湛江市坡头区官渡镇山嘴村委会云梯村崩塌地质灾害治理工程设计案例分析

范艺荣

广东省地质局第四地质大队 广东 湛江 524018

1 前言

湛江市坡头区官渡镇山嘴村委会云梯村依山而建，整体地势东北高西南低，村后呈阶梯状地形，建房时劈山而建，形成阶梯状人工陡坡，靠山一侧人工陡坡最高达12m，坡度大于75°，局部直立，坡底为村民自建房屋，距离较近，最近仅1.5m。现边坡无防护措施，局部已发生小规模崩塌、崩落。极可能再次发生崩塌地质灾害。该边坡坡脚共6户村民房屋共约30人，一旦发生崩塌，后果不堪设想。另外，房屋南侧水泥路旁也为人工开挖陡坡，高度4～6m，呈直立状，坡底一排房屋紧邻边坡而建，约11户共55人。边坡为土质边坡，治理范围内最大高度约12m，崩塌可能造成人员伤亡或财产损失严重。按《建筑边坡工程技术规范》分级标准，边坡工程安全等级为二级。当地政府及湛江市政府高度重视，把该隐患点列为湛江市削坡建房诱发地质灾害隐患点之一。为维护社会和谐稳定，保护当地居民的生命财产安全，当地市政府拟对该处隐患点进行治理，通过治理工程消除该崩塌地质灾害隐患[1]。

2 地质环境条件

（1）地理位置

湛江市坡头区位于广东省西南部，雷州半岛东北部，湛江海湾东岸，东接吴川市，南临南海，西毗霞山区、赤坎区及遂溪县，北邻廉江市。云梯村位于坡头区北部官渡镇山嘴村，该崩塌地质灾害隐患点位于云梯村东北村后。乡村水泥路直通云梯村，交通方便。

（2）气象水文

治理区地处北回归线以南的低纬度地区，属亚热带过渡性季风气候，日照时间长，终年受海洋气候调节。气候特征表现为夏长冬暖，雨量充沛，热量丰富，蒸发量大，易涝易旱，偶有寒潮，夏秋期间，台风、暴雨频繁[2]。据湛江市气象局1996-2017年统计资料，多年平均气温23.4℃，l 月平均气温15.6℃，7 月份平均气温28.7℃，各季节温差约在6℃～8℃之间；日照时间长，平均日照时数达1801小时；多年平均降雨量1723.3mm，年最大降雨量2500.8mm，日最大降雨量279.5mm，多数地区年降雨量在1500～1700mm之间，降雨量随季节变化分配不均，4月～9月为雨季，降雨量占全年的85%，是本区发生崩塌、滑坡等地质灾害的主要季节；10月～次年3月为旱季，降雨量占全年的15%。年平均蒸发量为925mm，7月份蒸发量最多，2月份蒸发量最少。年均相对湿度80%。

治理区内没有河流、水库、水塘等地表水系。山坡周边没有地表水体。调查期间，勘查区（坡面及坡脚）没有发现泉水出露。

（3）地形地貌

湛江市坡头区官渡镇山嘴村委会云梯村及附近区域属丘陵地貌区，主要由变质砂岩及花岗岩岩脉构成，山顶浑圆。山坡自然坡度15～30°，植被发育，生长灌木、杂草、桉树等。云梯村依山而建，整体西南低，东北高，村后呈阶梯状，最后一排房屋后为人工开挖陡坡。崩塌灾害隐患点边坡位于云梯村村后东北侧丘陵坡脚处。丘陵自然边坡较缓，坡度15～30°，山顶高程约77m，山脚高程为34m。山坡脚削坡建房形成陡直人工边坡，边坡顶高程约45.0～54.0m，整体倾向222°，呈折线型分布于云梯村后，总长度约148.6m，人工边坡陡立，坡度70～90°，坡高约6～12m，两边低中间高。

（4）地质构造

根据已有区域地质资料，治理区位于遂溪断裂带东北部，构造活动剧烈。治理区内未见明显地质构造形迹，地质构造较简单。据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），崩塌区地震基本烈度为Ⅶ度，地震动峰值加速度为0.10g，地震动反应谱特征周期为0.35s。

（5）水文地质条件

边坡主要由残坡积土及强～中风化花岗岩组成，上部残坡积土均为弱透水性土体，地下水赋存量极贫乏；下部强～中风化花岗岩表层裂隙发育，深部裂隙不发育，地下水赋存量贫乏[3]。根据勘察报告，治理区内地下水位埋深较大，钻孔范围内未见地下水分布，对边坡影响较小。边勘查区地下水位变化主要与气候(降雨、蒸发量)有关，受季节影响尤其为明显，一般在1～4月份水位较低，在6～10月份较高，地下水位升降与降雨量波动在时间上基本吻合，年变化幅度较大，约2～3m。治理区内没有河流、水库、水塘等地表水系。山坡周边没有地表水体。调查期间，治理区（坡面及坡脚）没有发现泉水出露。

（6）工程地质条件

根据综合地质调查成果，该边坡主要由黏性土、变质砂岩和花岗岩组成。工程地质特征如下：

黏性土：主要由变质砂岩风化而成，呈褐红色、棕黄色，硬塑～坚硬，主要成分为粉黏粒及砂粒，局部含少量风化碎石。遇水易软化。主要分布于边坡表层且厚度较大，局部低洼处表层分布少量坡积土。

