关于百色市麻土屯滑坡地质灾害特征及防治措施的探讨

2022-11-22梁敏,李耘

资源信息与工程 2022年2期

梁敏, 李耘

(1.广西壮族自治区第一地质队，广西桂林 541000； 2.核工业(桂林)基础工程有限公司，广西桂林 541000)

麻土屯地处百色市右江区，受持续强降雨影响，在麻土屯坐落的边坡西南侧发育一处滑坡地质灾害。该滑坡失稳变形滑动后，将对滑坡顶部和下部的麻土屯村民的生命财产安全造成威胁。根据滑坡及其影响区实物指标调查结果，滑坡失稳后威胁人数约50人，造成直接经济损失约200万元。依据滑坡防治工程勘查规范》(GB/T 32864—2016)确定，滑坡防治工程等级为三级，属于小型地质灾害治理。滑坡地质灾害产生后将影响当地村民正常生产和生活，同时还将危及当地的社会安定。因此，对麻土屯滑坡进行工程治理是十分必要的，治理工程是保障滑坡地质灾害危险区域安全的重要举措。

1 麻土屯滑坡区地质环境条件

1.1 气象水文

百色市位于云贵高原东南沿，属亚热带季风气候，滑坡区降雨多集中于5—9月，占全年降雨的74.7%，1月份降雨最少，8月份降雨最多，期间多有暴雨发生。大强度持续降雨是滑坡地质灾害的主要诱发因素。

1.2 地形地貌

麻土屯地处构造—侵蚀与溶蚀相间的中、低山地貌区，岩溶峰丛与丘状峰顶山交替出现。滑坡区所在山体自然坡度上陡下缓，上部自然坡度40°～45°，下部20°～30°，植被发育，以灌木和杂木为主。受到麻土屯居民修建房屋、道路等人类工程活动影响，山体原始地貌形态及植被已遭到人为破坏。

1.3 地层岩性

滑坡区主要地层自上而下分别为：第四系素填土①(Q4ml)、坡残积黏土②(Q4dl+el)及三叠系下统逻楼群(T1l)泥灰岩③。

(1)素填土①：分布于局部地表，为修建乡村道路和屯内小路时填筑土；呈褐黄色，松散状，局部稍密，主要由黏性土组成，偶含碎石，硬质物约占30%，分布不均，回填年限约5年，层厚为0.90～1.00 m。

(2)黏土②：呈褐黄色，土质不均，结构较致密，摇震无反应，光泽反应有光泽，黏性强，干强度高，韧性高。根据现场取芯观察及原位测试，该层可分为硬塑状黏土、可塑状黏土两个亚层，可塑状黏土为硬塑状黏土中的软弱层，硬塑状黏土层厚为1.00～9.70 m，可塑状黏土层厚为0.50～0.80 m。

(3)泥灰岩③：主要埋藏于第四系覆盖层之下，局部坡体可见岩石露头。该层按风化程度可分为强风化泥灰岩、微风化泥灰岩两个亚层。强风化泥灰岩呈灰黄—灰黑色，岩石结构已被破坏，风化裂隙很发育，岩体破碎，局部已风化成土状，层厚为0.90～3.70 m；微风化泥灰岩呈灰—灰黑色，矿物成分主要为方解石、泥质，隐晶质结构，中厚层状构造，岩体结构较完整，有少量风化裂隙，仅节理面有方解石细脉充填，层厚为6.00～7.00 m。

2 麻土屯滑坡地质灾害体特征

2.1 滑坡规模、形态特征

滑坡发育于麻土屯所在边坡的西南侧，滑坡内现为村民种植甘蔗用地，坡顶、坡脚均建有房屋和屯内小路，滑坡东南侧为依地势修建的排水沟。滑坡后缘高程464.0 m，前缘高程449.7 m，相对高差14.3 m，整体坡度23°～25°。滑坡主滑方向247°，平面上呈簸箕形，纵向长度约38 m，横向宽度约27 m，面积约1.03 × 103m2，滑坡体平均厚度约5.5 m，体积约5.67 × 103m3[1]。受到持续强降雨影响，边坡滑动变形，后缘产生裂缝，错动下沉0.6～1.2 m，张开宽度0.3～0.6 m，可视深度0.3～0.5 m，延伸长度约65 m，坡顶小路随之拉裂下沉，路面出现多处开裂，滑坡周界明显。滑坡中部坡体变形十分严重，坡面可见数条裂缝，延伸长度3.0～4.0 m，张开宽度0.2～0.6 m，可视深度0.2～0.4 m，局部甘蔗歪斜倾倒，局部土体表层垮塌，滑塌体堆积于排水沟内，但未将排水沟完全堵塞，目前边坡现状未发现进一步的整体变形破坏。滑体物质主要为硬塑状黏土，滑动面为位于硬塑状黏土层中的软弱层(可塑状黏土层)。滑坡在气候干湿交替、强降雨、人工开挖等因素的影响下，滑坡土体结构不断被破坏，致使新裂缝不断发育，现有裂缝进一步加剧，更易于地表水下渗，软化岩土体，引起岩土体抗剪强度不断降低，致使坡体稳定性逐渐降低，最终导致整体变形破坏，将对上、下部村民构成威胁。该滑坡属小型牵引式浅层土质滑坡。

2.2 滑体特征

根据岩性和物质组成以及来源，滑坡体主要组成物质为黏土层。黏土层分布于滑坡坡面，遇水后强度降低，致使结构破坏严重，为地表水入渗提供通道。地表水下渗汇集于相对隔水面并沿该隔水接触面径流，在水的作用下引起隔水接触面结构抗剪强度不断降低，滑坡体在自重作用下沿该面蠕动变形，形成滑坡。

