滑坡?lián)p毀土地復(fù)墾技術(shù)研究

摘 要：本文以重慶市江津區(qū)夏壩鎮(zhèn)雙新村滑坡為研究區(qū)，通過滑坡機理研究分析滑坡的穩(wěn)定性情況，然后選擇滑坡后緣開展復(fù)墾模式和工程技術(shù)研究，主要工作包括：削坡減載、土地平整、田面清理、排水系統(tǒng)和田坎及削坡面的生態(tài)防護，修復(fù)后滑坡的社會、生態(tài)、經(jīng)濟效益明顯提高。

關(guān)鍵詞：重慶；滑坡；復(fù)墾；削坡減載

目前，國外的土地復(fù)墾主要集中于露天礦和矸石山的土地復(fù)墾，其目標主要是以保護生態(tài)環(huán)境為主。國內(nèi)的土地復(fù)墾也主要集中于采礦區(qū)土地復(fù)墾，隨著相互交流的深入，國內(nèi)外土地復(fù)墾技術(shù)措施逐漸趨同。對于滑坡的現(xiàn)有研究則主要集中在滑坡穩(wěn)定性及防治措施上，而鮮見滑坡?lián)p毀土地復(fù)墾的專門研究。近年來，特別是汶川地震后，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害損毀土地復(fù)墾研究逐漸興起。吳樹仁等分析了滑坡災(zāi)毀土地整理后認為，滑坡災(zāi)毀土地具有極大的發(fā)展?jié)摿?。楊盡等確定了汶川災(zāi)后土地損毀類型，并分析了各類損毀土地類型的特征，認為次生地質(zhì)作用中滑坡體前緣損毀的土地復(fù)墾潛力顯著。后來又提出滑坡、泥石流損毀的土地應(yīng)以預(yù)防性的整理復(fù)墾模式為主，其他損毀土地則應(yīng)以修復(fù)性的整理復(fù)墾模式為主；多種損毀土地類型相疊加時，要采取主要損毀土地類型和次要損毀土地類型兼顧的整理復(fù)墾模式。郭達志等研究了礦區(qū)開采誘發(fā)滑坡的形成，并提出了預(yù)防滑坡的方法：首先是采用適宜的采礦技術(shù)；其次是因地制宜采取填土夯實裂縫，疏通流水渠道等多種辦法防止地表水流入裂縫。王麗分析了四川宣漢滑坡的特點，成功地將滑坡體整理成水平梯田以達到損毀土地復(fù)墾的目的。彭軒明等充分研究了三峽庫區(qū)滑坡?lián)p毀土地特征，并提出了滑坡災(zāi)毀土地整理模式。這些研究或者以某片區(qū)域的滑坡為研究對象提出復(fù)墾模式或者針對滑坡整體開展研究，基于每個滑坡體本身各部分差異性，因此本文針對滑坡后緣進行相應(yīng)的復(fù)墾模式和關(guān)鍵技術(shù)研究。

一、研究區(qū)概況

雙新村滑坡位于重慶市江津區(qū)夏壩鎮(zhèn)北部山區(qū)，滑坡體的北京坐標系中心坐標為X：3225813，Y：35644974。其地理位置見圖1。滑坡區(qū)縱長約410m，前緣橫寬70m，后緣寬120m，滑坡中部橫寬180m，滑坡厚約8-15m，滑坡面積約5.81×104m2，體積約69.7×104m3，為牽引式土質(zhì)滑坡，主滑方向281°?；聦偾治g剝蝕丘陵地貌，前緣高程250～260m，后緣高程325～340m，相對高差約65～90m。順斜坡方向，地形坡度變化不大，總體呈外凸地形，地形坡角9～20°。平面形態(tài)呈舌型。

研究區(qū)屬于亞熱帶季風(fēng)氣候條件，氣候四季分明，雨量充沛，日照充足，無霜期長，年平均溫度18.5℃，冬季平均氣溫7.7℃，夏季平均氣溫28.5℃，年日照時數(shù)1276小時，年平均降雨量1030mm，無霜期341天，年濕度81%。太陽總輻射量86.5千卡/cm2。滑坡區(qū)域周邊發(fā)育數(shù)條沖溝，滑坡周邊無大型河流。

