皖南山区某地滑坡致灾机理与防治措施

朱训和，相健波，徐生平

（1.安徽省地质矿产勘查局311地质队，安徽 安庆 246000；2.安徽省地质环境监测总站，安徽 合肥 230001）

随着我国社会经济的高速发展，资源储备进程的不断推进，人类工程活动对自然斜坡的日益改造，导致坡体的天然应力场平衡遭到破坏，直接或间接的触发滑坡灾害屡见不鲜，严重威胁着当地人们的生命财产安全。

安徽省绩溪县突降特大暴雨，14时～17时连续三个小时的降雨量达到96.5mm，15时至16时最大小时雨强达37毫米，刷新了当地地区的环境气象历史记录，特大暴雨袭击导致境内多处山体滑塌、道路冲毁、通信受损；地质滑坡致使材料运输道路受到堵塞，严重会产生人员伤亡。

1 地质环境背景

1.1 地形地貌

区内地形切割强烈，斜坡发育，属构造侵蚀地貌。山体大致呈南东向展布，滑坡体位于所处位置的中下部，微地貌周边高、中间低，自然山坡坡度30°～45°，局部大于60°，周边狭窄深切的冲沟呈“V”字型发育。

1.2 气象水文

滑坡研究区域属北亚热带湿润季风气候区，雨量充沛，四季分明，温和湿润，多年平均降水量1630.3mm，降水集中在5月份～8月份，主汛期具有明显降雨集中、短时强降雨频次多和连续降雨时间长的特点。据当地矿山研究区域雨量监测站资料，降雨量分别达到188mm、210mm、251mm和296mm，远超引发地质灾害的致灾临界雨量阈值，极端强降雨导致多处突发地质灾害。

1.3 地层与构造

第四系残坡积（Q4edl）：灰褐色、黄褐色，含碎石粉质粘土，碎石含量15%～30%，呈棱角状，分选性差；根据工程揭露滑坡体中上部厚度约5m，滑坡两翼及坡脚薄，厚度小于1m。残坡积层结构松散，含水且透水；不良矿体结构是突发性地质灾害发生的根本内因。

1.4 水文地质特征

根据地层岩性、含水介质及地下水动力条件，将区内地下水类型划分为第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。地下水主要接受大气降水的入渗补给，动态变化大，迳流方向总体为自坡顶顺斜坡向坡脚运动汇入石门亭河。

地下水位严格受降雨控制，其变化与降雨量同步，降雨因子对斜坡的稳定性起了非常重要的作用[1]。

1.5 人类工程活动

区内人类工程活动比较强烈，主要表现为坡地开垦和削坡建路两个方面。

研究区位于天目山北麓余脉，典型的山区小气候有利于山核桃生长发育。山坡原为灌木林地，植被发育；为增加农民收入，调整产业结构，地方政府鼓励农民开垦种植山核桃，人为改造了地质环境。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡类型

根据现场详细调查，结合地质工程测绘、勘查与高密度电法剖面解译等基础资料，判定该滑坡为浅层土质牵引式小型滑坡[2]，成因类型属强降雨引发型[3]。

2.2 滑坡形态、规模及周界特征

滑坡位于绩溪荆州乡下胡家村下村党组，微地貌属斜坡地形，岩土质边坡；滑坡位于山坡中下部，滑坡体所在坡体为顺向结构，坡面朝阳，中心地理坐标：E118°52′27″，N30°11′57″；长约120m、宽约20m～45m，厚约0.5m～5m，平均厚度大约2.8m，总体积约15000m3，主滑方向120°。滑坡堆积体呈粘稠状，堆积于下方的材料运输道路上，部分冲至石门亭河内。滑坡后缘高程728.09m，前缘剪出口高程646.18m，相对高差81.91m，坡度30°～60°，平面形态近舌状，剖面形态呈折线型。

2.3 滑体特征

滑坡体物质以第四系全新统残坡积含碎石粉质粘土为主，灰黄色，湿，可塑，地质表面顶部见植物根茎。风化后的泥质灰岩呈棱角状不均匀分布，含量小于30%。整体结构松散，易于雨水入渗。

2.4 滑带特征

滑带为第四系残坡积土与下伏基岩接触界面，滑动面为一倾斜平面，倾角为40°～45°，滑带土以粉质粘土为主，湿～稍湿，可塑，手捏有较强的滑感，滑面上具有明显的擦痕；高强度降雨不利于地下水沿接触界面及时排出。

