新县红高粱滑坡地质灾害工程勘查及治理措施

2022-08-17张军杰

现代矿业 2022年7期

张军杰

（河南省核工业地质局）

新县位于河南信阳东南部大别山腹地，境内地貌类型可分为低山区、丘陵区、河谷阶地区，地形起伏较大，风化剥蚀作用强烈，地质环境条件较差，易引发滑坡、崩塌等地质灾害。红高粱滑坡位于新县县城潢河南路西侧坡麓地带，位于县城中心区域，周围生产、生活人群密集。滑坡是由于工程建设对坡体前缘削坡过陡所致，随着时间推移和雨水冲刷，斜坡岩体在自重应力的作用下沿下伏软弱面向临空面方向滑移，在连续降雨、暴（大）雨影响下，滑坡整体处于不稳定状态，易产生不同规模滑移垮塌和溜滑，直接威胁滑坡体前缘住户、医院、道路等。本研究结合红高梁滑坡地质勘查成果，对相应的治理技术措施进行分析。

1 地质概况

1.1 气象

滑坡区属亚热带北部大陆性气候，四季分明，阳光充足，年平均气温15.2 ℃。 7 月份平均气温27.9 ℃，绝对最高气温42.5 ℃。1 月份平均气温1.8 ℃，绝对最低气温-17.3 ℃。全年无霜期225 d。区域多年平均降水量1 294.1 mm，最大年降水量2 136 mm（1954年新县水文站），最小年降水量827 mm（1978年新县水文站）。最大1 h降水量85.5 mm（1996年5 月17 日新县水文站），最大24 h 降水量288.5 mm（1969 年新县水文站）。降水集中在7、8、9 月，汛期（6～9 月）降水量占全年的23.4%～67.5%。暴雨多、强度大、时空分布不均是滑坡区降水的显著特点。

1.2 水文

滑坡区属淮河流域，潢河水系。距离滑坡区最近的地表水体为小潢河，新县县城红高粱滑坡东距小潢河约120 m。小潢河发源于新县黄毛尖北坡向西流至新县城南，泗店河汇入，自南部而北贯穿全境。后转向北流17 km 入光山县境内，北流30 km 至光山县城东，先后有晏河、紫水河注入。再向东北14 km至潢川城，出城折向北至孜集新台注入淮河。全长134 km，流域面积2 400 km2。多年平均径流12亿m3，最大流量3 726 m3/s（1968年），河道纵坡降1.18‰。

1.3 地形地貌

滑坡区地貌属丘陵区，总体地势北高南低，自西北向东南倾斜，标高80～133.8 m，相对高差53.8 m，沿主沟纵坡梯度大，地形起伏较大，风化剥蚀作用强烈。山坡坡度为35°～60°，山体有较高的临空面，为山体滑坡的形成提供了条件。

1.4 地层岩性

区内滑坡体组成岩性主要为第四系全新统崩坡积物（Qhcol+dl）和早白垩世新县超单元花岗片麻岩（K1XXηγ）。由上而下地层岩性特征论述如下：

（1）残坡积土（Qhcol+d1）。灰褐色，松散，主要由花岗片麻岩全风化土及砂粒混合组成（含砂角砾），偶有黏性土，结构疏松，孔隙发育，内部含植物根系，该层厚0.5～2 m。

（2）全—强风化花岗片麻岩（K1XXηγ）。褐黄色—灰白色—淡红色，细粒花岗片麻岩结构，块状构造。原岩结构已破坏，呈砂土状，含少量风化黏性土，结构疏松—一般，层厚3～15 m。

（3）中风化花岗片麻岩（K1XXηγ）。灰白色—肉红色，细粒花岗结构，块状构造，岩石较破碎，局部风化裂隙发育，岩体较完整，层厚4～10 m。

1.5 地质构造

滑坡区所属的新县位于秦岭褶皱带的东部，因经历了不同期次、不同规模的地质作用，地质现象纷繁复杂。早期形成的地层经受了强烈的变质变形作用，不同期次的岩浆活动较为强烈，构造现象各式各样。新县的区域地质构造属秦岭—昆仑纬向复杂构造带南亚带和新华夏系第二沉降带的交接复合部位，并受淮阳山字型构造与经向构造复合干扰，地质构造十分复杂。滑坡区位于中心潢河南路路西，主要表现为差异性的升降运动，其构造形态表现为隆起、坳陷和活动的断裂构造。

小潢河断裂东距滑坡区约3 km，北起光山县闸上店，经新县，延入到红安县西张店。断裂长40 km以上。走向近SN355°～360°，多倾向E，局部倾向W，倾角58°～76°。断面呈舒缓波状，断裂带主要由构造角砾岩组成，并发育绿泥石化和硅化，具右行特点。

八里棚—檀树岗断层东距滑坡区约1.8 km，位于檀树岗、箭厂河、新集镇之间，全长40 km，走向40°，倾向SE，倾角40°。断层岩石破碎，发育高岭土化。矿物颗粒被磨细，沿断层节理发育。

