廣東信宜錢排鎮滑坡穩定性分析及治理實踐

江福建

(廣東省地質局第四地質大隊(廣東省湛江地質災害應急搶險技術中心)廣東湛江524000)

粵西山區地質情況復雜，植被豐富，地質環境比較脆弱，地質災害多發[1]。滑坡作為一種破壞力強，隱蔽性高的地質自然災害[2]，不僅危害人身安全和財產安全，還阻礙了許多工程項目的順利進行。做好滑坡預警工作對隱蔽滑坡識別是避免危害發生的重要前提[3]。在氣候特點復雜，惡劣天氣短暫多發的山區，其滑坡具有不確定性強，致災能力強的特點，存在眾多不利的滑坡誘導因素，滑坡的成因識別和治理是山區防災減災工程的研究重點和難點[4]。

粵西山區每年雨季較長[5]，降水量豐富，濕潤多雨的天氣導致邊坡穩定性變差，滑坡災害頻發[6]。針對性地對邊坡穩定性開展研究，分析滑坡產生原因，制定合理的治理措施。本文以廣東信宜市錢排鎮區山口小學滑坡治理工程為例，分析該滑坡形態特征，結合區域地質環境，分析其滑坡成因，并采取相應的處理措施，有效解決特定地質環境背景條件下，由固有的地質環境內在因素以及外在誘發條件作用下，易再次發生滑坡現象。為山區滑坡識別和治理提供可靠經驗，指導區域防災減災預防工作。

1 工程概況

廣東信宜市西部與廣西省相毗鄰。山口小學受災點位于信宜市錢排鎮東南方向約7.3km，途徑省道S370及省道S280，有村道路直通學校，交通十分便利。雨量充沛、熱量豐富具有復雜多變的山區氣候特征，夏季常受臺風暴雨襲擊。治理區地貌為低山地貌，最大高程755m，坡腳高程682m，地勢總體東高西低，區內山坡陡峭，植被較茂盛。在強降雨等極端天氣作用下，地表堆積的深厚殘積土強度降低，導致山體崩塌、滑坡等不良地質災害頻發。

2008年，錢排鎮山口小學后山受連續降雨影響，2處山體滑坡，撤離及時和避讓，未造成人員傷亡，滑坡體摧毀房屋及山路。因此布設了大量的監測設備，汛期，投入人力財力。災害預警時，學校必須停課，對人民群眾正常的生活和學習造成巨大的影響。見圖1、圖2。

圖1 滑坡區平面圖

圖2 滑坡區地質剖面圖

2 水文工程地質環境

根據監測，邊坡處于不穩定狀態，具有發生滑坡、崩塌的可能，其誘發因素是降雨。山體由花崗巖組成，風化強，厚度大，人工邊坡范圍內花崗巖已風化成砂質黏性土(花崗巖殘積土)和強風化花崗巖(半巖半土狀、碎塊狀)。如若發生崩塌、滑坡，將會對坡腳的山口小學教學樓及生命財產安全構成嚴重威脅。

2.1 地形地貌

區內為低山地貌，最高點高程755m，坡腳高程685m，山坡坡度約25°～30°，較平緩。削坡建房形成高陡人工邊坡，坡頂高程707m～713m，坡底高程702m～703m，坡高5m～10m，坡度60°～75°，坡面沒有支護。滑坡發生位置標高707m～713m，整個滑坡滑面呈圓弧狀，滑面坡度24°～28°。滑坡橫向寬度14.7～20.3m，縱向長度81.5～82.3m，滑面最大深度3.5m，側緣呈直線狀。滑坡區范圍總體按坡度劃分二級坡段。第一級坡段為自然邊坡，坡高約17m，坡度24°～28°。第二級坡段(人工邊坡)高約8～10m邊坡，坡度60°～75°，是削坡建學校形成，坡面沒有支護。