2.3 滑动带、滑床特征

根据野外工程地质调查、勘查结果，滑坡滑动带为可塑状黏土层(软弱层)，滑床为硬塑状黏土层：坡面土体破坏产生裂缝后，地表水沿裂缝下渗，于土体结构较致密的相对隔水层滞留，软化上部土体，形成了软弱层，层厚0.5～0.8 m，其抗剪强度较低，不利于滑坡的稳定。软弱层形成后，上部土体极易沿该层滑动，下部硬塑状黏土层便成为滑床。

3 麻土屯滑坡形成的影响因素

麻土屯滑坡的形成和发展变化是多种因素控制和影响的结果。

(1)物质组成：在长期的风化剥蚀等地质作用下，残积物质堆积在麻土屯所坐落边坡上，形成了厚度1.0～10.0 m的覆盖堆积层。充足的物源是堆积体存在并产生土体滑坡的客观、先决条件，其分布范围和厚度很大程度决定了滑坡的规模[2]。

(2)结构特征：滑坡体上部主要为残坡积黏土。受长期风化剥蚀作用，表层土体力学强度相对较低，受持续降雨下渗影响，在黏土体间形成渗流软化土体，形成软弱层面，其抗剪强度显著降低。滑体在自重作用下从黏土间沿软弱结构面蠕动变形，即形成滑动面。

(3)地形地貌：原山体地形较平缓，植被发育，坡体较稳定。后因村民修建道路、房屋开挖，使边坡形成临空面，坡体的自稳平衡被打破，在应力卸荷作用下引起坡体变形，加上坡体物质自身性质差，最终形成滑坡。

(4)降雨：滑坡区雨量充沛，降雨过程长且多暴雨。丰富的降雨一方面形成地面流和地表水，对边坡进行冲刷、侵蚀，破坏岩土体的完整性；另一部分转化为地下水，降低岩土体强度，增加了岩土体重度，不利于滑坡的稳定。

(5)人类工程活动：人类工程活动是影响滑坡形成、变化的最活跃因素，有时成为直接诱发因素[3]。滑坡区现有的人类工程活动较为强烈，因对边坡开挖，破坏坡体的原有平衡，引起岩土体应力的重分布，同时也应力释放，破坏原有结构，致使岩土体裂隙产生并发育。并且由于未作加固措施，致使滑坡区坡体变形加剧，形成了滑坡。

综上，滑坡的形成主要是不合理的人类工程活动引起的，加上当地的气候、降雨及地形地貌、岩土体本身性质等因素的作用更加剧了滑坡的变形。

4 麻土屯滑坡防治工程措施

目前，防治滑坡的措施和方法有：①搬迁避让；②消除或减轻水对滑坡的危害；③改善坡体力学条件，增大抗滑力；④改善滑坡滑带土的物理力学性质。不同的防治措施会带来不同的工程效果及经济效应，存在各自的优缺点。针对麻土屯滑坡地质灾害的地质特点、地形及施工条件，采取的防治工程方案为：削坡减载+混凝土挡土墙防护+设置排水工程。

4.1 削坡减载工程设计

受滑坡变形影响，局部坡面破坏严重，应根据现状地势进行坡面清理。清理工作完成后，按设计坡比1∶1.5进行削坡，并整理、平顺坡面。若遇到坡面裂缝，采用黏土回填、夯实。在削坡施工时，开挖土方严禁堆放于坡顶和坡体上，以免对坡体稳定不利。同时，应加强对上方、两侧坡体的变形观测和监测，防治坡体失稳滑塌，威胁施工人员安全。

4.2 混凝土挡土墙工程设计

在滑坡前缘处设置挡土墙，长29 m，采用C20混凝土现浇，应分段跳槽开挖、分段浇筑，自两侧向中间施工。挡土墙地基持力层为硬塑状黏土层，基槽开挖至持力层，且无浮土、松土，并经过验槽合格后，才能进行挡土墙浇筑。挡土墙背面设置厚0.3 m碎石反滤层，反滤层采用粒径2～5 cm硬质岩碎石，并分层夯实或淋水振捣密实。反滤层底部、顶部分别设一层厚0.20 m夯实黏土防渗层。挡土墙设2排泄水孔，排距、孔距均为2.0 m，最下排泄水孔高出地面0.5 m。泄水孔材料采用孔径为70.0 mm的PVC管，排水坡度为5%，外端伸出墙面，内端伸至碎石反滤层段长0.1 m[4]。待墙身混凝土达到设计强度的75%时进行墙背回填碎石土，用人工分层打夯，且每完成1 m高挡墙分层填土一次，回填碎石土的压实度不小于90%，回填至顺接墙背坡面。挡土墙施工工序为：开挖、清理基槽→基槽验槽→测量放样→支模→C20混凝土浇筑→养护→拆模→自检→验收。

4.3 排水工程设计

水是引发边坡坡体失稳并发生地质灾害的主要因素之一。为减少降雨对坡面冲刷和下渗对坡体稳定性的不利影响，将在边坡内外设置完善的排水工程。目前，坡体内并未有排水沟，现有排水沟已被滑塌体堵塞，不能排除边坡地表水。因此，设计在滑坡坡顶、两侧以及坡脚等位置布设截、排水沟，使地表水能够顺畅排出。滑坡坡顶、两侧设置宽0.5 m、深0.5 m的截水沟，坡脚设置宽0.3 m、深0.3 m的排水沟，排水坡度0.3%，选用C20混凝土进行砌筑。在截、排水沟汇聚处设置沉砂消能井，新修建的截、排水沟应与现有屯内排水沟等排水工程顺接，以利畅通排水，避免沟内积水。