泰宁县某中学典型陡坡体稳定性评价和治理

张仰玉，昂正娇

（1.安徽理工大学地球与环境学院， 安徽淮南 232001， 2.福建省196地质大队， 福建沙县 232001）

泰宁县某中学典型陡坡体稳定性评价和治理

张仰玉1，2，昂正娇1

（1.安徽理工大学地球与环境学院， 安徽淮南 232001， 2.福建省196地质大队， 福建沙县 232001）

三明市某职业学校由于特大暴雨的袭击，在2010年6月18日、7月7日，内发生多处滑坡、崩塌；根据福建省泰宁县地质灾害详细调查报告，对典型坡体稳定性进行定性和定量的分析；结果表明，导致土体失稳是由于剥蚀丘陵地貌区山体高程差大，自然坡度陡，形成高陡临空面等地质因素导致山体滑坡。

山体滑坡； 瑞典分条法； 综合治理； 泰宁县

福建省三明市泰宁县于2010年6月18日，7月7日遭受特大暴雨的袭击，该市某职业学校内发生多处滑坡和崩塌。就此次滑坡进行研究，并对其进行定性和定量的分析。最后对地质灾害点提出治理方案。

1 区域地质环境条件

1.1 气象水文、地形地貌以及地层岩性，地质构造特点

泰宁县位于福建省西北部，全县1991－2010年降雨量在1 044.5～2 477.8 mm，20 a平均降雨量1 826.6 mm。泰宁县依山建房等诱发地质灾害的人类工程活动较普遍，地质灾害相对较发育。山坡坡脚残坡积土层较厚，房屋建设、道路建设等人类工程活动频繁，为地质灾害的主要分布区。地形切割强烈，沟谷发育，地形坡度大，是境内滑坡易发的主要地质因素；地貌的多元性，决定了地质灾害分布的不均匀性。岩石类型主要为酸性花岗岩类，其次为中酸性石英闪长岩、石英二长岩类，另外还零星分布次火山岩。境内新构造运动比较强烈，总体以地壳差异性隆起和少数继承性断裂持续活动为特征，境内抗震设防烈度为6度。

1.2 人类工程活动影响

建房削坡开挖（屋后）及填方（房前）最普遍，一般坡高5～15 m，甚至超过20 m，坡度往往大于60°，坡脚与房屋后墙的距离多数仅为1～2 m，且没有采取有效的防护措施，水渠、坝堤、坝区、附属工程设施均可能存在地质灾害隐患。矿山采矿，存在诱发滑坡、泥石流的安全隐患。

2 地质灾害点稳定性评估

2.1 地质环境条件

2.1.1 地形地貌

滑坡地貌类型属丘陵地貌，山坡的坡顶高程为333.9 m，坡脚最低点高程为291 m，相对高差40余米；自然坡度约25°～35°，为直线型坡，山坡植被为灌木、松木。

2.1.2 地层岩性

场地的下伏基岩为早白垩世黄坑单元（SH）中细粒石英闪长岩；表层分布第四系更新统（Qpel－dl）残坡积粘性土，广泛分布于地表。

2.1.3 地质构造

根据区域地质资料，滑坡范围内未发现断裂构造，区域上也未发现断裂通过。地质构造较简单。

根据《建筑抗震设计规范》（GB50011－2001）附录A.0.11，拟治理点位于抗震设防烈度为6度区，设计基本地震动峰值加速度为0.05 g，设计地震分组为第一组。

2.1.4 岩土体类型及特征

残坡积层粘性土：浅黄色－黄褐色，稍湿，结构较松散，含较多石英砂、粘土矿物，工程地质性能较差，附近出露最大厚度为8～20 m，山坡表层均有分布。

全风化石英闪长岩：开挖坡脚揭露强风化基岩厚度为6～7 m，呈砂土状，岩体质量等级为Ⅳ级，工程地质性能较差。

强风化石英闪长岩：开挖坡脚揭露强风化基岩厚度为7～8 m，呈散体状，岩体质量等级为Ⅳ级，工程地质性能一般。

2.1.5 水文地质条件

滑坡范围内的水文地质条件较为简单，地下水类型主要为分布于第四系残坡积土地层内的孔隙水、风化基岩孔隙水和风化岩石节理裂隙内的裂隙水。赋存于残积粘性土中，含水层渗透性及富水性较差，地下水主要接受大气降水补给，以渗流等形式排泄，地下水水位动态随季节变化显著。场地基岩裂隙水主要赋存于节理裂隙和风化裂隙中，主要接受大气降水垂向补给，地下水季节性变化大，未见地下水出露。