雙新村滑坡發(fā)生于2009年8月5日。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，復(fù)墾施工前滑坡后緣滑坡壁清晰可見，滑坡拉裂槽依舊存在，土地高低不平。由于該滑坡發(fā)生時間已久，現(xiàn)已止滑穩(wěn)定且坡度平緩，附近村民對滑坡體中部、前緣已自發(fā)地進行了復(fù)墾利用。本研究僅選擇了滑坡災(zāi)害發(fā)生后對農(nóng)田損毀最為嚴重的滑坡后緣進行研究。結(jié)合滑坡后緣當前的實際情況，研究區(qū)主要選擇從滑坡壁前方至前方公路之間的區(qū)域，整個工程區(qū)長120m，寬30-100m，總面積約9000m2，研究區(qū)地形圖如圖2所示。

滑坡后緣受張拉應(yīng)力影響，地面下沉3～6m，同時在土體上形成數(shù)條巨大拉裂溝，拉裂溝最寬達10m，延伸長100m，深度3～5m。在滑坡體的后緣，形成了高度近8m左右的大型滑坡壁。

二、研究區(qū)滑坡機制分析

雙新村滑坡的滑坡體主要是第四系全新統(tǒng)殘坡積層，滑坡床巖性則主要是侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組。原坡體后部坡度較大，約15°，前部較平緩。由于該坡體以結(jié)構(gòu)松散的堆積體為主，極易吸收大氣降水并在下伏基巖面積水，致使巖土軟化；滑體自重增加，滲透壓力和上浮托力進一步降低滑帶的抗剪強度，導(dǎo)致邊坡變形速度加快，最終造成邊坡松散覆蓋層的滑塌。連續(xù)降雨為坡體發(fā)生滑移提供了前提條件，是該滑坡產(chǎn)生的誘發(fā)因素。在降雨產(chǎn)生的地表水聚積坡腳浸泡入滲誘發(fā)因素等的作用下，破壞了邊坡的平衡狀態(tài)，發(fā)生碎石土覆蓋層沿基巖面產(chǎn)生的滑坡，屬前緣牽引型土質(zhì)滑坡?；潞缶墧嘞菪纬筛哌_8m的滑坡壁，松散土體堆積于滑坡壁前拉裂槽中形成洼地；中部由于受到張拉、擠壓等復(fù)合應(yīng)力作用，土體大多發(fā)生傾覆、開裂甚至翻轉(zhuǎn)出原來農(nóng)田心土層；前緣原有農(nóng)田被滑坡前緣覆蓋，土體破碎嚴重，并有鼓丘隆起。

三、研究方法

結(jié)合已有的研究成果與現(xiàn)場調(diào)查，本研究選擇在滑坡后緣張拉應(yīng)力區(qū)進行損毀農(nóng)田的修復(fù)，主要包括6個方面的內(nèi)容：削坡減載、裂縫封填、土地平整、田面清理、排水系統(tǒng)和護坡工程，即其復(fù)墾模式為：削—填—平—清—排—護。研究區(qū)具體施工見圖5?；潞缶壞蟼?cè)為近8m的陡坎，需要削坡減災(zāi)；構(gòu)筑四級梯田并埋設(shè)暗管，最后在削坡和埂坎上布置灌木和草本植物護坡。

