基于修水县南田崩塌隐患体的稳定性研究

肖 晔

(江西省九江市防灾减灾中心，江西 九江 332000)

修水县位于江西省西北部，区域群山环绕，研究区内河谷地貌至中山地貌均有出露，是暴雨型山体滑坡和崩塌等地质灾害易发区。南田崩塌隐患体始发于2015年8月，受连续强降雨的影响，导致在该区域发生小型崩塌地质灾害，严重影响了当地居民的正常生活。为了对该崩塌隐患体进行有效治理，本文对该隐患体的稳定性进行研究，为进一步制订治理方案提供依据。

1 区域工程地质条件

1.1 地形地貌

研究区属剥蚀丘陵地貌，整体地势南高北低，隐患区后缘最大高程159.0 m，坡脚高程135.20 m，相对高差23.80 m。自然山体坡度为25°～30°，边坡后缘植被主要为杉树、灌木、草丛，植被覆盖率85%～90%。

1.2 地层及岩性

据区域资料及调查结果，研究区出露的基岩主要为晚奥陶纪胡乐组碳硅质泥岩，上部可见较薄的第四系覆盖。

(1)第四系残坡积粉质黏土。分布于丘陵地区表土层，为灰褐色，以粉质黏土为主，含少量碎石，体积分数为10%～20%，碎石由上至下逐渐增多，成分主要为强风化碳硅质泥岩，次棱角状，大小5～20 mm不等，为残坡积成因。

(2)晚奥陶纪胡乐组碳硅质泥岩。岩性为灰褐—黑色灰碳硅质泥岩，泥质结构，中薄层状构造，主要由硅质泥岩及碳质泥岩组成，因富有机质而成黑色，可见少量燧石，上部由较薄第四系覆盖，下部基岩裸露，岩层产状为153°∠30°。表层岩体风化强烈，节理裂隙发育，强风化和较发育裂隙切割，岩石破碎，岩体完整性差。

1.3 水文地质条件

根据地下水赋存条件，区内含水层可分为松散岩类孔隙水、基岩风化裂隙水两大类。

(1)松散岩类孔隙水：主要分布在两侧河谷冲积平原中，以潜水为主，黏结度差，透水性强，平原低洼地段富含孔隙水；水位埋深0.5～6.0 m，含水层厚0.6～4.9 m，渗透系数1.37～110.08 m/d，泉流量0.039～0.221 L/s，单井涌水量4.05～332.59 m3/d；主要受大气降水补给，一般具径流路径短、水循环交替快等特点，多以隐渗方式排泄入溪河。

(2)基岩风化裂隙水：研究区内地下水主要为基岩裂隙水；主要分布于晚奥陶纪胡乐组碳硅质泥岩风化裂隙中；主要接受大气降水及地表水渗入补给，局部来自松散岩孔隙水垂向渗入补给，径流路径较短，顺坡向排泄于河谷及地洼地段；单井涌水量小于100 m3/d，泉流量一般小于0.1 L/s，径流模数小于3 L/(s·km2)，富水性为较匮乏。

1.4 工程地质条件

研究区岩土体由上至下主要可分为3个工程地质层位：残坡积层、强风化碳硅质泥岩、中风化碳硅质泥岩。

(1)残坡积层：呈灰褐色，以可塑状为主，局部硬塑，以粉质黏土为主，含少量的碎石，碎石成分为强风化碳硅质泥岩碎石，由上至下逐渐增多，次棱角状，干强度中等，摇震无反应，力学强度一般。钻孔揭露层厚0.9～1.10 m，顶部0.2～0.3 m多含植物根系。

(2)强风化碳硅质泥岩：呈灰褐—灰黑色，泥质结构，中薄层状构造，岩石为较软岩，风化强烈，裂隙发育，岩体破碎；岩体完整性差，遇水易崩解，锤击易呈碎块状，岩芯呈碎块状、短柱状。钻孔资料显示，坡面强风化碳硅质泥岩层厚7.50～12.20 m。根据本次取样测试分析，强风化碳硅质泥岩的抗压强度为27.11 MPa。

(3)中风化碳硅质泥岩：灰黑色，泥质结构，中薄层状构造，岩石较坚硬，主要由硅质泥岩及碳质泥岩组成，因富有机质而成黑色，可见少量燧石；岩石风化程度相对较低，裂缝不发育，完整性较好，岩芯呈柱状、短柱状。

1.5 地质构造与地震

根据收集的资料及访问调查，崩塌区及周边无明显断裂构造[1]。研究区地震基本烈度为6度，地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35 s，属于工程建设抗震设防区域。目前尚未发生由地震活动诱发崩塌、滑坡、地面塌陷等地质灾害的实例。

1.6 人类工程经济活动

研究区属丘陵地区，以山地为主，东南侧坡脚为修河分支北岸水。可利用的建房用地有限，区内居民均为靠山建房，房后普遍存在切坡建房现象，破坏了山体原有平衡性，易导致崩塌灾害发生。