2.2 滑坡的稳定性定性评价

2.2.1 滑坡体的形态及主要特征

2010年6月18日下午，在强降雨作用下，校内发生多处滑坡、崩塌。滑坡体在本质上是一个受岩土体条件控制，并受地形、地貌、地下水、地震和人类工程活动等多种因素影响而发展演化的非线性耗散动力系统［1］。存在Ⅰ区、Ⅱ区、Ⅲ区、Ⅳ区等四个滑坡（潜在滑坡）区。教学楼西侧Ⅰ区发生土体滑坡A，滑坡主轴方向95°，后壁平面上为圆弧形，坡度约85°，滑坡体宽约40 m，长约15 m，平均厚约3 m，体积约1 800 m3，土体堆积于坡脚，部分清理，目前后壁及滑坡堆积体上冲沟侵蚀较为明显。该滑坡体后缘2005年6月21日发生开裂下错，裂缝长约60 m，走向约190°，平面上略呈圆弧形分布，下错高度约1～1.5 m，后壁较陡。从现状分析，Ⅰ区潜在不稳定滑坡体宽约130 m，长约60 m，平均厚约7 m，土方量67 200 m3。

Ⅱ区发生滑坡B发生于东侧实训楼球场附近高陡边坡近坡脚位置，滑坡主轴方向320°，后壁平面上为锲形，后壁土体为悬崖临空，滑坡体宽约15 m，长约10 m，平均厚约2 m，体积300 m3，土体堆积于坡脚，从现状分析，Ⅰ区潜在不稳定滑坡体宽约110 m，长约45 m，平均厚约10 m，土方量49 500 m3。Ⅲ区、Ⅳ区与Ⅰ区、Ⅱ区地层岩性、地形地貌、人类工程活动等地质环境条件基本相似，按工程地质类比法，推测Ⅲ区潜在不稳定滑坡体宽约100 m，长约55 m，平均厚约6 m，土方量33 000 m3；Ⅳ区潜在不稳定滑坡体宽约35 m，长约50 m，平均厚约6 m，土方量10 500 m3。如图1、图2所示。

校园东西两侧均为开挖边坡，高度大、坡度陡，坡脚1.0～1.5 m即为学校的建筑、操场和校内道路。开挖形成高陡临空面，边坡后山斜坡坡度较陡，土层厚度大。近年来，多次发生滑坡，在强降雨或台风暴雨等诱发因素作用下，易再次发生滑坡等地质灾害，直接威胁三明市该职业学校教职工在校生3 170人的生命安全。

图1 三明市某职业学校滑坡平面图

图2 三明市某职业学校滑坡剖面图

2.2.2 滑坡类型分析

根据滑坡的物质组成，形成原因及滑动形式等，对其进行如下分析。

按其组成物质分，该滑坡体岩性为坡积土及残积土，属堆积层土质滑坡；按其滑动体厚度分，滑坡平均厚度7.0m，属中层滑坡；按其滑动的力学性质分析，该滑坡是坡脚人工修建道路和房屋，开挖促使下部先滑动（西侧已滑动部分由于坡脚建房时开挖，诱发山体斜坡变形而滑落），使上部土体失去平衡而变形滑动，坡面张性裂隙较发育，形成二条明显的拉张裂缝，就其特征可能看出，属牵引式滑坡；按它的形成原因分析，滑坡是由于坡脚开挖山体引起的山体斜坡变形、滑动，故属工程滑坡。因此，该滑坡的滑坡类型综合起来属土质、浅层、牵引式工程滑坡。

