晋中市和顺县松烟镇东坡村凤凰坡滑坡地质灾害成因分析及治理设计

2021-04-19林强

世界有色金属 2021年3期

关键词：后缘坡体滑坡体

林强

（山西省地勘局二一四地质队，山西运城 044000）

1 项目交通位置

和顺县位于山西省东部边陲，是山西省晋中市所辖的一个县。东邻河北省邢台市，西连榆社县、榆次市，南与左权县接壤，北界昔阳县、寿阳县。项目区位于和顺县松烟镇东坡村。(图1)。

2 防治工程等级

（1）治理的必要性分析。东坡村凤凰坡滑坡每年都在活动，雨季变形迹象尤为明显，滑坡中后部出现多条裂缝，并伴有局部小型垮塌。坡体前缘部分房屋墙壁、地板出现裂缝，对居民的生命和财产造成严重威胁。东坡村凤凰坡滑坡后缘、中部及侧边界均发育有数十厘米宽的拉张裂缝，并随着时间推力，变形每年都在加剧。根据勘查成果表明该滑坡在暴雨、暴雨+地震工况条件下欠稳定，若不治理，一旦该地区降雨达到2012 年的降雨强度（即24 小时降雨量达到120.30mm），该滑坡将再次发生大规模的变形，直至发生整体失稳破坏。在不利工况下该滑坡一旦成灾，将对滑坡体上的居民区居民的生命财产安全造成威胁。直接威胁居民110户，503 人、东坡村水库及51 县道公路的安全，潜在经济损失约2000 余万元，安全隐患极大。因此对东坡村凤凰坡滑坡进行治理是必要的和紧迫的。

（2）防治工程等级。根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）、《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ0240-2004）规定，滑坡危害对象等级为二级，防治工程等级为Ⅱ级。

3 滑坡基本特征

滑坡区位于和顺县松烟镇东坡村，属中低山区，平面形态呈圈椅型，滑坡地势总体为东高西低，高点位于滑坡后缘北侧，高程1207.03m，低点位于滑坡前缘西侧，高程1140.9m，相对高差66.13m，后缘、侧壁均为小山梁，坡面呈台阶状，总体坡度20°～30°。滑坡体为第四系残坡积粉质粘土，滑坡体下方民房密集。滑坡平面形态呈不规则圈弧状，沿滑动方向长180m，最宽处218m，滑坡面积27665m2，根据钻探、山地工程揭示资料，从纵向上看，该滑坡在空间上有较明显的变化。从纵向上看，滑体后缘较薄多为1.2m～3m；前缘较厚，厚度介于7m～10m；中部较厚，滑坡厚度一般为8m～11m。综合确定滑体平均厚度为8m；滑坡方量约22.13×104m3，规模属于中型堆积体滑坡。

表1 滑坡岩土体物理力学指标建议值表

该滑坡区内地层为中元古界长城系上长城统（Ch2）和新生界第四系(Q)地层：上长城统（Ch2）：为灰色及浅灰色、绿灰色中层状细～中粒长石石英砂岩，夹薄层粉砂岩，砂质泥岩，见交错层理，厚度约80m～120m；全新统残坡积（Q4el+dl）：紫红色-褐黄色，灰色，以粉质粘土为主，粉质粘土稍有光泽，干强度中等，韧性中等，无摇震反应，呈可塑状，而滑带土则为粉质粘土，含水量较高，呈软塑状态。

该滑坡裂缝多分布于滑坡中后部，在暴雨持续作用下将沿裂缝开裂处继续发生破坏，滑坡体在自重及斜坡地形控制下，沿基覆界面发生折线形滑动破坏，滑坡的破坏模式为推移式。影响东坡村凤凰坡滑坡稳定性的因素主要有：地形地貌、地层岩性、边坡结构、人工活动、水库蓄水、大气降水等。

