粤北山区滑坡地质灾害抢险治理方案探析

陈强

摘 要：滑坡是粤北山区最常见、最主要的地质灾害。本文结合工程实例，在现场勘查的基础上，对滑坡特点、工程地质和水文地质特征、形成机理、稳定性进行了深入分析。粤北山区出露地层为下石炭统灰岩，滑坡土体呈现二元结构特征，坡积粉质黏土（滑坡土体）地表裂隙发育，暴雨期间雨水沿裂隙渗入软化土体，土体饱和，强度降低;工程建设对坡脚进行了高角度的切坡开挖，砌石挡土墙质量较差，易形成滑坡。黏性土边坡破坏形式为圆弧滑动，属于浅层潜蚀-滑移型土质滑坡，滑移深度在10m以内。滑坡抢险、治理的方案按两个阶段制定，即临时性应急抢险和永久性治理。

关键词：滑坡抢险;地质灾害;滑坡治理;应急抢险;锚索;抗滑桩

Abstract： Landslide， which is a serious threat to the safety of the people's lives and property who live at the foot of the mountain， is the most common and main geological hazard in the mountainous areas of North Guangdong Province. Combining with engineering examples， this paper analyzes the characteristics， formation mechanism， hydrologic engineering geological conditions and stability of the landslide. It also puts forward a scheme of landslide rescue and treatment in two stages： temporary emergency rescue and permanent control. Such scheme not only eliminated most of the danger in the shortest time， but also eradicated the geological disaster of landslide.

Keywords： Landslide rescue; Geological disaster; Landslide treatment; Emergency rescue; Anchor cable; Anti-slide pile

0 前言

粤北地处南岭山脉南部，该区地貌类型以低山、丘陵为主，山间河流两侧分布有河谷盆地。滑坡是粤北山区最常见、最主要的地质灾害，滑坡常常给工农业生产及人民生命财产安全造成巨大的损失，有的甚至是毁灭性的灾难，因此，对突发性滑坡地质灾害应急处置的工作十分重要。对已滑动的滑坡地质灾害进行抢险治理，既要能在最短时间内控制险情，减少财产损失和人员伤亡、为后期滑坡治理赢得时间，又要考虑永久性治理措施从根本上消除安全隐患（陈生东，2011）。

1 工程概况

2016年5月16日韶关国家森林公园莲花北路东侧山体受连日强降雨影响，发生了滑坡地质灾害，坡面出现了多道拉裂缝，其中滑坡后缘裂缝宽约35cm，垂直位移约1m，坡脚人工边坡出现了鼓胀变形，局部已坍塌，严重威胁坡脚2栋居民楼50多人的生命财产安全。现场通过踏勘调查对滑坡灾害基本情况、地质背景、引发因素等进行了分析，该区地貌单元为丘陵地貌，滑坡前缘高程85m，后缘高程103m，滑坡体横向长度约50m，纵向长度约40m，滑坡类型为土质滑坡，滑坡规模约3000m3。据初步推断，滑坡目前处于变形发展阶段。

1.1 区域地质构造

该滑坡位于韶关南东莲花山背斜轴部，马坝-大塘向斜西北侧，轴向20°，长约10km，宽约5km。背斜西南倾伏，翼部发育次级同向褶曲。轴部出露泥盆系帽子峰组（DCm），翼部出露石炭系大赛坝组（CdS），两翼地层倾角40°左右，北东翼被上中侏罗统不整合覆盖，本区出露地层为下石炭统灰岩层。

1.2 工程地质条件

根据岩土工程勘察资料（广东省地质局第三地质大队，2016），按地层成因类型和岩土层性质，地层自上而下分为：第四系坡积层（Qdl）和第四系残积层（Qel），具体描述如下：

（1）坡积粉质黏土（滑坡土体）（层序号3-1a）：由坡积土层向下滑移后形成，浅红、棕红、黄褐色，可塑状，湿，主要由粉粒和黏粒组成，含少量风化砾石和铁锰质结核。受滑坡扰动和雨水冲刷渗透影响，土芯较湿软，遇水易崩解成散体状。层厚4～6m，平均厚度4.81m。

（2）坡积粉质黏土（层序号3-1）：坡积而成，浅红、浅黄、黄褐色，可塑状，湿，主要由粉粒和黏粒组成，含少量风化砾石和铁锰质结核。土芯柱状，遇水易崩解。层厚2.40～10.60m，平均厚度5.13m。

