基于湘西地区典型红层滑坡应急工程设计探讨

刘 锋，隆 威，尹 欧

（1.中南大学地球科学与信息物理学院，湖南 长沙 410083；2.湖南省地质调查院，湖南 长沙 410116）

2017年5月，湘西地区普降暴雨，引发了该地区山体1处滑坡地质灾害，直接经济损失达20万元，矿区周围受威胁人口达115人，威胁资产约为117万元，险情等级为小型。灾情发生后，当地国土局、镇政府等相关领导和工作人员及时赶赴灾害现场，指挥抢险和安抚群众。由于组织迅速得力、抢险及时有效，该矿山滑坡均未造成人员伤亡及重大财产损失。

为保障和改善周围生存环境，防止滑坡给当地生态环境造成更大损害，及时消除隐患，急需对该滑坡地质灾害进行应急治理。

1 地质灾害概况

滑坡体（H）位于某研究区域坡上一处滑坡后，发生时间为2017年5月22日上午11点，滑坡体积约为2300m3，滑坡体总体向下滑动3.2m，损毁了滑坡体前缘的矿山周围生态环境，以及周边地区房屋建筑，其灾害进深约为6.2m，直接经济损失达20万元。目前受威胁的115口人，威胁资产约为117万元，险情等级为小型。

该滑坡的主滑方向125°，滑坡体外型特征近扇形，长20m，宽29.3m，厚4m，规模2344m3，规模为小型土质滑坡体，属浅层推移式滑坡，滑动面为沉积岩层面。岩层为白垩系泥岩，地层产状为131°∠25°，基本为顺层滑坡，滑坡后沿陡坎坡度65°～70°，高3.5m～4.0m，滑坡后沿滑距3.2m，前沿剪出0.7m，滑坡体整体坡度20°～28°。

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

区内为低海拔山区，处于武陵山脉和雪峰山脉过渡地带，海拔一般在300m～500m，矿山滑坡地貌为南北高，中间低，地形坡度一般在20°～30°之间，冲沟发育，植被发育较好。

2.2 地层岩性

区内地层较为简单，上部出露残坡积粉质粘土，单层结构，下伏基岩地层为白垩系粉砂质泥岩。现将各地层列述见下表。

表1 地层特征一览表

2.3 水文地质条件

据现场调查，滑坡区地下水类型以松散岩类孔隙水为主，其次为白垩系基岩裂隙水。

表2 水文地质条件一览表

2.4 工程地质条件

结合湘西红层区内矿山开采地段的工程勘察资料，初步确定本滑坡的岩土体工程地质特征，具体见下表3。

表3 地层特征一览表

3 成因分析及发展趋势

3.1 成因分析

据实地调查及综合研究分析，滑坡产生主要有以下原因。

3.1.1 坡面地表水作用

滑坡体所处矿山研究区域山坡上，坡面较陡，上山小路为主要排水沟，下雨时路上水流量较大。由于滑坡后缘坡地生长植被，导致雨水直接进入地下，不再顺地表水沟形成明流。白垩系红层风化层遇水极易软化，加之原边坡陡峻，结构软弱，易形成滑坡。

3.1.2 开挖坡脚

矿山工程建筑开挖坡脚，造成滑坡前沿地段坡面临空，使斜坡原有的力学平衡被破坏，稳定性降低，引发地质灾害，本次滑坡前沿因矿山工程建筑，对坡体平衡造成一定的影响。

3.1.3 岩土体力学强度低

该地段土体类型均为残坡积粘性土，单层结构。粘土层粘性强，但是在降雨及强降雨的作用下易吸水软化，变成软塑及流塑状态，强度较低；中部为强-中风化的泥岩，下部为弱风化，边坡陡峻（20°～28°），岩土交界面及岩层风化面在暴雨作用下极易发生滑坡。

3.1.4 暴雨

暴雨是引发滑坡地质灾害的主要因素。进入5月份以来，该地区普降中到大雨，且降雨时间长，雨量大，由于地表粘土体在吸水储存大量降水，除增加了本身重量外，地表水的渗入还使土体因荷载形成的拉张裂缝泥化、上下贯通，土体黏聚力减低，从而引发矿山滑坡。

3.2 发展趋势

据现场勘查，滑坡目前仍处不稳定状态，依据如下：（1）滑坡地段地势陡峻，坡体坡度＞20°，堆积体疏松，边坡临空面大，稳定性差；

（2）滑坡周边斜坡有拉张裂缝发展，并有零星土体垮落，斜坡坡脚有地下水渗出。

由此可见该处边坡稳定性差，若不进行防护，再次发生滑坡地质灾害的可能性大。滑坡发展趋势主要向顶部及周边伸展，危及民宅和生命安全，危险性大。

4 治理工程设计参数

根据对该滑坡勘察所取得的地质资料及目前滑坡的滑动状态，采用反演分析方法，选取典型的横断面反算滑面的力学参数，并将此反演值作为滑坡处理设计时的参数值。地下水是诱发滑坡的因素之一，在滑坡稳定性分析中，均考虑了地下水的扬应力。具体工程设计参数见下表。

表4 边坡设计岩土参数表

5 应急治理工程部署

根据滑坡体特征及场地实际情况，建议采用：清除滑坡体+坡脚挡土墙+截、排水沟+绿化的应急治理方案。

（1）对滑坡体及滑坡体后缘上方进行削坡，修整后坡度为1:2，方量为967m3；

（2）削坡后，在坡脚修砌长27m、顶宽1m、底宽1.875m、墙高2.5m、基础深1.5m的片石挡土墙，对上方陡坎护坡；挡土墙采用MU30毛石和M7.5水泥砂浆砌筑，外墙用M10水泥砂浆勾缝，墙顶用1:3水泥砂浆抹面，墙体布设两排泄水孔，上下错开，采用Φ80PVC管作泄水管，外倾3%。

（3）在对滑坡体进行削坡后，对斜面进行绿化，种植紫穗槐。

（4）为避免滑坡后缘的地表汇水入渗、软化土体，设计在滑坡后缘周界以外5m位置处设J1环形截水沟；在坡体前缘挡土墙下修筑P1排水沟；在滑坡体南侧木屋前修建P2排水沟，排入道路边沟。

6 结论及建议

（1）建议区内红层滑坡易发地区以降雨预警为主，后期治理工程以应急治理为主，及时减灾防灾，确保当地矿山工程工作顺利进行。

（2）应急治理工作应避开雨季施工，安排专人对滑坡体进行监测，雨季加密；发现问题坡体裂缝突变等应立即上报，停止施工，通知灾害点人员快速撒离。

（3）该滑坡地质灾害严重影响了当地工业生产的正常进行，生产区域内灾害小，但是因经济能力有限，严重影响矿山工程生产的脱贫致富建设。建议对本次地质灾害进行应急治理，投入急需的资金，利用当地百姓的人力资源，最大限度降低地质灾害对当地矿山工程施工的危害，同时也体现了“以人为本”和“构建和谐社会”的核心内容，社会效益巨大。