东源县新港镇某边坡灾害特征及稳定性评价

2021-04-15魏敏

西部探矿工程 2021年4期

魏敏

（广东省核工业地质局二九二大队，广东河源517000）

新港镇某边坡灾害位于东源县县城南西245°方位，距东源县城约10km。2019 年6 月受龙舟水影响发生局部崩塌，并且山坡具有发育更大规模崩塌灾害的自身地质条件，更易受外部因素诱发，再次发生崩塌的可能性极大。潜在地质灾害威胁和影响约160人，潜在经济损失1500 万元，加强边坡灾害特征和稳定性研究是进一步制定治理措施的基础。因此，本文以该边坡为研究对象，分析其稳定性。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌条件

1#工程区地貌为丘陵，地势总体北东高南西低，山坡主要由砂质粘土及中粗粒黑云母花岗岩风化土层组成，植被较发育，坡面已进行4 级放坡，1#工程区高程134～181m，崩塌体高约37m，坡度约45°～60°，山坡植被覆盖良好。2#工程区地貌为丘陵，地势总体南西高北东低，山坡主要由粉质粘土及中粗粒黑云母花岗岩风化土层组成，植被较发育；自然山坡较陡，2#工程区高程134～172m，崩塌体高约27m，坡度约45°～60°，山坡植被覆盖良好，有松树、茅草及灌木，坡下房屋众多，人口密集。

1.2 地质构造条件

研究区未见断裂构造。

1.3 水文地质条件

研究区地表无溪流，按地下水赋存介质不同，主要为松散岩类孔隙水及基岩裂隙水。

（1）第四系土层孔隙水。研究区第四系含水层主要为第四系残积层粉质粘土孔隙水，地下水水类型为上层滞水，水量贫乏，水位及水量受季节降雨影响较大，向场地深部及北东侧山间沟溪低洼地段径流排泄。

（2）基岩裂隙水。工程区岩体裂隙较发育，地下水主要附存于晚侏罗纪花岗岩基岩层，富水性由中高—贫乏；研究区地下水动态变化具季节性，主要受降雨季节支配，且由于降雨在年内分配不均，不同季节的蒸发度、湿度也不同，故渗入补给量亦随季节而变化，雨季是地下水获得补给最多的季节。此外，基岩裂隙潜水与大气降雨关系密切，水位及水量随降雨量变化明显。地下水的径流排泄与地形地貌、地层岩性密切相关，区内地下水流向与地形倾斜方向基本一致，地下水排泄主要以渗流的形式排入北东侧溪流中，随地势不同地下水位高低也有所不同。

1.4 不良地质现象

研究区由于修建建筑物，斜坡经人工开挖，形成高边坡，土层以砂质粘土为主，在雨季局部仍有小规模崩塌。

1.5 人类工程活动

研究区属于丘陵地貌，平地面积远不能满足该区域居民生活的需要，很多住宅楼、旅游风景区、学校等均在山边削坡扩宽平地而建，由此形成了大量的人工挖方边坡，边坡一般高7～32m，坡度一般为60°～70°，而且边坡与房屋距离近，由于资金和防灾意识的缺乏，边坡均呈裸露状态，未采取缓坡处理和支护措施。

1.6 岩土体特征

研究区岩土体根据工程地质分类主要为残积层、全风化中粗粒黑云母花岗岩、强风化中粗粒黑云母花岗岩，自上而下特征为：

第①砂质粘土：褐黄色，硬塑，系花岗岩残积土，其主要成分为粉粘粒，含部分砂粒，表层为耕植土，刀切面粗糙，手捏稍粘手，干强度中等，韧性中等。该层主要在南侧崩塌坡体内分布，揭露层厚1.70～6.30m，平均厚度3.52m。

第②-1全风化花岗岩：黄褐色，母岩结构尚可辨，岩石已风化成土状；岩芯呈土柱状，用手捏易散，遇水易软化、崩解，干钻易钻进。该层在南侧崩塌坡体和北侧高边坡内均有分布，揭露层厚1.70～11.80m，平均厚度8.03m。