（3）残积粉质黏土（层序号4）：残积而成，浅黄、褐黄、紫褐、灰褐色，硬塑状为主，局部夹可塑状，稍湿，主要由粉粒和黏粒组成，下部含少量灰岩孤石和强风化灰岩块石。土芯柱状，稍有光泽，干强度中等，韧性中等。揭露层厚20.80～34.08m，平均厚度28.99m。

各岩土层的工程地质参数建议值如表1所示：

1.3 水文地质条件

该区地表水径流主要为雨水和山体渗透水汇集并沿着山体和排水沟自上而下顺势流至山脚下市政排水沟，边坡上方汇水面积约3000m2。

地下水埋藏较浅，稳定水位埋深1.2～6.3m。地下水类型主要为第四系土层滞水和岩石裂隙水。上部第四系粉质黏土层中含孔隙水，下部基岩含裂隙水。土层孔隙水与大气降雨关系密切，孔隙水主要靠大气降水、地表水的渗入和地下侧向径流补给;岩石裂隙和岩溶裂隙水主要为上部破碎岩中的孔隙水越流补给和上部山体雨水、泉水的侧向补给。排泄则以側向地下径流及大气蒸发为主。

2 滑坡类型及形成机理

本区土体呈二元结构特征，坡积粉质黏土（滑坡土体）（层序号3-1a）在长期的风化作用下产生裂隙，在暴雨时受雨水的冲刷，雨水沿裂隙渗入软化土体，土体饱和，强度降低;滑坡前缘地带在工程施工时，对坡脚进行了高角度的切坡开挖，使斜坡土体失去支撑，为滑坡提供了地形临空面环境。以上因素导致下滑力增大，抗滑力减小，土体产生自身变形和沿软弱结构面或接触面发生滑动，潜在滑移面大致为坡积粉质黏土（层序号3-1a）与坡积粉质黏土（层序号3-1）的接触界面，黏性土边坡破坏形式主要为圆弧滑动，属于浅层潜蚀-滑移型土质滑坡，滑移深度在10m以内。

在滑移和坍塌后，边坡顶部出现宽约30～50cm的张开型裂缝，坡面上零星分布有山顶上滑落下来的茶树、灌木等，坡脚处原有石砌挡土墙已经坍塌，1号办公楼和相邻民宅处地坪堆积有大量滑落下来的崩积物。原有砌石挡土墙因年久失修，挡土墙背土压力增大后墙体膨胀变形，在滑坡土体的冲击下原砌石挡土墙最终发生坍塌破坏。

综上所述，坡体不良的岩土组合和结构特点是边坡滑移的内因。雨水的渗透和冲刷作用加剧了边坡的变形;工程施工对坡脚进行了高角度的切坡开挖，使斜坡土体失去支撑;重力挡土墙质量较差，是主要的诱发因素。

3 滑坡稳定性分析

对场地内现状边坡进行稳定性计算，根据场地岩土工程条件，按《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013），采用圆弧滑动计算稳定系数，滑坡推力按传递系数法计算。计算公式如下：

式中：Ks为边坡稳定性系数;ci为第i计算条块滑动面上岩土体的黏结强度标准值（kPa）;φi为第i计算条块滑动面上岩土体的内摩擦角标准值（°）;li为第i计算条块滑动面长度（m）;θi、αi为第i计算条块底面倾角和地下水位面倾角（°）;Gi为第i计算条块单位宽度岩土体自重（kN/m）;Gbi为第i计算条块滑体表面建筑物的单位宽度自重（kN/m）;Pwi为第i计算条块单位宽度的动水压力（kN/m）;Ni为第i计算条块滑体在滑动面法线上的反力（kN/m）;Ti为第i计算条块滑体在滑动面切线上的反力（kN/m）;Ri为第i计算条块滑动面上的抗滑力（kN/m）。

根据场地实际情况结合本次勘察成果，工况为天然状态、地下水按实测水位、不考虑地震因素。计算参数：按表1选取。滑坡在天然状态下稳定性系数0.786，边坡天然状态下基本处于不稳定。

经工程对比及计算结果表明：场地内大部坡体在天然状态下基本不稳定，一旦遇到连续降雨，滑体重量增大、滑動带土体强度和抗滑力减小、产生静水压力，应力条件向不利方向发展，次级滑坡体有可能发生再次滑坡的危险。