四、結(jié)果與討論

（一）削：削坡減載

削坡的工程量以及削坡后的坡體穩(wěn)定性與坡體的高度以及削坡的坡比具有明顯的相關(guān)性，顯然在相同的穩(wěn)定性要求下，坡體越高，需要的削坡坡比就越大，相應(yīng)的削方量就增大，同時對滑坡壁上部和下部土地的占用也會增大。借鑒中華人民共和國國家標準《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范（GB50330-2002）》，在建筑邊坡工程中，當土質(zhì)邊坡高度大于8m、巖質(zhì)邊坡高度大于10m時，高度過大，則既不利于土地的開發(fā)利用，也往往造成不經(jīng)濟。本滑坡區(qū)域多是土質(zhì)邊坡，且高度均小于8m，本研究采用一次性削方到坡腳的方案。由于滑坡發(fā)生過程中，陡坎底部往往伴隨有張拉裂縫，在土地整理過程中必須對該裂縫進行封堵，而滑坡陡坎削方所產(chǎn)生的巖土體正好可以用于下部裂縫的封堵，從而大大減少了裂縫封堵的巖土運送量。

在工程區(qū)內(nèi)，滑坡形成的陡坎主要分布在工程區(qū)兩側(cè)，其中在工程區(qū)左側(cè)，主要為土質(zhì)陡坎，高度2-3m，在工程區(qū)右側(cè)，陡坎高度從1m至數(shù)m不等，其中越靠近滑坡后壁陡坎高度越大，且陡坎性質(zhì)由土質(zhì)陡坎向巖質(zhì)陡坎逐漸轉(zhuǎn)變。在示范工程中，采用滑坡壁處置技術(shù)，按照相應(yīng)的坡率要求對不同高度、不同性質(zhì)的陡坎進行了放坡處理，其中對于土質(zhì)陡坎，由于其高度不大，則采用削坡至坡腳的方案，對于巖質(zhì)陡坎，則采用削坡+堆載相結(jié)合的處理方法。共削坡長度約200m，總削坡方量約為800m3。

（二）填：裂縫封填

由于本滑坡在發(fā)生后經(jīng)歷了四年的穩(wěn)定調(diào)節(jié)期，滑坡壁下部的大型裂縫已經(jīng)在自然作用下進行了充填封堵，且觀測表明，目前自然充填封堵裂縫未對滑坡整體穩(wěn)定性造成影響，因而本示范工程省略了大型拉裂槽的封堵環(huán)節(jié)。

（三）平：土地平整

根據(jù)工程示范區(qū)的實際情況，在進行梯田設(shè)計時將梯田方向沿等高線方向布置，由于本區(qū)域地形坡度在10°左右，因而在梯田設(shè)計時根據(jù)前面的研究成果，沿垂直于等高線方向共布置4級梯田，單級梯田田面寬度20-30m梯田田坎以土質(zhì)田坎為主，田坎高度為1.5-2.5m，局部可達3m。結(jié)合工程區(qū)的地形條件，梯田長度從上至下逐漸增加，其中最上一級梯田長度約為60m，最下一級梯田長度約110m。上部三級梯田布置成水平梯田，最外側(cè)一級梯田由于原始地形坡度較大，因而在梯田設(shè)計過程中根據(jù)原有坡度的實際情況，布置為坡式梯田。共復(fù)墾農(nóng)田面積約9000m2。

（四）清：田面清理

研究區(qū)域巖性主要為砂泥巖互層區(qū)，其中泥巖所占比重大，雖然在滑坡發(fā)生時，隨著滑坡的拉裂以及后緣的垮塌，產(chǎn)生了大量的基巖巖塊，但主要以泥巖為主，經(jīng)過四年的風(fēng)化田面內(nèi)的泥巖巖塊基本都已經(jīng)風(fēng)化成土，因而工程區(qū)田面清理工作量小。

（五）排：排水系統(tǒng)

如前所述，滑坡區(qū)后緣損毀農(nóng)田的整理中，地表水和地下水的疏排是其中一個重要的環(huán)節(jié)。從土地平整前后的情況來看，整理工程對地表水和地下水補徑排的影響主要表現(xiàn)在如下幾個方面：首先，在未進行復(fù)墾以前，工程區(qū)兩側(cè)及后方陡坎下方已有自然沖溝，可對地表水進行及時排泄，有效降低降雨在地表的滯留時間，減少入滲量。而土地整理后，兩側(cè)沖溝被掩埋，對整理區(qū)外來水量的排泄能力減弱；其次，在進行工程治理以前，工程區(qū)田面多以斜坡面為主，地表排水能力較強，而工程整理后，田面以水平田面為主，且在田面邊緣設(shè)筑起了高出田面約20cm的田坎，明顯增強了對地表水的攔蓄能力，使降雨入滲量增加。針對以上兩方面的影響，對工程區(qū)的地表地下排水系統(tǒng)進行了如下設(shè)計：

