大别山山区农村建房切坡地质灾害防治措施研究

蔡生来

安徽省地质矿产勘查局326地质队 安徽 安庆 246000

1 前言

随着农村居民经济条件和生活水平的逐渐提高，农村新建的房屋如雨后春笋出土般疯长。在平原和低丘区，房屋建设基本不需要切坡，或有很小的切坡，基本不会引发地质灾害，但在山区，由于山高坡陡，土地资源紧张，大多数居民只能选择在山坡上或坡脚位置进行切坡建房，为了得到足够的建筑面积，多数居民不得不加大切坡高度和坡度，农村建房切坡破坏了山体自然环境条件，引发小规模的滑坡崩塌灾害是普遍现象。据统计，2006年以来，因地质灾害造成的人员伤亡事件，主要是由于建房切坡引发的崩塌和滑坡造成的。因此，对山区建房切坡地质灾害防治措施进行研究十分重要。

2 建房切坡地质灾害特征

(1)类型为崩塌、滑坡两类。大别山区最常见的地质灾害有崩塌、滑坡、泥石流三类，而建房切坡边坡地质灾害只有两类。

(2)单点多面广。大别山区各个乡镇均有分布，在地质灾害数据库中占压倒性的多数，例如，潜山县2014年全县地质灾害隐患点中95.7%都是由建房切坡引发的[1]。

(3)具有突发性和隐蔽性。往往在人们不经意时突然发生，前兆不易被发现，灾害过程时间短暂。

(4)具有群发性。一般集中在5月～9月，其中发生于6-8 月份的占80%以上，其次为5月份，9月份发生数量较少(主要发生在台风影响期间)，1～2月偶有发生(冻融影响)。

(5)威胁对象是房屋财产和人身，灾情和险情主要为小型，极少数达中型。

3 建房切坡地质灾害形成机理

3.1 地形地质条件复杂 大别山地区山高坡陡，地形复杂，自然山坡坡度一般为30～45°，在只要在山坡建房，必须要进行切坡。山体主要由大别山变质表壳岩和变形变质侵入体组成，岩性复杂，在地质历史时期，岩石经历了长期风化作用，形成了全风化、强风化和中风化带；在地质构造运动作用下，岩石中发育密集的片麻理、节理裂隙和断裂破碎带；在山坡下部或凹形洼地多分布的坡洪积土和残坡积土厚度1-5 m、结构松散。

3.2 建房切坡引发岩土体崩塌和滑坡 山区居民建房位置大多在山脚，有的位于凸形坡，有的位于凹形坡，切坡高度3-10 m，部分10-20 m，切坡坡度60-70°，有的70-85°，有的近垂直。由于建房切坡坡面陡立，破坏了边坡岩土体的稳定性，易造成土体和岩体的崩塌、滑坡。

3.3 降雨和融雪诱发岩土体崩塌和滑坡 一方面雨水和融雪水渗入土体内部使土体饱和，加大了土体自重，降低了抗剪强度，软化了土体，在拉应力作用下产生拉张裂缝，另一方面雨水和融雪水沿拉张裂缝大量渗入，加速裂缝向下扩展，削弱了结构面的抗滑力，当抗滑力小于拉应力时，岩土体立即发生崩塌或滑坡。建房切坡崩塌滑坡主要发生在连续降雨和强降雨期间。

4 切坡建房地质灾害防治措施

4.1 科学选址 部分居民房屋由于选址不当，建造在不合理的位置，如陡坡下、悬崖下、汇水山洼、厚层残坡积土及全风化岩石地带，这些房屋都遭受过切坡崩塌、滑坡地质灾害的威胁，有的发生了房屋损毁、人员伤亡事故。因此，建房科学选址是地质灾害防治首先要考虑的问题，是主动防灾、远离地质灾害、保障长期居住安全的最有效的预防手段。

地质灾害的形成往往是由多种因素造成的，在选择建设场地时，要根据拟建场地的地质背景条件，从地质灾害形成的条件人手，充分考虑场地所在区的地形地貌、地质构造、岩土体特征、水文条件、生态环境及人类工程活动特点，选取安全的建房地址，一般要遵守以下原则[2、3]：