4 滑坡应急治理方案

滑坡目前处于变形发展阶段，严重威胁着坡脚居民的生命财产安全，因此将滑坡应急治理分为临时性应急抢险和永久性治理两个阶段进行。

4.1 临时性应急抢险措施

（1）削方减载：沿坡面按照1∶1.5分两级放坡削减滑坡体土方，以减小滑坡的下滑力，从而提高边坡整体稳定性。

（2）回填压脚：将削坡的土方回填反压坡脚，以提高滑坡的抗滑力，从而提高边坡整体稳定性。

（3）坡面封堵及地表排水。为了尽量减小降水及其它水流通过地表裂缝渗入地下对边坡的稳定性造成的不利，设计采用覆盖塑料薄膜对坡面进行封闭处理。沿坡顶和马道上设置截、排水沟，防止雨水进入滑坡体。

（4）监测与巡查：对滑坡进行实时变形监测和巡查，若发现变形过大或变形加速，立即向相关部门预警，并采取疏散群众等措施。

通过临时性应急抢险措施基本解除了险情，最短时间确保了人民群众的生命财产安全，并为开展永久性治理勘察、设计、施工赢得了时间。

4.2 永久性治理方案

工程地质条件、水文地质条件、场地周边环境、工程永久性及边坡现状特点，本着“安全适用、技术先进、经济合理、保护环境”的原则（郑颖人等，2010），从工程造价、工期、施工可行性等方面综合考虑，确定采用喷锚+锚拉格构+锚拉抗滑桩综合支护体系（图1）。

（1）“喷锚支护”加固一级坡面土体

一级坡面按1∶1.5放坡，采用喷锚进行坡体加固。锚杆采用Ф28钢筋，长度15m，间距1.5m×1.5m;坡面挂Ф8钢筋网间距100mm×100mm，喷C25砼厚150mm;一级平台种植爬藤植物绿化坡面（图2）。

（2）“锚拉格构支护” 加固二级坡面土体

二级坡面按1∶1.5放坡，采用锚拉格构进行坡体加固，预应力锚索采用4束钢绞线，长度35m，其中自由段7m，锚固段28m，抗拔力设计值260kN，锁定值220kN;采用格构（框架梁）行坡体加固，格构采用半埋入式“#”形钢筋砼框架梁，框架梁尺寸均为400mm（宽）×400mm（高）;梁砼C25，梁间距2m;锚杆位于格构梁交点处，格构间裸露土体种植草皮绿化（图2）。

（3）“锚拉抗滑桩”加固坡脚

坡脚采用“锚拉抗滑桩”加固措施。抗滑桩采用人工挖孔灌注桩，桩径1.2m，桩间距2m，桩长15m，锚固深度9m，桩身采用C30水下混凝土。预应力锚索采用4束钢绞线，两道锚索，长度分别为35m、30m，其中自由段分别为8m、7m，锚固段分别为27m、23m，抗拔力设计值260kN，锁定值220kN;坡面挂Ф8钢筋网间距100mm×100mm，喷C25砼厚150mm;坡脚种植爬藤植物绿化坡面（图2）。

整个工程的施工采用信息化动态施工，施工过程及时向设计单位反馈现场工程地质情况，设计单位根据现场反馈信息不断修正完善设计。

5 滑坡应急治理效果分析

2016年5月18日进场抢险，2016年9月25日滑坡治理工程完工，从坡面上代表性监测点W5号点的监测数据可以看出：治理工程完工后滑坡变形已经稳定（图3）。整个滑坡抢险治理实现了预期的目标。

6 结论

（1）本滑坡属于突发性浅层潜蚀-滑移型土质滑坡，坡体不良的岩土组合和结构、暴雨期间雨水的渗透和冲刷作用、人工活动对坡脚进行的高角度切坡开挖，是形成滑坡的主要因素。

（2）韶关森林公园莲花北路东侧滑坡灾情较严重，将滑坡抢险治理分为临时性应急抢险和永久性治理两个阶段进行，效果显著。临时性应急抢险在最短时间内基本消除险情，为后期综合治理赢得了宝贵的时间。永久性治理从根本上治理该滑坡地质灾害，保障了坡脚居民生命财产安全。

（3）“锚拉格构”+“锚拉抗滑桩”主动受力型支护体系应用于滑坡地质灾害治理，效果较好，值得推广。

（4）滑坡地质灾害治理应加强变形监测工作，治理施工应采用信息化动态施工。

参考文献：

建筑边坡工程技术规范（GB50330-2013）[S]. 北京：中国建筑工业出版社.

郑颖人，陈祖煜，王恭先，等， 2010. 边坡与滑坡工程治理（第二版）[M].北京：人民交通出版社.

广东省地质局第三地质大队， 2016. 韶关国家森林公园山体滑坡应急抢险工程勘查报告[R].

陈生东， 2011. 永泰县城峰镇旗山小区后山滑坡现场应急调查与处置分析[J]. 工程地质学报（3）：370-375.