第②-2 强风化中粗粒黑云母花岗岩：黄褐色，原岩结构可见，矿物已基本风化，风化裂隙极发育；岩芯呈半岩半土、砂土状为主，手可捏碎，合金钻头可钻进。该层主要在南侧崩塌坡体内分布，未揭穿，揭露层厚10.90～22.20m，平均厚度15.4m。

项目区工程布置见图1。

2 地质灾害特征

2.1 空间分布特征

（1）1#工程区后山高边坡。根据现场调查，高边坡平面呈阶梯形，为土质边坡，坡度约45°～60°，宽约150m，边坡高约37m，长约40m，厚度约1.5m，预估体积为9000m3，潜在崩塌体规模为大型。此外，坡面仅进行4级放坡，但未进行加固治理，在长期雨季雨水冲刷作用下坡体土体在饱和状态下易发生灾害。

（2）2#工程区崩塌边坡。根据崩塌现场调查，该崩塌体平面呈不规则形，纵向上呈凹形，宽约100m，长约30m，崩塌体前缘挡土墙高约2.0m，坡顶修筑有简易截水沟，部分地段已开裂。2018 年6 月因暴雨发生局部崩塌，2019 年6 月因暴雨发生二次崩塌。坡向为26°，平均厚度约2.0m，总体积6000m3，潜在规模为大型。

2.2 物质组成及结构特征

根据钻探揭露及地表调查，研究区由残积层和全风化中粗粒黑云母花岗岩组成。其中，残坡积层以砂质粘土为主，主要有粉粘粒组成，含部分砂粒，褐黄色、土黄色、土红色，稍湿，结构松散，粘性强；全风化中粗粒黑云母花岗岩，黄褐色，母岩结构尚可辨，岩石已风化成土状，岩芯呈土柱状，用手捏易散，遇水易崩解，强度降低。

2.3 破坏特征及影响因素

通过外业调查，1#工程区后山高边坡和2#工程区崩塌边坡均是因削坡建房开挖坡脚而形成的高陡边坡。其中，1#工程区曾在2005年6月，暴雨引发山体出现大面积滑塌，进行4级放坡，每个台阶设置有简易截水沟，坡面进行了绿化，但未进行加固治理，该坡面最高约37.0m，汇水面积约6000m2，坡面为砂质粘土透水性好，在长期降雨条件下，地表水易冲刷坡面，且向坡脚渗透径流，可在土岩界面附近形成暂时性孔隙潜水，对斜坡的稳定性不利；2#工程区坡脚距房子后墙约1.7～3.5m，坡脚建有2m高挡土墙，2018年6月因暴雨发生局部崩塌，2019年6月因暴雨发生二次崩塌，坡顶修筑有简易截水沟，部分地段已开裂，坡面土质松散，汇水面极大约3000m2，遇水浸泡易软化或崩解，在台风暴雨、长期降雨或极端天气下极易发生倾倒式滑移、垮塌。综上所述，1#工程区和2#工程区边坡在天然状态下工程性质一般—较好，在极端天气下，该边坡稳定性较差，危险性大。

3 高边坡成因类型

3.1 边坡类型及变形破坏模式

1#工程区所在斜坡为土质斜坡，宽约150m，边坡高约37m，长约40m，厚度约1.5m，预估体积为9000m3，潜在崩塌体规模为大型。按斜坡性质分类，该边坡属土质类型，坡面受地表水冲刷，可在土岩界面附近形成暂时性孔隙潜水，易形成滑移试崩塌。2#工程区所在斜坡为土质斜坡，该崩塌总体宽约100m，长30m，高27m，预估厚度约2.0m，预估体积为6000m3，潜在崩塌体规模为大型，崩塌体主要为残积土及全风化中粗粒黑云母花岗岩；按崩塌体性质分类，该崩塌属土质类型；按崩塌体移动形式，属滑动型崩塌（垂直移动距离大于水平移动距离），对坡脚破坏性强。