2.2.3 滑坡成因分析

该校内地质灾害隐患，在降雨等因素影响下可能发生失稳破坏。导致土体失稳的主要因素有以下几方面：

地形地貌。地质灾害位于剥蚀丘陵地貌区，山体高程差约40m，自然坡度较陡，约30°～35°。前缘边坡高差最大达24m，坡度约60°，形成高陡临空面，具备了土体变形失稳的地形条件。

物质组成。山坡表层第四系更新统坡残积粘性土。在强降雨或台风暴雨等诱发因素作用下，土体的稳定性将继续降低，易发生填土的下滑或填土和残坡积土的整体下滑。

大气降雨。大气降雨是影响边坡稳定、诱发滑坡的主要因素。2010年6月14～18日，累计降雨量达620mm，其中18日日降雨量为233mm，大气降雨形成的坡面流冲刷地表，雨水渗入到土体中导致地下水位抬升，增加了土体的容重，滑动带土质浸水软化，形成的地下渗流产生向坡外的渗透压力，降低了土体的抗剪强度，加剧了下滑力。动静水压力的作用降低了边坡的稳定性，易引发坡体失稳。

汇水面积。山坡汇水面积大，促使大量的降雨入渗，以及形成强大的坡面流作用。

2.3 滑坡定性稳定性分析

2.3.1 地质灾害稳定性定性分析

受2005年、2010年雨季的强降雨的影响，校内多出发生滑坡。在强降雨等诱发因素的作用下，可能发生大面积下滑，发展为更大规模的滑坡、滑坡。

2.3.2 地质灾害稳定性定量分析

计算工况的选取。该地质灾害防治工程级别为I级，安全系数取1.30，并按以下二种工况进行计算：

I工况为自重，天然状态；

II工况为自重＋持续暴雨。

计算参数的确定。本次计算采用的岩土体物理力学性质指标均采用经验数据类比和反演相结合的方法确定，具体见表1。

表1 岩土体物理力学性质指标

计算公式。根据滑坡的工程地质情况，采用瑞典条分法（圆弧型滑动面）计算边坡的稳定性系数，计算公式如下［2］：

式中：

Kf为边坡稳定性系数；

Wi为第i计算条块滑体的重量（kN/m）；

αi为第i计算条块滑体在滑动面上的倾角（°）；

Li为第i计算条块滑动面长度（m）；

Ci为第i计算条块滑动面上岩土体的粘结强度标准值（kPa）；

φi为第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（°）；

计算结果。选取2个典型剖面1－1′、2－2′按瑞典条分法进行稳定性计算，其计算结果见表2。

表2 稳定性计算结果一览表

稳定性评价。根据计算结果，边坡在天然条件下（自重）处于稳定状态，但安全储备不高；在强降雨（自重＋持续暴雨）条件下处于不稳定状态，易发生滑坡、滑坡。因此必须及时对该地质灾害采取治理措施。

3 地质灾害点治理

3.1 群测群防

定期对全县进行中短期预报，普及防灾知识。定期巡视灾害点地表及建筑物裂缝等的变化，对新出现的裂缝等变化应及时标绘在地形图上，并埋设标志物进行简易观测。配合当地政府组织疏散危险区的人员、物资。负责看守和养护监测预警设备及等财产。

3.2 搬迁避让

结合本次调查结果综合分析，将泰宁县受地质灾害威胁的农户、村寨搬迁至具有生产生活条件和环境安全的地带，彻底摆脱地质灾害威胁，采取就近集中搬迁安置和分散自主搬迁安置两种方式进行。

3.3 工程治理

对于规模较大、危险性大、威胁城镇或居民集中区、社会影响较大、不宜实施搬迁安置的地质灾害隐患点，通过经济、技术对比，论证可行，可集中有限资金进行工程治理。工程治理前需进行必要的勘查，查明灾害体的类型、分布规模、成因机制、发展趋势和危害程度，并作出稳定性评价，提出经济合理和技术可行的工程治理方案或应急防治措施。