(1)选择河谷宽阔、地形较平坦、谷坡较舒缓的山坡坡脚地段，避开狭窄、侵蚀和侧蚀作用强烈的河谷及冲沟。

(2)选择山坡上方不汇集水流的凸形坡缓坡地带，坡度以小于20°为好，选址场地至山脊(地表分水岭)的距离以越短越好。尽量避开集中汇水的圈椅状地形。

(3)新农村建设集中区要尽可能避开地质构造发育部位，特别是受大断裂影响强烈的地带，如桐城─太湖断裂带、水吼岭一龙井关断裂、黄柏-逆水断裂以及变形构造核部[1]。

(4)选择片理、片麻理、裂隙面与自然斜坡及未来切坡坡面之间组合稳定的地段，避开具有顺向坡结构面的区域(主要结构面与山坡及切坡坡面倾向的夹角小于15°)，同时尽量避开不同岩性的接触带。

(5)选择松散土层及风化层薄以及山坡上方无危岩体的区域，避开松散层厚度大的斜坡，避开可能发生中远程滑坡及坡面泥石流的山体斜坡，特别要避开山坡上部存在地形陡峻、规模较大且难以处理的危岩、孤石斜坡。

(6)选择岩土体干燥、以生长灌木为主的斜坡，避开岩土体常年潮湿、喜水性植被茂盛的地段，避开泉水、水洼等地下水排泄口以及地下水的径流通道。

(7)避开各类工程修筑及矿山开采弃土以及各种建筑及生活垃圾顺坡堆放的斜坡，回避弃土和垃圾场的滑坡风险。

4.2 设置合理的切坡形态 建房切坡的坡高、坡度要根据边坡岩土特征来确定，房屋后墙与切坡坡脚之间要留足安全距离，缓冲滑塌的岩土体的冲击力。土质切坡高度要小于4米，大于4米时要自上而下分台阶开挖，台阶宽度大于2米。当切坡高度大于8.0 m 时，要设置成阶状，台阶高度控制在5 m 以内；坚硬的土质切坡无支护时，切坡面坡度要小于50度，一般安全距离应大于边坡高度的3/4。土质边坡及全风化、强风化岩质切坡高度要小于5.0 m，边坡角控制在35-45°，房屋距坡脚距离要大于3.0 m；切坡无支护时，切坡面坡度要小于40度。岩质切坡高度要小于6米，大于6米时要分台阶开挖，台阶高度控制在5 m 以内，台阶之间至少留出1.5米宽的落石平台。中风化岩切坡高度控制在10 m 以内，台阶宽度控制在2 m 以上，房屋距坡脚距离要大于坡体高度的1/2。当所切边坡上部为土质、下部为岩质的复合坡型时，在土岩接触面处要设置台阶，台阶宽度要大于2米。

4.3 对坡体进行支护 如果受地形条件限制，切坡坡度和高度过大或留不出足够的缓冲区，一定要采用工程措施对坡体进行支护，以保障长期居住安全。切坡坡度在50°以上、高度3米以上的土质边坡及强风化岩边坡，在地形条件许可时可采用浆砌块石重力式挡土墙支护；屋后空间有限的情况下可采用抗滑桩加固坡体。土岩组合边坡一般在土岩接触面处设置台阶，当下部岩石为强风化岩时，采用浆砌石挡土墙或护面墙进行支挡防护。

4.4 对坡体进行防护 建房切坡形成的新鲜坡面和坡体易遭受雨水和地表水流的侵蚀，坡顶部土体及全强风化岩易遭受植物根系的破坏，从而引发崩塌、滑坡地质灾害，因此，应采取截排水、坡面防护、坡顶防护，挂网喷浆、格构梁、护面墙多种工程措施对坡面和坡体进行防护[4]。

(1)截排水。截排水是建房切坡地质灾害防治的关键措施，为防止地表雨水汇流过多的向坡体渗透、侵蚀坡顶和坡面，在坡体外围上部稳固地段修建环形截水沟，确保强降水时坡体上方的地表汇流能快速排出。

在建房开挖边坡的外围，修建环形截水沟，排水沟至切坡开口线的距离以5米为宜，土层薄的，可适当减少；土层厚的，要适当增加。截水沟可采用素混凝土、浆砌片石、U 型槽等材料，排水沟过水断面的宽和深取0.5-0.7 m 为宜。在各级台阶内侧以及房屋后侧地坪要设置排水沟。在房屋后方自然山坡上，尽量不布置引水渠、引水管、塘坝、蓄水池和蓄水塔等供水系统。如果无法避免，则要严加管理，经常检查清理维护，做好防漏防渗措施，避免引水系统渗漏引发山坡失稳。此外，坡体支护工程一定要设置泄水孔排出后侧的地下水。