1.在工程區(qū)周邊設(shè)置地面截水溝：為了對工程區(qū)外圍進入工程區(qū)內(nèi)部的地表水進行有效攔截，在工程區(qū)周邊設(shè)置了環(huán)形截水溝。根據(jù)周邊匯水面積，截水溝設(shè)計為矩形截面，寬40cm，高40cm，底部采用混凝土砂漿鋪底，壁面采用沙磚砌筑，內(nèi)部混凝土抹面。排水溝主要沿治理后的陡坎底部修筑，前方直接與公路排水溝相連，總長約300m。

2.坡改梯工程是坡耕地整理過程中的一個重要內(nèi)容，在滑坡體上進行坡改梯工程會使原來有坡度的田面變得平整，坡度減緩，從而使坡面在降雨條件下入滲強度顯著增加，進而直接入滲成為壤中流，同時梯田埂坎切斷坡面徑流，減緩徑流流速，延長了降雨的入滲時間，使得降雨入滲率大大提高。上述效應(yīng)會使滑坡體內(nèi)部巖土體中的孔隙水壓力大大增加，從而影響滑坡的穩(wěn)定性，可能導(dǎo)致已經(jīng)基本穩(wěn)定的滑坡在修筑梯田后發(fā)生再次滑動。因此，在滑坡區(qū)土地整理過程中，梯田的修筑必須要能夠有效排除多余的降雨入滲量，從而減緩降雨入滲對坡體穩(wěn)定性的影響。為了解決上述問題，本研究根據(jù)傳統(tǒng)坡改梯工程設(shè)計要求，結(jié)合農(nóng)田排水技術(shù)方法，提出了暗管排水梯田的思路。

暗管排水梯田的主要思路是：首先按照傳統(tǒng)坡耕地整理梯田設(shè)計的原則和要求進行梯田坎設(shè)計，在此基礎(chǔ)上于田塊耕作層下方埋設(shè)排水暗管，排除梯田田面多余的降雨入滲量，暗管出水口從梯田田坎伸出，同時在田坎下部下一級梯田修筑背溝，用于收集由暗管排出的地下水以及田坎表面的地表水，背溝分別與梯田兩側(cè)的縱向排水溝相連。梯田其他設(shè)計指標與傳統(tǒng)坡耕地土地整理中的梯田設(shè)計相同。設(shè)計了暗管排水系統(tǒng)排除多余降雨入滲：為了有效降低降雨入滲對滑坡穩(wěn)定性的影響，在整理后的農(nóng)田區(qū)域設(shè)置了暗管排水系統(tǒng)。暗管采用直徑為50cm的PVC管，管上半部開孔，排水水管連接處采用專用的接頭，并用膠水進一步粘接，防治管內(nèi)水滲流。排水管埋設(shè)深度60cm，間距10m。

3.在每級梯田后面修筑背溝：為了有效地將暗管排出的降雨入滲量疏導(dǎo)入左右兩側(cè)的排水溝中，同時排除梯田田坎面上的地表水，在每級梯田后修筑背溝，背溝寬20cm，深20cm，背溝面采用砂磚砌筑，并以水泥砂漿抹面。同時在暗管出水口處也采用砂漿涂抹，防治水流滲入梯田田面。背溝總長度約300m。

