探討山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的成因分析及綜合治理

李良傳，李偉，劉道榮

（中化地質(zhì)礦山總局浙江地質(zhì)勘查院，浙江 杭州 310002）

自然坡體的結(jié)構(gòu)發(fā)生明顯改變，坡體穩(wěn)定性降低，是引起山體滑坡的直接原因。步入21世紀(jì)以來，我國的城市化建設(shè)不斷加劇，頻繁的開采、工程建設(shè)給自然山體的穩(wěn)定性造成嚴(yán)重影響，很大程度上促進(jìn)了山體滑坡的發(fā)生，給周圍居民的生命財(cái)產(chǎn)安全帶來重大威脅。防治山體滑坡，消除地質(zhì)災(zāi)害，成為相關(guān)部門與工作人員必須重視的問題[1]。

1 山體滑坡的特征分析

1.1 概念

山體滑坡指的是原本穩(wěn)定的自然坡體在外界因素的干擾下，斜坡上的土體、石塊、巖體因重力作用沿著一定的軟弱結(jié)構(gòu)面向下滑動(dòng)。山體滑坡可以是大范圍的、集中的，也可以是小范圍的、分散的。山地、丘陵地區(qū)是山體滑坡的頻發(fā)地區(qū)，與地震、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害一樣，都會(huì)給周圍建筑、人類的生命安全造成嚴(yán)重危害。我國地理與地質(zhì)條件復(fù)雜，尤其是西北與西南等多山地區(qū)，發(fā)生山體滑坡的風(fēng)險(xiǎn)更高、危害更大，大面積的山體會(huì)長期、緩慢、間歇滑動(dòng)，而且大小不一，小的山體數(shù)百立方米，大塊山體可達(dá)到數(shù)十萬、數(shù)百萬立方米。嚴(yán)重的山體滑坡甚至?xí)虥]山下的整片村莊，造成的人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失無法估量。除此之外，規(guī)模較大的山體滑坡還會(huì)將河流截?cái)?，形成堰塞湖，對大片的森林、農(nóng)田造成嚴(yán)重破壞。

1.2 發(fā)育過程

山體滑坡第一個(gè)發(fā)育階段是蠕動(dòng)變形：在人為、自然、環(huán)境等多種因素的影響下，邊坡會(huì)處于相對失穩(wěn)的狀態(tài)，當(dāng)抗剪力＜剪切力時(shí)，邊坡就會(huì)出現(xiàn)變形，并且小幅度的滑動(dòng)，然后逐漸演變成拉張裂縫。如果周圍有水流，變形的邊坡還可能會(huì)擴(kuò)展，形成側(cè)面剪切裂縫，出現(xiàn)滑坡先兆。

第二個(gè)發(fā)育階段是滑動(dòng)破壞：坡體會(huì)整塊的滑動(dòng)，同時(shí)在滑坡的后端會(huì)伴有迅速塌陷現(xiàn)象，滑動(dòng)的坡體會(huì)被分割成塊狀，表面呈階梯狀，并隨著滑體向前移動(dòng)。出現(xiàn)滑坡后，會(huì)隨之產(chǎn)生巨大的氣浪與聲響，然后災(zāi)害發(fā)生。

第三個(gè)階段，坡體滑落后，會(huì)逐漸趨于穩(wěn)定。在滑動(dòng)的過程中，滑體將超過平衡點(diǎn)，滑行距離較遠(yuǎn)，在重力作用下，原本疏松的滑體會(huì)被壓實(shí)，原本的縫隙也會(huì)被填平，直至滑坡恢復(fù)穩(wěn)定。

2 山體滑坡的原因分析

2.1 降雨

降雨是引起山體滑坡的主要因素，地形地貌不同，降雨對山體產(chǎn)生的影響也不同；山體的坡度、地質(zhì)結(jié)構(gòu)不同，滑坡的形成條件以及危害程度也會(huì)有所差異。比如土質(zhì)較為松軟、坡度較大的山體，在持續(xù)降雨的影響下，會(huì)造成土體進(jìn)一步松動(dòng)，從而引起滑坡。資料顯示：三日內(nèi)的降雨量與山體滑坡的發(fā)生存在密切聯(lián)系，如表1所示。

表1 降雨強(qiáng)度與山體滑坡次數(shù)的關(guān)系

2.2 地質(zhì)地貌

2.2.1 地質(zhì)構(gòu)造

如果斜坡上的土體、巖體因不同程度的切割而變得不連貫，則很容易出現(xiàn)山體滑坡。尤其是在降雨量較大的時(shí)間段，長時(shí)間的雨水沖刷會(huì)在斜坡上形成水道，引起山體發(fā)生位移，產(chǎn)生裂縫。此時(shí)，如果降雨仍在持續(xù)，則很容易造成山體滑坡。

2.2.2 地形特點(diǎn)