(2)坡面防护。除硬质岩石边坡外，均要进行坡面防护，可采用浆砌片石护面墙护坡、喷射混凝土护面，有条件时可采用土钉墙或者锚杆加挂网护坡。

(3)坡顶后侧山坡的防护。植被虽然对稳定边坡具有很好的作用，但当切坡上部自然斜坡较陡，表层土体松软或强风化岩石破碎时，过密过高的乔木或竹林反而更易引起表层滑坡，造成更大危害。原因是树木随狂风摇摆时会加剧根部土体的松动，促进水体的入渗，增加坡体重量，降低土体抗剪强度，增大切坡坡顶上部崩滑体的下滑力或倾覆力，并在短时间内使滑坡范围扩大或使滑动的时间滞后，而倒伏的树干和竹子更易使房屋受损。因此，一般要砍除切坡开口线上部山坡的高大树木和竹子，砍除范围5-10米，清理后的空地可种植草皮或低矮灌木。

5 现有危险大的建房切坡治理措施

现有危险大的建房切坡必须尽快进行治理，治理措施要充分考虑经济合理性或住户的经济条件、房屋结构以及房屋后侧边坡的形态，主要有搬迁避让、工程治理、生物措施等三类治理措施。

5.1 搬迁避让 崩塌、滑坡地质灾害规模较大、危险性大、防治工程措施复杂、防治经费投入大的地质灾害隐患点，一般不采用工程治理，选择避让地质灾害危险，搬迁新农村建设安置点，最具有经济效益和社会效益。对交通条件差，群众生产、生活极为不便的山区，且居民有搬迁愿望，或威胁对象为建筑年代早、易损毁的土砖房，威胁对象为靠政府救济的残疾人、孤寡老人，结合新农村建设、城镇建设规划及扶贫政策进行集中安置。

5.2 工程治理

5.2.1 滑坡治理工程措施 对于正在活动的滑坡，一般的工程布置应避开滑坡，尤其是一些大型滑坡或滑坡群所在地段应是工程避开的地方。当必须进行处理时，首先要查明滑坡发生的原因，了解当前滑坡活动的主要激发因素，从而采取正确的治理措施。处理时，原则上应一次根治彻底，不留后患。主要防治措施有：抗滑桩加固、挡墙抗滑、移载、截排水以及护坡[4]。

(1)截排水。在滑坡体外围，设置环形截水沟，挡截并旁引上部山坡地表径流；在滑坡范围内，充分利用地形和自然沟谷，布置树枝状排水系统，尽快排出地表水流；滑坡范围内的湿地和泉水出露处，采用渗沟及明沟尽快排出。滑坡体内部的地下水，采用水平排水钻孔排出，或借助勘探钻孔垂直穿透滑床及隔水层将地下水转移到其下伏的另一较强透水层中去。

(2)抗滑桩加固。对于土质滑坡，岩质全风化、强风化带的滑坡，在屋后削坡空间受限时，最合适采用设桩抗滑桩稳固滑坡体，抗滑桩设置的位置灵活，施工简单，开挖面积小，但必须请地质灾害防治工程设计单位进行勘察设计。

(3)抗滑挡土墙支挡。对建房切坡引发的小型滑坡，在屋后场地空间许可的情况下，可在滑坡前缘设置抗滑挡土墙，将挡土墙设在滑坡下部有稳定岩层的锁口处。

(4)刷方减载。对于上陡下缓的推移式滑坡，需采用刷方减载工程措施，减小滑坡体规模和滑坡推力，同时采用挡土墙支挡或回填压脚工程措施稳固滑坡体。

5.2.2 崩塌防治措施 采取一次性根治不留后患的工程措施，现行有效的防治工程有清除危岩、削坡减载、地表排水、支挡墙、护面墙和支撑墙。

5.2.2.1 清除危岩体 对规模小、危险程度高的危岩体，在危岩体下方地表坡度比较平缓、具有0.5～1.0倍陡崖高度的地形平台上无重要建构筑物及居民居住或危岩下方具有有效防御措施条件下，可采用清除处理。

5.2.2.2 削坡减载 通过削坡减载消除崩塌隐患体，降低斜坡高度、减小坡度，是防治建房切坡崩塌最有效的工程措施。根据斜坡体岩性组成、风化程度、结构面发育特征确定削坡减载方法。

(1)坡高小于8.0 m 削方减载方法。土质边坡，坡高5.0 m 以下按30-35°削坡，5.0 m 以上按两级台阶削坡，土质密实的边坡，削坡坡度45-50°。强风化片麻岩或花岗岩岩质边坡，具有散体及碎裂结构，按45-50°削坡，台阶宽≥2.0 m。在顺向坡时，按小于45°削坡；中风化岩质边坡，有碎裂结构的，按55-60°削坡，在顺向坡，按45-55°削坡。土岩组合边坡，设置两级台阶，上部削坡30-40°、下部削坡60-70°。