3.3.1 修建截、排水

可在滑坡边界外围设置地表水截水沟，防止区外地表进入滑坡体内。滑坡面积较大或坡面地表径流排泄不畅可考虑在滑坡体内设置排水沟。如果滑坡体内地下水较丰富，并可能对滑坡稳定性造成较大影响，可钻井或人工挖井抽取地下水，也可在地形转折部位挖坑排泄地下水。

3.3.2 支挡工程

泰宁县境内的滑坡多属松散体滑坡，厚度不大，滑床多为基岩，可采用抗滑挡墙、抗滑桩、锚索及其组合进行支挡。支挡工程的布置应在勘察及可行性论证的基础上确定，避免盲目性。利用钢制抱箍作为悬空支撑点的盖梁施工方法，施工简便，安全可靠，周转材料使用少，现场易于清理，便于现场管理的特点［3］。

3.3.3 坡面减载，坡脚反压

根据滑坡动力特性分析，对于中、后部为主滑段，前部为阻滑段的滑坡，条件允许时可考虑拆除滑坡体中、后部房屋等构筑物以及部分凸出的松散堆积体，减小滑动推力，在滑坡前缘加载，增加抗滑阻力。

另外，应尽量对滑坡体上的拉张裂缝填塞、掩埋，减少降雨及地表径流沿裂缝入渗。

对部分实施群测群防或暂未实施搬迁避让的地质灾害隐患点，均可采取简易的截排水措施、裂缝填塞等措施，减小变形破坏。

3.4 生物防治

采取乔、灌、草等植物科学搭配。选择根系发达、固土能力强、生长旺盛、树冠浓密、落叶丰富，并具有较强的适应性、抗逆性和一定的经济价值的树种进行栽植。地质灾害治理工作，可以稳定边坡、防治灾害，做到安全防护与灾害相结合，与边坡护理工程、生态修复相结合，美化环境，环境意义突出［4］。

根据报告得出导致泰宁县某中学滑坡，导致土体失稳是由于剥蚀丘陵地貌区山体高程差大等地质原因，骤雨只是起因。

根据计算结果，边坡在天然条件下（自重）处于稳定状态，但安全储备不高；在强降雨（自重＋持续暴雨）条件下处于不稳定状态，易发生滑坡、滑坡。

［1］ 李端有，陈卫兵.滑坡动力系统的混沌效应分析［J］，长江科学院院报，2005，22（6）：10.

［2］ 张磊，宋磊.对瑞典条分法的一种改进［J］，土工基础，2008，22（2）：48.

［3］ 肖燕，浅议支挡工程在公路工程中的应用［J］，青海科技，2010，（2）：101－104.

［4］ 张永伟，刘文峰.青岛市崂山区典型地质灾害危险性分析及治理施工方案［J］，山东国土资源，2010，24（2）：20.

Comments on the Stability of Typical Steep Hill in a Middle School of Taining County and its Managing Program

ZHANG Yang－yu1，2，ANG Zheng－jiao1
（1.School of Earth an d Environ ment，Anhui University of Science an d Technology，Huainan Anhui232001；2.The196Coalfield Brigade of Fujian Province，Shaxian Fujian365500）

Jinhu Tourism Vocational and Technical Secondary School locates in Tai ning County，Fujian Province.On days of June 18 and July 7，2010，because of the heavy storms，the school occurred landslide and collapses for several times.According to detailed investigation reports about geological disasters in Fujian province，this paper analyses the typical slope stability both in qualitative and quantitative.And results show that reasons leading to instability are the large mountain elevation difference in erosion hills areas，natural slope steep，and the formation of high and steep airport face.All the geological factors caused the landslides.

landslide；Sweden strip method；comprehensive treatment；Taining county

P694

B

1671－4733（2012）01－0084－05

10.3969/j.issn.1671－4733.2012.01.024

2012－01－05

张仰玉（1962－），男，福建宁德人，高级工程师，研究生，研究方向为含煤地层沉积环境及层序地层、推覆构造、岩土工程，电话：13950935773。