山體滑坡的發(fā)生是需要一定條件的，如果山體的地形特點(diǎn)恰好滿足這些條件，發(fā)生山體滑坡的風(fēng)險(xiǎn)將增加。比如：在江河等相對平坦的斜坡上、路邊坡等區(qū)域，如果山體斜坡的坡度較大，且中間地勢相對平緩，則更容易出現(xiàn)山體滑坡。

2.2.3 地層巖性特點(diǎn)

土體的性質(zhì)、結(jié)構(gòu)是山體滑坡的重要基礎(chǔ)，尤其是軟片狀的變質(zhì)巖、碎屑巖，更容易產(chǎn)生變形和下滑，最終形成山體滑坡。

2.3 人為因素

修建公路、開鑿水道、開挖坡腳、煤礦開采等人類建設(shè)工程活動(dòng)，會(huì)給山體的穩(wěn)定性造成影響，然后形成滑坡。

（1）開挖坡腳：在修建房屋、道路或者開鑿水渠時(shí)，通常要在山腳地段開挖施工，形成近直立的人工邊坡，必然會(huì)一定程度的損害山體下部的穩(wěn)定性，為山體滑坡的發(fā)生埋下隱患。

（2）修建蓄水池（水塘）、排水渠：施工過程中會(huì)讓池內(nèi)產(chǎn)生滲透作用、漫溢作用，大量的生活用水、工業(yè)用水會(huì)滲透至坡體的內(nèi)部，提高孔隙內(nèi)部的水壓，讓土體、巖體變得松軟，坡體的體積、重量都會(huì)增加，當(dāng)超出了承受范圍，便會(huì)形成山體滑坡。

3 山體滑坡地質(zhì)災(zāi)害的綜合治理措施

以常山縣黃泥弄滑坡隱患治理工程為例。邊坡前方分布著大量居民建筑，如果發(fā)生滑坡，將會(huì)造成不可挽回的重大生命財(cái)產(chǎn)損失。因此通過資料搜集、工程地質(zhì)測繪、環(huán)境地質(zhì)調(diào)查、鉆探、試驗(yàn)和監(jiān)測等方式，完成了滑坡隱患勘查工作，并提出了綜合治理措施。

3.1 山體滑坡的變形特征

滑坡后緣位于山坡上部，高程在+136.4m～148m左右，微地貌為斜坡坡頂陡坎區(qū)。地表特征主要為后緣拉張裂縫，寬度3cm～20cm，可測深度10cm～50cm，最長延伸長100m。

滑坡左翼為山脊向山谷漸變處，微地貌為平緩型山谷，發(fā)育小崩塌；滑坡右翼為山坡向平地漸變處，殘坡積層變緩，微地貌為上山小路?；录舫隹谖挥谏狡缕履_，高程在+117.5m～123m左右，微地貌為切坡建房后形成的陡坡坡腳區(qū)域。主要變形特征為前緣一系列崩塌。

滑動(dòng)帶呈上陡下緩的折線型分布，滑動(dòng)帶上部坡度約為40°～50°，下部坡度10°～20°?；瑒?dòng)帶普遍埋深在6.0m～11m左右，兩頭逐漸變薄，為中層滑坡。

滑床為強(qiáng)風(fēng)化巖，灰褐色，層狀構(gòu)造，原巖結(jié)構(gòu)部分破壞，節(jié)理裂隙發(fā)育，裂隙面鐵錳質(zhì)渲染，巖體破碎，呈土狀。

滑坡體主要為殘坡積層與全風(fēng)化層，主滑方向?yàn)?20°，前緣長90m，后緣100m，軸向最大74m，平面面積7300m2，垂厚度約6.8m～11m，滑坡體總方量3.57萬m3，為小型土質(zhì)滑坡。

從破壞、變形特征上來看，該滑坡后緣變形大，形成貫通式裂縫，雨水從裂縫進(jìn)入，造成土體剪切力降低，對下部滑體產(chǎn)生擠壓，前緣出現(xiàn)一系列崩塌。表明該滑坡的力學(xué)特性為推移型。

綜上，該滑坡為小型中層推移式土質(zhì)滑坡。

3.2 穩(wěn)定性分析

3.2.1 定性分析

主要依據(jù)野外工程地質(zhì)勘查結(jié)果，結(jié)合滑坡變形破壞現(xiàn)狀，運(yùn)用工程地質(zhì)類比法等手段來分析評價(jià)邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)及失穩(wěn)模式?；码[患的后緣見有裂隙，滑坡區(qū)松散層和風(fēng)化層厚度大，基巖部分破碎有孔洞夾層。斜坡前緣修坡建房時(shí)形成部分高陡臨空面。結(jié)合地面監(jiān)測，裂縫未擴(kuò)大，其余地段未見新發(fā)裂縫、鼓脹等變形跡象，表明現(xiàn)狀基本穩(wěn)定。位于邊坡頂部的檢測儀曾在降雨條件下產(chǎn)生最大變化率，說明在降雨條件下，黃泥弄滑坡隱患呈現(xiàn)欠穩(wěn)定狀態(tài)。