(2)坡高大于8.0 m 削方减载方法。强风化片麻岩或花岗岩岩质边坡，设置成台阶状，台阶宽度≥2.0 m，高度控制5.0 m 以内，边坡按45-50°进行削坡，对于顺向坡，按滑坡地质灾害的处理方法。碎裂结构的中风化岩质边坡，设置成台阶状，台阶宽度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以内，按55-60°进行削坡，对于顺向坡，尽量按顺坡结构面削坡。块状结构中风化花岗岩边坡，外倾结构面倾角大于75°或者小于35°时按60-70°进行削坡，在35-75°之间，要设置成台阶状，台阶宽度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以内，按55-60°进行削坡。对于层状结构、中风化、顺向坡的片麻岩边坡，设置成台阶状，台阶宽度≥2.0 m，高度控制8.0 m 以内，按50-60°进行削坡。

5.2.2.3 坡面防护 对于由土质边坡、土岩质边坡及强风化层边坡，在清除危岩、削方减载及支挡以后，为防止新鲜坡面和坡体进一步风化、雨水侵蚀、冻融的影响，应及时进行坡面防护。强风化岩质边坡可采用M10浆砌片石墙对坡面进行封闭防护，厚度一般0.2-0.4m，坡度与切坡坡面一致，还可以采用挂网喷浆护面进行保护，但一定要在防护面上设置泄水孔。土质边坡及挡墙后的填土边坡最适宜采用三维网植被以及草皮进行绿化护坡。

6 建房切坡地质灾害应急处置工程措施

6.1 在坡体上方修筑截水沟将地表水引出危险区 当滑坡、崩塌体尚未稳定，或者后山斜坡仍存在滑动、崩落危险时，可根据现场情况，迅速挖掘排水或截水沟渠，将上方山坡汇水引出危险区，截水沟沟底需采取夯实、铺填塑料布等防渗措施处理。

6.2 尽快砍除切坡坡顶上方的高大树木，防治后缘继续崩塌或滑坡 切坡崩塌后的坡体以及滑坡后缘坡体由于前方岩体和土体突然离开而临空，且遭受了一定的牵引力作用，坡体稳定性差，难以承受上方高大树木荷载及风动应力的影响，极易再次发生崩塌、滑坡，因此，要尽快砍除坡顶后方5-10米范围的高大树木，维持坡体稳定状况。

6.3 及时封堵滑坡拉裂缝，防止地表水渗入 滑坡后缘出现裂缝时，应及时进行回填或封堵处理，防止雨水沿裂缝渗入到滑坡中。可以利用塑料布直接铺盖，或者利用优质粘土回填封闭，也可以利用混凝土预制盖板遮盖。崩塌裂缝不必处理，人员绝对不要靠近。

6.4 利用填土反压坡脚减缓滑坡体滑动，保护房屋财产 当山坡前缘出现地面鼓起和推挤时，表明滑坡即将滑动。这时应尽快在前缘堆积砂石压脚，抑制滑坡的继续发展，为财产转移和滑坡的综合治理赢得时间。

6.5 禁止立即清除屋后崩塌或滑坡堆积物 崩塌或滑坡堆积物十分松软，清除后会引起上方堆积物崩塌滑坡，清除过程中还可能遭受后续崩塌和滑坡。有的居民因急于保护房屋和财物，立即去清除堆积体，或者因为房屋进水，开挖及疏导坡脚排水沟，在大别山区已发生多次人员被埋压的事件。

7 结论

大别山区农村建房切坡地质灾害类型为崩塌和滑坡，是地质灾害隐患的主体部分，其分布点多面广，具有隐蔽性、突发性和群发性的特点。引发因素是建房切坡，诱发因素主要是连续降雨和强降雨。对于新建建房切坡，在地质灾害防治工程措施上，主要是要做好新建建房切坡的科学选址、设置合理的边坡形态、对软弱坡体进行支护、对坡面和坡体进行工程防护。对于现有危险性大的建房切坡，治理工程要根据实际情况采取搬迁避让或工程治理，其治理工程要根据实地条件选择，主要有抗滑桩加固、抗滑挡土墙支挡、移载、截排水和护坡等工程。在建房切坡发生崩塌、滑坡地质灾害以后，首先是撤离住户人员，然后采取一些必要的应急治理工程措施，如截排水、砍除坡后树木、填埋裂缝、反压坡脚等，以延缓崩塌、滑坡的发展，在保护房屋财产的同时，为工程治理赢得较充分的时间，同时绝对不能立即清除屋后崩塌或滑坡堆积物，以防造成人员被埋压伤亡。