2.5 滑床特征

滑床岩性为中风化微晶灰岩，灰白色，厚层状结构，裂隙微弱发育，渗透性差，视为本区相对隔水层，地下水入渗运移至该界面时遇阻富集，致使接触面岩土软化形成饱水软弱带，具有上部富水下部隔水的水文地质特征；新鲜基岩完整，稳定性良好。

3 致灾机理

3.1 地质环境条件

地质灾害发生是在自然属性和经济属性的耦合作用下形成的，地质环境条件是内在因素。斜坡残坡积层发育，厚度约0.5m～5m，其结构松散，孔隙率大，透水性强，吸水后地下水位随即上升，松散层发生软化变形，坡体荷载增大，为滑坡的发生提供了充足物源。

3.2 强降雨外因

高强度降雨是导致地质边坡滑坡发生最主要的激发因素之一，突发性地质灾害与降雨强度呈高度正相关。滑坡所处斜坡原始坡面呈漏斗状，有利于地质表面水汇集；久旱干燥后遭遇9日～10日两天集中强降雨天气，雨水便迅速沿孔隙、裂隙和裂缝直接渗入结构疏松的坡体内，地下水的渗流作用致使浸润线以上残坡积层重度快速增加，抗剪强度急剧下降，在抗滑段和牵引段的应力集中区因重力下移，产生的多组差异结构面导致局部拉裂而发生垮塌和崩滑。

3.3 人为因素

工程施工修建过程中，对坡脚进行了机械开挖，形成高度2m～10m、坡度60°～70°的高陡边坡，工程切坡改变了斜坡原始结构与力学平衡，减小了前缘抗滑段的阻滑力，破坏了坡体的天然稳定性。工程坡脚修建高约0.6m～1.0m、宽约0.40m的干砌块石挡墙，虽采取了简易防护措施却难以阻挡地质灾害发生。

3.4 演化机理

根据现场调查，结合综合资料分析，该处滑坡在强降雨的激发下坡脚临空面首先发生剪切破坏，继而牵引滑坡中后部发生快速变形滑动，其演化机理表现为滑移—拉裂—剪断破坏模式。

4 防治措施

4.1 设计原则

根据地质滑坡防治工程相关规范，结合滑坡结构、变形特征和场地条件，遵循因地制宜和生态环境的设计原则，做到一次根治不留后患，消除社会影响。

4.2 方案设计

滑坡治理工程目前国内比较成熟措施为排水工程、削方减载、工程基础注浆加固、抗滑工程、锚索（杆）工程、格构锚固工程、挡墙工程和生物防护工程等。

该滑坡防治工程为II级，使用年限为50a，设计允许安全系数取值1.35。通过对滑坡发生机理的综合研究，采用定量方式优化治理方案，确定最终工程治理措施为：刷方减载＋桩板墙＋钢筋混凝土挡墙＋主动防护网＋截排水工程＋生物治理工程＋监测工程的组合治理方案（图1）。

（1）排水工程。治坡先治水，为确保坡面排水通畅，在位于坡面、桩板墙墙脚及坡脚处采用C2O混凝土现浇铺筑截、排水沟各200m，在工程边坡脚处修筑跌水池与坡面排水沟相连。

（2）削方减载。对坡面上不稳定岩土体采用机械+人工的方式进行清理；为减小滑坡牵引段的推力，在滑坡后缘削坡卸载形成两个平台，按照1:1.0放坡，平台宽度3m，台阶高度5m～8m，边坡角45°。

图1 地质工程段滑坡治理工程平面布置图

（3）地质工程基础混凝土挡墙。为防止坡面崩落块石，在距坡脚4m～5m处设置一道悬臂式混凝土挡墙，挡墙长度35m，高度3m，内设落石槽。

4.3 治理效果

治理工程于2020年初竣工，日常观测数据表明主体工程未发生位移迹象，滑坡体处于稳定状态，工程治理达到了预期目的，治理效果显著。

5 结论

本文以滑坡为研究对象，从地质环境条件、滑坡体变形破坏特征和影响因素等方面分析研判了该滑坡的孕灾条件、成灾因素和致灾机理；作者认为，区内的微地貌类型、岩土体结构和水文地质条件是形成滑坡的内在机理，极端气候条件和人类工程活动是滑坡发生的激发机理。