滑坡灾害的危险性评价与防治研究

郝 靖 （福建省地质工程大队，福建 福州 350001）

0 引言

随着我国城镇区域开发和建设的快速推进，在人类工程活动和外界气候环境的共同作用下，诱发了许多滑坡、泥石流、崩塌等地质灾害，这些次生灾害对区域的经济发展、人民的生产安全、生态环境的稳定都产生了重大危害。

为了解决这些地质灾害问题，众多学者从不同方向开展了滑坡灾害危险性评估。刘洪江[1]采用无人机影像采集和现场调查的方法，结合地震强度分布特点对芦山地震引发的滑坡地点进行了预测，结果与震后发生滑坡地点吻合；易靖松[2]以四川阿坝县为例，通过对滑坡的斜坡结构类型、工程地质岩组分布、坡度、构造距离、区域年降水量等多种灾害因子进行耦合分析，对高山峡谷滑坡的灾害危险性评估进行了精细化评价；薛建志[3]依托黄思弯后山滑坡工程，通过对滑坡的破坏特点进行权重分析，结合该滑坡的地形地貌及空间形态分布特征，发现该滑坡失稳破坏主要是人工切坡和地下采煤共同作用的结果。本文以武夷山市武夷街道办柘洋村源头墩自然村滑坡为背景，结合现场对滑坡区周围地质勘探资料研究后，考虑多种滑坡影响因子，根据潜在滑坡的危险性系数M的大小将滑坡危险等级划分为低、中、中高、高4个风险等级进行研究。

1 工程背景及区域环境条件

1.1 工程概况

2011年7月25 日，受连续强降雨的影响，武夷山市武夷街道办柘洋村源头墩自然村后方山坡出现多条拉张裂缝，坡脚居民房后简易挡墙内有浑水冒出且挡墙出现变形；2012 年9 月，经过专家地质灾害详细调查发现该处边坡变形加剧，前缘坡脚挡墙出现滑塌，滑坡周界大致形成。该滑坡区后缘位于高程范围270～320m 自然山坡处，前缘位于自然山坡坡脚、民房背后，滑坡主轴长约30m，两翼宽约70m，滑体厚度约2～4m，滑坡体积约6000m3。滑坡形成后，当地政府立即组织人员将距离前缘坡脚最近的居民迁移。受强降雨等不利条件的诱发，可能发生再次滑坡，严重威胁滑坡下方村民的生命财产安全，滑坡潜在威胁经济损失约700 万元，存在极大的危险性和危害性。

1.2 地形地貌

源头墩自然村属低山丘陵地貌，滑坡勘查区所在自然山坡第一重山坡坡顶高程约+317m，坡度20°～27°，总体呈凸形缓坡，自然山坡坡向约170°，居民依山削坡建房，形成较密集民房分布格局。滑坡区位于自然斜坡南西部坡脚，紧邻山脊，滑坡区内平均纵坡度约24°，后缘呈圈椅状，主滑方向与自然山坡坡向一致，为170°。滑坡剪出口位于前缘坡脚处，高程约+254～257m，后缘高程为266～270m，前后缘最大高程差为25m，滑坡体前陡后缓，前缘坡角为60°～70°，坡度变化较大，滑坡堆积体中部坡度为23°～27°，发育多条拉张裂缝，延伸长度约10～20m，下错沉降形成坎高0.5～1.5m 梯田，种植有毛竹、茶园等，滑坡后壁为强风化岩层。

滑坡区北侧+270m 高程及北侧自然斜坡地形坡度较缓，约14°～20°，坡面岩土体以散体状、碎块状强风化粉砂岩为主，第四系残坡积覆盖层厚度较小，局部地段强风化出露，植被较发育，以矮小灌木丛及草地为主；滑坡左翼高程+253m 高程处坡脚，基岩出露，岩性为粉砂岩，岩层产状为168°∠30°。

1.3 水文地质条件

勘查场地位于低山斜坡上，山坡汇水面积约12000m2，勘查区内无地表水系，仅发育有山间沟谷，水流量随季节变化较大，枯水期断流。流域面积约0.5km2，集流时间短，汇流速度快，往往在洪水期间暴涨暴跌，枯洪流量相差较大，洪峰时流量每秒上百立方米，而枯水季节几乎断流。

区内水文地质条件简单，将工程区地下水分为松散岩类孔隙水和基岩裂隙孔隙水。孔隙水主要赋存于残坡积层粘性土及强风化层的孔隙中，水位受降雨、人类工程活动及地形坡度的影响较大。基岩裂隙水分布极不均匀，以裂隙潜水为主，构造密集带富水性好；块状岩类地下水分布极不均匀，主要赋存于构造裂隙中，沿破碎带可形成局部脉状水，裂隙水水量一般较贫乏，受岩性、地形、降雨等因素综合影响，富水性差异较大。大气降雨沿滑坡壁与滑坡周界之间张裂隙下渗，在滑坡体下部剪出口有泉水溢出（雨季）。

2 崩塌滑坡特征分析

2.1 源头墩自然村典型滑坡分布特点

为了对源头墩村附近滑坡的危险进行初步判定，对已发生滑坡附近3km 范围内边坡进行了地质调查。通过对滑坡的坡面植被情况、裸露围岩节理裂隙发育程度、斜坡表明破碎结构面与坡度组合关系等其他因素进行定性分析，发现该滑坡附近存在5 个潜在不稳定斜坡如表1 所示，这些不稳定斜坡主要受制于雨季地下水分布、人类工程活动、自身工程地质性质影响，选择其中2 个典型斜坡体的发育特征进行分析。

