害，崩塌隱患一旦發生崩塌，嚴重威脅坡腳南田31戶90人的生命財產安全，潛在經濟損失約500萬元。

4 結語

綜上所述，研究區人工切坡因坡面裸露，強風化層裂隙發育，在持續降雨、風化作用下，局部易再次發生崩塌現象，因此，該段人工切坡為不穩定巖質邊坡，應盡快采取工程措施對邊坡進行治理。