3.2.2 滑坡穩(wěn)定性計(jì)算

（1）滑體重度。根據(jù)采集巖（土）樣測試成果，滑坡體物質(zhì)的殘坡積土飽和平均重度為18.6KN/m3，全風(fēng)化層飽和重度為19.4KN/m3，強(qiáng)風(fēng)化層天然重度為20.4KN/m3。

（2）滑帶土力學(xué)參數(shù)。根據(jù)反演分析計(jì)算結(jié)果，并參考同類工程經(jīng)驗(yàn)得出。反演公式采用《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（GB/T 32864-2016）第13.3.1節(jié)相關(guān)公式進(jìn)行反演計(jì)算，公式如下：

綜合確定滑移帶力學(xué)參數(shù)C、φ值如表2。

表2 計(jì)算參數(shù)取值一覽表

計(jì)算結(jié)果表明，在天然工況下為欠穩(wěn)定；在暴雨工況下也為不穩(wěn)定。

因此，通過對地質(zhì)環(huán)境條件、變形跡象、監(jiān)測結(jié)果的分析，加上模擬計(jì)算認(rèn)為，該滑坡隱患滑動(dòng)帶為全、強(qiáng)風(fēng)化層分界線及軟弱夾層，由于殘坡積層厚度較大且軟弱夾層尚未貫通，因此表現(xiàn)出的狀態(tài)是暴雨天氣后滑坡后緣出現(xiàn)裂縫，但天氣好轉(zhuǎn)后裂縫停止生長并穩(wěn)定，呈現(xiàn)一種欠穩(wěn)定-基本穩(wěn)定的狀態(tài)。但在長時(shí)間強(qiáng)降雨、土體水量飽和的極端情況下，地下水位顯著上升，滑坡體重量加大，滑坡周界進(jìn)一步擴(kuò)大，滑動(dòng)面進(jìn)一步貫通，極易誘發(fā)滑坡地質(zhì)災(zāi)害，使滑坡體整體不穩(wěn)定。

3.3 綜合治理措施

根據(jù)滑坡隱患區(qū)地形條件和現(xiàn)有建筑實(shí)際情況，并根據(jù)相關(guān)技術(shù)要求，對該滑坡綜合治理，滑坡治理貫徹以下原則：預(yù)防為主，防治結(jié)合；治理采用“卸、排、擋”相結(jié)合原則。主要措施為邊坡上部削坡，滑坡前緣設(shè)立抗滑樁并修建截排水溝。

（1）拆除坡腳房屋。邊坡坡腳場地狹小，為實(shí)施治理工程需要拆除坡腳的房屋，為施工提供場地。

（2）削坡。對坡腳切坡建房形成的邊坡及滑體上部進(jìn)行適當(dāng)清除，按設(shè)計(jì)臺(tái)階和坡率進(jìn)行削坡。

（3）抗滑樁。在現(xiàn)狀滑坡前緣修建抗滑樁，樁頂修建壓頂梁，利用樁深埋部分的錨固段的錨固作用和被動(dòng)土壓力維護(hù)抗滑樁的穩(wěn)定。修建抗滑樁處的滑面埋深一般3.4～4.5，設(shè)計(jì)抗滑樁18根，樁長12m，樁中心間距5m，抗滑樁截面為1.6*2.0，錨固段長度6m，頂端出露地面高度1.5m～2.5m，樁端嵌入強(qiáng)風(fēng)化巖～中風(fēng)化巖中，鋼筋采用HRB335級 32鋼筋，箍筋采用HPB235級 14鋼筋。

（4）排水溝。在滑坡后緣修建斷面為等腰梯形截水溝，坡腳抗滑樁外側(cè)修建排水溝，截（排）水溝采用漿砌塊（片）石砌筑。

（5）填塞裂縫。對滑坡坡面的裂縫處進(jìn)行粘土填補(bǔ)并夯實(shí)，防治降雨時(shí)雨水下滲。

（6）監(jiān)測。在滑坡體安裝表層位移監(jiān)測設(shè)施，還需深層位移、地下水位、抗滑樁樁頂位移監(jiān)測及樁身完整性檢測。根據(jù)監(jiān)測內(nèi)容的不同而選用相應(yīng)的儀器設(shè)備[2]。

4 結(jié)語

綜上所述，山體滑坡往往造成巨大且不可挽回的損失，山體滑坡的形成與自然因素、人為因素有關(guān)。相關(guān)部門應(yīng)做好滑坡隱患的監(jiān)測與管理，及時(shí)發(fā)現(xiàn)滑坡發(fā)生的前兆，采取科學(xué)、有效的綜合治理措施，保障人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全。