2.2 地層巖性

勘查區主要分布第四系全新世殘坡積土及奧陶紀二長花崗巖，呈港灣狀出露，主要巖性為二長花崗巖(表1)。在治理范圍內，自上而下共分3個工程地質層。①粉質黏土層，厚度小，砂粒含量多，為坡積形成；②砂質黏性土，屬花崗巖殘積土層，主要為砂粒，常見于邊坡中部和上部；③強風化花崗巖層，節理裂隙較為發育，風化程度有較大差異，其內部夾較多中風化石塊，石塊軟硬夾雜，總體工程性質較好，主要分布于邊坡下部。長期水浸泡下，土層性質變差，導致土體軟化崩解現象嚴重。

表1 滑坡區地層巖性簡表

2.3 水文特性

邊坡坡面和坡腳未出現滲漏，也無泉水出露，邊坡所處山坡地下水埋深較大，對邊坡影響較小。邊坡主要由上部殘坡積土和下部強風化花崗巖組成。上部土層透水性弱，地下水含量小，下部土層透水性中等。

地下水水位變化季節性和時段性強，受天氣影響水位變化幅度較大。區域內降雨不均勻，冬春季節旱，夏秋季節澇，干濕分明，年平均降雨量1913mm。降雨對邊坡影響較大，降雨時，雨水不斷浸泡土體，滲入土體內部，增加了土體的自重應力[7]，降低了土體抗剪強度，土體性質變差，并且土體更易被水流沖刷帶走，導致邊坡穩定性大幅度降低，崩塌、滑坡等地質災害發生概率增大。

3 滑坡地質特征及成因

3.1 滑坡現狀特征

滑坡后緣近弧狀，坡高約8m，坡度50°～55°，側緣呈直線狀，滑面為圓弧狀，整個滑坡體由東向西移動，移動距離大約9m，主要為剪切移動。滑坡物質組成主要為砂質粘性土和粉質黏土，共計滑坡體積1200m3，屬小型滑坡。整個滑坡附近沒有地下水滲漏和泉水出露情況，滑坡坡腳堆積物已被清理干凈。

據邊坡露頭及鉆探資料，邊坡主要由殘坡積土及強風化花崗巖組成。滑坡后緣高程約713m，后緣壁高約10m，坡度50°左右；前緣剪出口高程685m，坡度24°～28°。在滑坡最大切割深度范圍內主要為①粉質黏性土層(坡積層)和②砂質黏性土(花崗巖殘積土)，被切深度3.5m，滑面線近直線，切割形態為弧形。滑體下覆巖體為硬塑狀砂質黏性土，屬于花崗巖風化所形成堆積的殘積土。

3.2 滑坡成因分析

該滑坡區域土層主要由遇水容易軟化崩解的砂質黏性土和節理裂隙發育，風化程度差異大的強風化花崗巖組成。若邊坡較陡，極易發生滑坡，其原因與該區域地層組成性質相關。滑坡厚度大約3.5m，滑面為典型的圓弧狀，運動狀態主要為剪切運動，滑坡土體屬于花崗巖殘坡積層。結合相關地質情況分析，本次滑坡的類型為淺層殘坡積層滑坡。

滑坡處曾發生小型崩塌，本次發生滑坡規模較大。據調查，崩塌、滑坡均發生在強降雨時，說明降雨是滑坡誘發因素。本處邊坡原平緩穩定，后削坡建房及開荒種植開路，形成多級邊坡，邊坡在不穩定狀態下發生了崩塌、滑坡。總體來說，人類生產活動，工程活動所形成的臨空邊坡，在雨水沖刷和入滲誘發作用更容易發生崩塌、滑坡。外因是人類活動破壞和雨水誘發作用，內因是邊坡由粉質黏土、砂質黏性土(殘坡積土)組成，邊坡土體強度降低，自重增加，均是由于水的浸泡作用，自重大，強度低的土體將會失穩，最終導致滑坡發生。

4 邊坡穩定性分析

4.1 邊坡參數取值

邊坡地層結構主要由①粉質黏土、②砂質黏性土、③強風化花崗巖構成。根據采樣測試結果和經驗，邊坡力學參數在天然狀態下建議值見表2，在飽水情況下，巖土層凝聚力、內摩擦角均降低，重度增大，本區邊坡力學參數在飽和狀態下建議值見表3。