表1 源头墩村斜坡灾害基本特征表

2.2 H1不稳定滑坡特征

H1滑坡位于滑坡区左翼附近，剖面方向为170°，剖面形态呈上缓下陡状，地面高程约+251.4m，前缘陡坎高程+254m，人工边坡高约3～5m，坡度约60°～75°；滑体中部地形坡度23°～27°，高程+256～263m 段被改造成阶状陡坎。+268m 处现拉张裂缝，滑坡区后方斜坡地段残坡积层较薄，节理裂隙较为发育，主要裂隙有两组，产状为170°∠30°，地形坡度约10°～17°。现场调查发现坡脚处碎石和杂填土较多，最大粒径为0.5m，对附近村社有潜在安全威胁。

2.3 H5不稳定滑坡特征

H5位于滑坡区右部，为大型斜层状滑坡体（如图1），滑坡前后原高差约40m。剖面方向为170°，剖面形态呈上缓下陡状，地面高程约+251.4m，前缘陡坎高程+263.8m，人工边坡高约2～4m，坡度约40°～50°；滑体中部地形坡度18°～23°，现主要为桉树和灌木林地；滑坡区后方斜坡地段残坡积层较薄，地形坡度约10°～17°。滑坡表面为强风化粉砂岩夹杂碎石，雨季受雨水冲刷作用，滑坡常发生小规模滑塌、坠石现象。

图1 H5潜在滑坡

3 源头墩村滑坡危险性评价

3.1 潜在滑坡危险性评估

为了对源头墩村的潜在滑坡进行危险性进行评估，综合考虑该地区降雨量、斜坡特征、岩土体危险度等影响因素，采用滑坡危险性指数M 对滑坡危险等级进行划分，不同危险指数[4]对应的等级如表2所示。滑坡危险系数M 计算公式为：

表2 边坡危险等级综合划分

式中：Ma是边坡危险系数因子见表3；Mp降雨危险系数分级因子见表4；Mr为岩土体危险分级因子。

表3 边坡危险系数Ma赋值表

表4 降雨危险系数Mp赋值表

利用式（1）的计算方式可得在不同降雨程度下5 个潜在滑坡的危险等级。在场地3km 范围内，当降雨量不超过25mm/d时，仅H5处于中等危险；当降雨量大于等于25mm/d 且小于100mm/d时，H1、H4、H5均处于中高风险；当降雨量大于等于100mm/d 时，滑坡H1～H5均处于中高风险状态。因此，在雨季到来之前要提前对潜在5 个滑坡进行防护支挡设计。

3.2 滑坡形成机制及稳定性评价

边坡失稳是人类工程活动和自然环境共同作用的结果，源头墩村附近滑坡的外部因素是村民在进行村社建筑及农田开垦时对坡脚进行人工切坡[5]，降雨是重要引诱因素。该边坡表层为碎石土，边坡土体主要为粉质粘土（含砂）组成，透水性中等，下伏基岩为粉砂岩、砂岩等，透水性较弱，为相对隔水层。边坡上方未设置截水沟或边沟等排水措施，结合表6 数据，在大到暴雨等极端气候作用下，降雨沿地表或上部风化基岩出露地段大量渗入，地下水位迅速抬升，使得H1、H3、H5边坡土体处于或接近饱和状态，其力学强度指标大幅下降。同时，土体的容重增加，增大了下滑力，前缘坡脚采用乱毛石干砌，强度较低，极容易发生滑塌，坡体出现变形或拉张裂缝（如下图2所示），整体出现下错。

图2 原坡体张拉裂缝

表6 不同降雨等级下源头墩村斜坡崩塌评价表

综上所述，源头墩村滑坡的形成主要受以下两方面因素控制：①该边坡上部透水层下伏隔水层（相对），在强降雨、连续降雨等条件作用下，地下水位迅速抬升，边坡土体处于饱和或接近饱和状态，土体力学性质大幅下降，容重增加；②边坡坡脚前缘开挖，致使岩土体临空，破坏了原有的应力平衡状态。

4 滑坡的综合防治措施

根据上述分析源头墩村滑坡的成因及滑坡状态，现采用重力式抗滑挡土墙+截排水+植物绿化等综合治理措施对雨季潜高危险滑坡进行防治处理。边坡防治的总策略为“排水护脚为主，削坡绿化为辅”，以滑坡H1为例，在边坡坡脚处设置重力式挡土墙保护前缘坡脚，在滑坡上方、坡面两侧、坡脚周围开挖截水沟，截水沟必须进行硬化处理，并在雨季及时进行清淤。在边坡中部进行削坡整平，对于滑坡处易出现张拉裂隙、剪切裂缝等区域及时填埋，必要时可进行喷锚支护，待锚杆抗拔力达到设计要求的75%后对坡面进行挂网喷播，防止地表水灌入坡面，滑坡H1的防护设计如图3所示。

图3 H1边坡防护设计图

5 结语

由于人类生产工程建设引发的滑坡、崩塌、泥石流等自然灾害严重威胁着居民的生命和财产安全。本文以武夷山市武夷街道办柘洋村源头墩滑坡为依托，结合现场调查、工程地质资料、监控滑坡位移，综合考虑了不同降雨量、滑坡坡度倾向、岩土体状态对边坡危险程度的影响，根据滑坡危险性系数对滑坡潜在危险程度进行等级划分，发现降雨量超过100mm/d 时，潜在滑坡H1、H4、H5处于中高危险状态，对该地区的滑坡成因进行了分析，并采用“挡土墙+坡面绿化+削坡”的综合手段对边坡进行防护整治。