1.6 水文地质

滑坡区域内除了沿小潢河呈条带状分布有第四系砂砾含水层外，各滑坡体所处滑坡出露基岩均为花岗片麻岩，含水层类型为基岩裂隙水。经调查，勘查区地下水水位埋深约3 m（相对滑坡前缘地面），滑体未见地下水，降雨情况下未发现有水渗出，表明基岩裂隙水含水岩组富水性及导水性较差，其补给来源为大气降水，排泄去向为地表径流及零星人工开采。

1.7 地震

滑坡区内新构造运动主要表现为差异性的升降运动，其构造形态表现为隆起、坳陷和活动的断裂构造。根据《中国地震动参数区划图》（GB l8306—2015）［1］，调查区地震动峰值加速度为0.05 g，据调查近期该区未发生过大的地震，属于稳定地区，可不考虑地震影响。

2 滑坡成因及稳定性分析

本次滑坡勘查主要采用了工程地质调查、地形测量、工程测量、槽探和现场试验、岩土水取样分析等方法，查明了滑坡变形结构特征、滑坡影响因素和滑坡形成原因，在此基础上，对滑坡稳定性进行了分析评价。滑坡体岩性主要为第四系全新统崩坡积物，以含砂角砾为主，偶含粉质黏土。滑床为早白垩世新县超单元花岗片麻岩，强—中等风化。滑坡坡面面积为1.65×104m2，体积约2.0×104m3，属小型浅层岩质滑坡。滑坡变形机制可表述为：由于坡体前缘削坡过陡，斜坡岩体在自重应力作用下沿下伏软弱面向临空面方向滑移，随位移量的增加，使滑移体逐渐拉裂解体，从而使得滑坡处于不稳定状态，与实际情况基本相符。

稳定性计算结果表明：暴雨的影响较大，在天然状态下滑坡处于稳定—基本稳定状态；在连续降雨、暴（大）雨影响下，滑坡整体处于不稳定状态，易产生不同规模的滑移垮塌和溜滑，直接威胁滑坡体前缘前缘住户、医院、道路等，威胁住户203 户，共623 人，滑坡防治工程等级为一级。

3 治理技术措施

结合滑坡区地形地貌、地质结构和变形破坏特征，在滑坡稳定性分析评价的基础上，提出了以“降坡减载+地表截排水+格构锚固+绿化”为主体的治理工程方案。首先对高陡边坡进行降坡处理，对危岩、散落石块进行清除，对滑坡体高出部分进行开挖、整平，使坡面顺滑；然后沿坡面设置格构锚固工程，格构框架内覆土摆砖绿化，在滑坡体后缘设置一道截排水沟，避免地表水渗入坡体内引起滑坡。

（1）降坡减载。对滑坡区的高陡边坡段采取降坡减载措施，以减小滑坡下滑推力。边坡清理采用挖掘机开挖刷坡，人工辅助找平、夯实，要求刷坡整治后的边坡平滑、顺直。

（2）地表截排水。根据滑坡地形地貌特征和滑坡周围居民区分布情况，在滑坡体后缘及周边布置截水沟和排水沟，避免滑坡周围较高地势处的地表水流入滑坡区内。

（3）格构锚固设计。在坡面整理后设置格构护坡，格构纵长22～63 m，横宽310 m，格构面积6 350 m2，格构梁间距3.0 m×3.0 m（节点对节点），次梁间距3.0 m×3.0 m（节点对节点），格构骨架采用C25 钢筋混凝土浇筑。格构横向每间隔30 m 位置设置1 条伸缩缝，缝宽2 cm，伸缩缝两侧设0.3 m×0.5 m 竖梁，竖梁之间采用沥青麻筋隔断，沿缝的内、外、顶三方填塞，堵塞厚度不小于150 mm。经过计算，格构主梁主要结构尺寸及钢筋配置见表1。格构次梁主要为连接短锚钉，便于铺设生态砖绿化，梁体钢筋保护层厚度取40 mm，其主要结构尺寸及钢筋配置见表2。根据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DT/Z 0219—2006）［2］，对于滑坡整体稳定性好，但前缘出现溜滑或塌滑，或坡度大于35°时，采用现浇混凝土格构进行护坡，并用锚杆进行固定。经过计算，锚杆支护相关参数取值见表3。此外，锚杆间距均为3 m×3 m，锚杆中间采用5 m 长锚钉进行加密补强，锚杆施工前应在现场进行抗拉拔试验。

3.4 绿化

总体思路是在各格构框架内进行覆土植草绿化；采用生态砖护坡方式，首先在各格构框架内覆土，覆土厚度45 cm；然后对表面清理平整后铺设生态砖（生态砖规格为20 cm×15 cm×5 cm（长×宽×高））；最后人工撒播植物种籽，根据当地气候条件，本研究推荐：填土为黏土，灌木树种籽（主要用种籽）可选用紫穗槐、胡枝子、荆条、马棘，草种可选用高羊茅、黑麦草、狗牙根、苜蓿等。