表2 天然狀態下邊坡巖土層參數

表3 滑坡區飽和狀態下邊坡巖土層參數

4.2 穩定性計算

滑坡區邊坡分為兩級，第一級為自然邊坡，第二級為人工形成高邊坡。在天然狀態和飽和狀態兩種工況下對整個邊坡采用極限平衡法-簡化Bishop法計算[8]，精確簡單，是典型的計算圓形滑動面滑坡穩定性的方法之一。與滑坡滑動面形態相符合。假定研究土體為剛體，根據受力情況來分析滑動面滑動力和抗滑力，最終得到土體的安全穩定系數，計算公式如下：

式中：W為土條所受重力；N為土條底部的法向力；α是土條底部的傾角；c為土體材料的黏聚力；φ是土體材料的摩擦角；l為土條底部長度；Mr為抗滑力矩；Ms為滑動力矩。

將繪制好的邊坡計算模型導入計算軟件中，計算簡圖如圖3所示。在天然狀態和飽和狀態兩種工況下，計算結果如表4所示。

表4 邊坡穩定性計算成果表

圖3 兩級邊坡穩定性計算簡圖

滑坡區域均為土質邊坡，相對高差約28m。根據《建筑邊坡工程技術規范》，永久邊坡一般情況穩定安全系數取1.30。根據計算結果，在天然狀態和飽和狀態下邊坡穩定性有較大差異，天然狀態下邊坡基本穩定。而飽和狀態下邊坡，由于雨水滲透，性質變差，邊坡不穩定。邊坡由粉質黏土、砂質黏性土及強風化花崗組成，厚度較大，組成邊坡巖土工程性質較差。在巖土自重力作用下，山坡巖土體發生蠕變形；若有水滲入降低巖土抗剪能力，增加巖土層重力，將加速巖土體變形導致邊坡滑動。

5 災害治理設計

治理邊坡長度約90m，寬約67m。坡底標高最低約685m，治理范圍頂部標高最高約713m，高差約28m。本次治理工程采用“削坡+擋墻加固及硬化+截排水”的綜合治理方案。

先對邊坡清理修整，清除松散不穩定巖土體，增大邊坡穩定性及方便后續施工。在原有擋土墻基礎上，并在邊坡坡腳原擋土墻進行加固，加固措施采用漿砌片石砌筑，進行。并在擋土墻頂沿坡面4米進行硬化處理，提高邊坡安全系數。再對治理區域擋土墻上方進行坡地面硬化，減少雨水下滲；在邊坡上方布置截水溝，坡下一側布置排水溝，坡頂設置截水溝將坡上積水引至坡腳，與坡下排水溝連接，將水引至區外。，在整個工程治理過程中做好監測工作，動態指導工程展開，隨時觀測大地變形，地表沉降，地下水水位以及滑坡地應力等，通過人工和儀器相結合方法，儀器監測主要布置8個水平位移監測點、2個土體測斜監測點和1個水位監測點及1個深層位移監測點，監測期1年，在汛期加強監測次數。

6 結語

邊坡坡腳由南至北分別分布山口小學宿舍樓、教學樓、建筑面積約3300m2。總占地面積約2000m2，共計150名在校師生；教學樓及教師宿舍房屋面積約2000m2。監測情況表明，整個項目過程中所采取的工程措施對周圍環境影響小，地表沉降位移均滿足設計要求，并且在項目完成之后，邊坡的位移未見大幅度增長，均為正常變化，進一步證明經過治理后的邊坡處于穩定狀態。

邊坡治理后，消除了地質災害隱患，邊坡崩塌、滑坡可能性大幅度降低。避免了巨大的財產損失，保護了人民的生命。在項目完工后，應結合生態措施進行綜合治理[9]，種植綠色植物對周圍土壤進行加固，做好水土保持工作，充分利用土地，改善和美化周邊環境。