4 设计目标

（1）保护目标和范围。①危害对象。滑坡一旦失稳将直接威胁到坡体坡脚位置的常住居民110 户、503 人，及东坡村水库和51 县级公路的安全，潜在经济损失约2000 余万元，安全隐患极大。②危险区范围。危险区包括滑坡滑动后可能的影响范围及滑覆区范围，据此划分原则，东坡村凤凰坡滑坡危险区范围前缘至居民区，至滑坡剪出口距离150m～220m，面积约5.3×104m2。③危害方式。危害方式包括两种：一、整体性危害，即滑坡体发生整体性滑动，破坏房屋，对东坡村居民带来巨大威胁；二、局部性危害，主要为后缘陡坎局部垮塌，规模小，下滑冲击力小，经过多次垮塌坡体已达自然休止角，处于稳定状态，避免人工开挖坡脚破坏应力平衡状态，因此危害性较小。由于滑坡威胁区人口较密集，滑坡一旦失稳，极有可能造成群死群伤等重大人员伤亡与重大财产损失事故，社会影响极大，严重影响社会稳定与和谐。

（2）保护期限。根据滑坡区建筑物的重要性和安全级别，及相关规范要求，灾害体防治工程的设计年限为50 年。

5 设计原则

（1）防治工程等级。根据确定的滑坡危险区范围，东坡村凤凰坡滑坡威胁对象主要为坡脚位置的常住居民110户、503 人，以及东坡村水库和51 县级公路的安全，危险区面积约5.3×104m2，潜在经济损失约2000 余万元，安全隐患极大。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》(DZ/T 0219-2006)的规定，该滑坡防治工程安全等级应定为二级。相应的防治工程主体工程设计标准应按20 年一遇的降雨强度设计，按50 年一遇的暴雨重现期进行校核。拦挡工程基本荷载下抗滑安全系数应达到1.30，基本荷载下抗倾覆安全系数应达到1.50。根据《建筑结构可靠度设计统一标准》(GB 50068-2011)之规定，一般构筑物的设计使用年限为50 年，本治理工程主要砌体为抗滑挡墙，故工程设计使用年限采用50 年。治理工程达到设计年限后，经过检测后再确定增修工程、利用或者拆除。

（2）岩土特征参数。见表1。

（3）抗震设计参数。据《中国地震动参数区划图(GB18306-2001)》和《中国地震动参数区划图》(GB18306-2001)国家标准2008 年第1 号修改单，和顺县地区地震基本烈度为Ⅶ度区，地震动峰值加速度为0.10g。故项目区地震设防烈度为Ⅶ度。

（4）设计工况与安全系数。滑坡治理工程设计按“自重+暴雨”工况下安全系数考虑，抗滑安全系数Kc=1.30，抗倾覆安全系数Kc=1.50。

6 治理工程总体设计

目前滑坡治理方法很多，根据该滑坡的特点，同时参考国内有关滑坡等的防治经验，并考虑到东坡村凤凰坡滑坡后缘有较好的汇水条件，为避免大量雨水渗入坡体，对滑坡的稳定性造成影响，确保坡体整体稳定和避免出现局部次级滑塌，防止造成危害，治理工程可采用抗滑支挡、地表截排水等进行综合治理，根据《可研报告》及上述对该滑坡基本特征、失稳机制及稳定性状况的综合分析，提出治理方案：抗滑挡墙支挡工程+地表截排水工程+裂缝封填工程。

（1）抗滑挡墙支挡工程。根据滑坡特征与剩余下滑力计算结果，拟在滑坡前缘布置抗滑挡墙进行拦挡，防治边坡进一步滑动、变形。

（2）排水工程。治滑先治水，水是影响坡体稳定性的重要因素，也是诱发滑坡的主要因素。因此，治理前应加强滑坡区的排水工作，减少地表水、降雨的入渗；在坡体上修建排水系统是必要的。

布置原则①从排洪安全角度考虑，分散布置沟渠，同时最大限度拦截区外降雨径流和滑坡体上降雨雨水进入滑坡体内，在滑坡区后缘布置截排水沟拦截上游坡面径流。在滑坡体上布置通畅的排水系统。②遵循随坡就势原则，尽可能利用天然沟道，以降低工程造价。