2 崩塌隐患体特征

根据调查认为，研究区房后崩塌因兴建房屋切坡形成的高陡边坡，属人工岩质边坡。坡顶残坡积层厚0.9～1.1 m，切坡宽约147 m，切坡坡向为22°；坡脚标高135.20 m，后缘标高159.0 m，切坡高10.0～21.5 m，切坡坡度50°～70°，最大切坡高度为21.5 m，切坡不平整，整体呈上陡下缓、东高西低的形态。坡面出露的碳硅质泥岩风化强烈，岩体破碎，裂隙发育，岩层产状为153°∠30°，发育2组节理裂隙：①裂隙L1的产状为356°∠65°，裂隙面平直，裂隙面张开、贯通，裂隙间距10～30 cm，长度20～30 cm；②裂隙L2的产状为35°∠56°，裂隙面呈舒缓波状，中等张开，裂隙间距20～40 cm，长度20～50 cm。

2015年8月，该处发生小型崩塌地质灾害，崩塌体宽15 m，长约20 m，平均厚0.8 m，崩塌体方量约240 m3。崩塌体为强风化碳硅质泥岩，主要呈碎石状，含少量块石。崩塌最小块体为5 cm×5 cm×5 cm，最大块体为0.5 m×0.5 m×0.5 m。崩塌体零乱堆积于坡面及坡脚，部分崩塌体滚落冲入楼道内，砸坏坡脚居民房屋玻璃，幸未造成人员伤亡。

研究区房后边坡为岩质边坡，边坡出露为强风化碳硅质泥岩，所属岩体类型为Ⅳ类。根据《GB 50330—2013建筑边坡工程技术规范》要求，允许边坡坡率为1∶ 0.75～1∶ 1.00。目前，各级切坡坡度50°～70°，切坡高5～10 m，坡率为1∶ 0.34～1∶ 0.64，大于规范允许边坡，坡面裸露，岩体风化强烈，裂隙发育，岩石破碎，岩体完整性差，仍存在掉块现象，在持续降雨作用下，易再次发生岩体崩塌现象。

3 崩塌隐患体稳定性评价

3.1 计算参数的选取

研究区崩塌斜坡为岩质边坡，隐患体主要为强风化碳硅质泥岩。根据6组强风化碳硅质泥岩岩样的测试结果，获得强风化碳硅质泥岩主要物理指标(表1)。

表1 强风化碳硅质泥岩饱和抗压强度试验统计结果

3.2 稳定性计算结果

(1)要素因子分析。根据现场调查，研究区房后隐患边坡为强风化碳硅质泥岩岩质边坡，边坡高10.0～21.5 m，坡向22°。而研究区内已有的切坡坡度50°～70°，基岩产状153°∠30°，故该隐患边坡为逆向边坡。隐患边坡岩体存在软弱夹层，节理裂隙较发育，岩石破碎，岩体完整性较差，其主要裂隙产状为356°∠65°和35°∠56°。根据上述基本情况，对研究区已存在隐患边坡的稳定性进行了评估(表2)。

表2 隐患边坡稳定性量化评估标准

(2)结构面影响分析。结构面对边坡的稳定性影响较为明显，本文根据赤平投影分析评判(采用理正岩土计算软件进行计算)的方法对隐患边坡的稳定性进行评价[2-3]。其赤平投影结果见图1和表3。

图1 研究区隐患边坡结构面赤平投影图

表3 研究区隐患边坡结构面赤平投影结果

由图1和表3可知：研究区隐患边坡岩石强风化节理裂隙面之间、裂隙面与岩层之间组成的组合交棱线倾向与坡向斜交，且倾角较坡脚缓，构成不稳定的楔状体，易产生崩塌隐患。

3.3 稳定性分析及发展趋势预测

2015年8月，受连续强降雨影响，修水县北侧溪口镇南田村南田居民房后发生小型崩塌地质灾害，崩塌体方量约240 m3，崩塌体为强风化碎块石。崩塌体零乱堆积于坡面及坡脚，部分崩塌体滚落冲入楼道内，砸坏坡脚居民房屋玻璃，幸未造成人员伤亡。

根据现场调查，研究区属于碎屑岩剥蚀丘陵地区，受地形限制，溪口镇南田村居民房后存在不同程度建房切坡现象，东侧切坡高陡，坡面强风化岩体裸露，节理裂缝发育，岩体破碎。崩塌发生后，虽然坡脚居民对隐患边坡进行了分级治理，东侧边坡修建了排水沟及块石挡土墙，但治理工程未按照相关规范进行。目前坡面依旧高陡，坡面裸露，岩体节理裂隙发育，松散破碎，坡面危岩体未完全崩滑，坡面仍存在岩体掉块现象，坡脚挡土墙出现变形迹象。根据要素因子分析及赤平投影计算可知，研究区居民房后裸露边坡可能再次发生崩塌地质灾害，崩塌隐患一旦发生崩塌，严重威胁坡脚南田31户90人的生命财产安全，潜在经济损失约500万元。

4 结语

综上所述，研究区人工切坡因坡面裸露，强风化层裂隙发育，在持续降雨、风化作用下，局部易再次发生崩塌现象，因此，该段人工切坡为不稳定岩质边坡，应尽快采取工程措施对边坡进行治理。