（六）護：田坎及削坡面的生態(tài)防護

由于本次土地修復(fù)過程中，各級梯田的田坎多以土質(zhì)田坎為主，因而為了有效的保護梯田田坎面不發(fā)生垮塌，同時形成良好的生態(tài)效應(yīng)，在坡面中部開挖的水平溝的土袋上進行了草苗的種植，以形成生物埂坎效應(yīng)。然后對周邊滑坡壁整治后的其他坡面部位也分別種植了相應(yīng)的草苗和灌木，對坡面進行保護。草本的種植方式主要以播撒為主，主要草本類型有黑麥草、狗牙根、紫花苜蓿等，播種面積總計約1540m2；灌木則選擇了黃荊、紫穗槐兩種，分4行互層置于坡面上。

五、復(fù)墾效果評價

對比重慶市江津區(qū)夏壩鎮(zhèn)雙新村滑坡土地復(fù)墾前后景觀，可以看出通過復(fù)墾施工，使原來滑坡土地的社會、經(jīng)濟和生態(tài)價值明顯提高。

（一）社會效益：通過滑坡土地復(fù)墾，使原來損毀的土地變成可以耕種和收獲的農(nóng)田，變廢為寶，村民能擁有了更多的勞動場所，有助于促進社會安定。經(jīng)過本次修復(fù)治理，使原原有土地變得平整，原來凌亂的地塊進行了規(guī)整，同時田間道路以及整治區(qū)周邊道路的修建使土地的耕作條件大為改觀，同時對滑坡后壁的整治，消除了原滑坡壁垮塌的風(fēng)險，極大的減小了滑坡壁對下部農(nóng)田耕作的威脅。

（二）經(jīng)濟效益：在整治區(qū)域，由于整治前耕作條件較差，因此土地利用率極低，根據(jù)整治前的測量，該區(qū)域總面積約15畝，在整治前實際利用的土地面積約3.65畝，土地利用率約為24%。在經(jīng)過整治后，經(jīng)測算該區(qū)域有效土地面積約為11畝，土地利用率提高到73%。同時土地利用條件得到極大改善，土地灌排設(shè)施得以合理規(guī)劃、土壤質(zhì)地也得到了加大改善，對保證對提高農(nóng)業(yè)產(chǎn)量提供了良好條件。預(yù)計在整治區(qū)域，每年農(nóng)業(yè)收入可較未整治以前提高3-4倍；

（三）生態(tài)效益：未整治前，本區(qū)雜草重生、凌亂不堪，同時區(qū)內(nèi)地形凹凸不平、沖溝交錯，水土流失較為嚴重，本次整治修筑了四級梯田，合理設(shè)計田面及田坎，同時科學(xué)規(guī)劃整個坡面農(nóng)田的排水系統(tǒng)，使降雨條件下地表徑流的流向及流速的規(guī)律性及可控性得到明顯加強，地表水對農(nóng)田的沖蝕能力以及對表土的攜帶搬運能力得以明顯減弱。同時，對于梯田田坎以及削坡后的滑坡陡壁面均進行了生態(tài)護坡，一方面加強了壁面的水土保持效果，另一方面從生態(tài)景觀上也體現(xiàn)出整齊規(guī)范的效果。因此，經(jīng)過整理后，該區(qū)域農(nóng)田生態(tài)效益也得到了明顯的增強。

六、結(jié)語

滑坡土地復(fù)墾具有極大的發(fā)展?jié)摿Γ腔聻?zāi)區(qū)恢復(fù)經(jīng)濟生產(chǎn)的重要途徑。通過滑坡土地復(fù)墾的合理設(shè)計、整體規(guī)劃，能較大幅度地提高土地利用率，進而促使當?shù)亟?jīng)濟、社會、生態(tài)等綜合效益的提高。但是滑坡土地復(fù)墾涉及國土、農(nóng)業(yè)、林業(yè)、水利等多個部門的協(xié)調(diào)，工程量和投資量較大，效益回收周期長，因此需要政府主導(dǎo)，多方籌措資金，更需要發(fā)動當?shù)剞r(nóng)民投工投勞，各部門共同參與才能順利完成。

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作者簡介：王愛國（1982—），男，山東萊蕪人，博士研究生，從事土地復(fù)墾利用與規(guī)劃研究。