3.2 边坡成因及影响因素

地质灾害的形成包括三个基本条件和一个诱发因素，基本条件包括地层岩性及地质构造条件、地形及地貌条件、气候及径流条件，诱导因素如人工开挖坡脚、破坏自然排水系统、坡顶堆载、地震等[1]。从地质灾害产生、发展的过程分析，地层岩性、地质构造、地形地貌条件是其产生的主导因素，气候及径流条件是本滑坡发展的重要条件，人类工程活动（斜坡前缘开挖形成高边坡、开挖坡脚）是地质灾害进一步发展的诱发因素[2]。

（1）地层岩性条件。1#工程区和2#工程区所在斜坡下伏基岩为中粗粒黑云母花岗岩，上层的第四系残坡积粉质粘土平均厚度3.52m，全风化中粗粒黑云母花岗岩，平均厚度为8.03m，为滑坡、崩塌的形成提供了物质基础。

（2）地质构造条件。工程区地表未发现构造，但表层为坡积砂质粘土，强风化中粗粒黑云母花岗岩，砂质成份多，透水性较好，土岩界面附近形成暂时性孔隙潜水，接触面上受雨水浸泡，容易在其界面形成软弱层，易形成滑坡、崩塌地质灾害。

（3）地形及地貌条件。研究区地貌为丘陵，地势总体南西高北东低，植被较发育，自然山坡陡，主要由粉质粘土及中粗粒黑云母花岗岩风化土层组成，坡脚处为人工切坡，为滑坡、崩塌形成提供了足够的临空条件。

（4）气候及径流条件。工程区属亚热带海洋性季风气候，降雨丰沛，多年月平均降雨量大。地表土质松散、多孔隙，降水迅速入渗，不仅严重降低了土体的抗剪强度，而且增加了土体的重量，使土体产生更大的下滑力。大气强降雨是诱发边坡失稳的不利因素。

（5）人类工程活动。人类工程活动是滑坡产生的诱发因素。修建房屋、道路，开挖坡脚，也打破了山坡原有力学平衡；2#工程区另有村民在山坡上耕地种菜，使上层残积土更加松软，人类工程活动是诱发滑坡的主要原因。

4 边坡稳定性评价

4.1 宏观稳定性判断

野外勘查表明，1#工程区坡面土体砂质成份多，易受地表水冲刷，透水性较好，土岩界面附近形成暂时性孔隙潜水，宏观判断稳定性较差；2#工程区在雨季多有小规模崩塌，特征明显，坡顶修筑有简易截水沟，部分地段已开裂，遇水浸泡易软化或崩解，偶尔发生表层土溜现象，宏观判断稳定性差。综上所述，研究区坡面高陡，土体为砂质粘土，砂质成份多且结构松散，雨季地表水沿坡面冲刷和下渗，在土岩界面附近形成暂时性孔隙潜水，产生动水压力和孔隙水压力，降低了土体的抗剪强度，导致边坡失稳，威胁坡脚群众生命财产安全。

4.2 稳定性计算分析

边坡场地地质环境属简单类型，均为土质边坡，坡高37m，破坏后果为严重，综合确定该边坡工程安全等级为一级。本次计算采用瑞典条分法，计算通过理正岩土计算6.5PB3 软件完成[3]。计算工况分为两个：①工况1 为天然状态，考虑地下水作用；②工况2 为饱和状态+地震作用，考虑50年一遇暴雨情况，滑坡体充分过水。计算结果见表1。

表1 不同工况下边坡稳定性计算结果表

根据计算结果，边坡体在1-1′号剖面附近经计算分析，该段边坡在天然状态呈稳定，在饱和+地震状态下呈基本稳定；2-2′剖面附近，该段边坡在天然状态及饱和+地震状态下呈基本稳定；3-3′剖面附件，该段边坡在天然状态及饱和+地震状态下呈稳定；4-4′剖面附近，该段边坡在天然状态呈基本稳定，在饱和+地震状态下呈不稳定；5-5′剖面附近，该段边坡在天然状态呈欠稳定，在饱和+地震状态下呈不稳定。