变质砂岩：紫红色，变余砂状结构，层状构造。

花岗岩：灰色、灰白色，中粗粒花岗结构，块状构造。

工程地质条件评价：跟据钻孔成果资料，自上而下可分5个工程地质层。①层黏性土，坡顶厚度大，为边坡主要组成部分，工程性质较差，遇水易软化、崩解。②层全风化变质砂岩，工程性质一般，主要分布于边坡中下部，遇水易崩解。③层强风化变质砂岩，工程性质相对较好，分布于边坡下部，对边坡稳定性影响较小。④层强风化花岗岩，工程性质相对较好，厚度小，主要分布于边坡底部以下。⑤层中风化花岗岩，揭露厚度小，分布于边坡底部以下，对边坡稳定性影响较小，工程性质好。

根据勘查报告，按环境类型，黏性土对混凝土结构具微腐蚀性；按地层渗透性，黏性土对混凝土结构具微腐蚀性；对钢筋混凝土结构中钢筋具有微腐蚀性。本场地黏性土对混凝土结构具微腐蚀性，对钢筋混凝土结构中的钢筋具微腐蚀性，对钢结构具有弱腐蚀性。

勘查区内地下水赋存量贫乏，水位埋深较大，水位埋深随边坡地形而变化，水位高程一般小于坡脚高程。水位动态也随季节而变化，雨季水位上升，由此而造成边坡土体干、湿交替变化，浸水后土体稳定性变差。降雨时雨水渗入土层，滋润土体，使土体自重应力增加，工程性质变差，边坡稳定性降低，可能引发崩（滑）塌地质灾害。总体上认为勘查区工程地质条件较差。

3 崩塌现状特征、成因及现状分析

根据勘察成果，崩塌灾害点位于丘陵区丘陵与山间沟谷的交接带，地势西南低北东高。山丘植被发育好，生长桉树、灌木、杂草等，山丘上自然坡度较缓。山脚边坡总体呈折线形，上缓下陡，上部为自然边坡较缓，下部人工开挖边坡较陡。坡顶自然边坡坡度较缓，坡度约15°～30°，稳定性较好。下部边坡总体上由3段折线边坡组成，边坡长约148.6m，总体倾约222°，人工边坡坡顶高程45.0～54.0m，坡底高程约38.5～42.3m，相对高差约6～12m，坡度70～90°，局部直立。坡脚为村民房屋，框架结构，高1～2层。

该崩塌成因主要是以下三点：1边坡坡面因削坡建房，形成陡边坡，边坡没有采取的防护措施，存在临空面和较大变形势能。2边坡主要黏性土构成，风化岩土结构疏松，岩土体具有遇水崩解、凝聚力减小、内摩擦角减小、抗剪强度降低及工程性质变差特征。3本区雨水丰富，特别是经常受台风影响，长时间的强降雨，导致土体自重增加，土体软化，工程性质变差，黏聚力减小。

综上所述，该崩塌的形成主要是自然因素及人类活动诱发。其地形地貌、岩性和构造是此崩塌产生的内在主导因素，诱发成因是由于强降雨入渗作用，一方面造成边坡表层土体软化变形；另一方面造成边坡表部土体饱和，自重增加，抗剪能力降低，在自重作用下引发边坡土体失稳发生崩（滑）塌[4]。

目前坡已局部发生崩塌，现边坡陡立，边坡稳定性较差。其对坡脚处居民构成严重威胁。根据勘查报告，天然状态下，边坡基本稳定，局部边坡直立易崩塌；雨水渗入，岩土饱水情况下，边坡不稳定。

4 地质灾害治理设计

综合考虑工程地质、水文地质、气象、土地利用、生态环境及施工条件等因素的作用，治理区可分为ABCD四个节点，组成三个部分，设计方案如下：1.坡脚修建钢筋混凝土重力式挡土墙；路边陡砍边坡陡立，修建护面挡土墙。2.墙顶坡面削坡卸载削坡，坡度1:1，AB段分二级放坡，中间平台宽2.0m，BC、CD段一级放坡。3.治理范围外围、坡脚等修建截排水沟，完善排水措施。工程治理方案平面布置如图1。

图1 平面布置图

由于边坡主要由①层黏性土构成。根据勘察报告的采样测试结果、地区经验和相关规范推荐值，天然状态下，边坡力学参数建议值见表1。

表1 岩土物理力学参数

层边坡按土质边坡，治理范围边坡最大高度约12m，崩塌可能造成人员伤亡或财产损失严重，按《建筑边坡工程技术规范》分级标准，边坡工程安全等级为二级，永久边坡一般情况稳定安全系数取1.30。且本区抗震设防烈度为7度。

根据各支护坡率及支护参数变化，选取一条剖面采用简化Bishop法算在工况一和工况二两种情况下进行稳定性计算。（工况一：天然状态+自重+二级边坡；工况二：天然状态+自重+雨水作用+二级边坡。）以剖面1为代表，稳定性计算结果见表2。

表2 边坡稳定性计算结果表

计算结果表明，天然状态下，边坡基本稳定，局部边坡直立易崩塌；雨水渗入，岩土饱水情况下，边坡不稳定。

综上所得，治理具体方案如下：

1.根据实际地形进行分级分段平整和削坡。本边坡高度较大，坡度较陡，为了保证边坡稳定和施工安全，施工过程不能破坏坡脚。施工由上至下进行施工，挖出土方及时运出，禁止堆放在坡面。削坡土方应妥善安置，不得随意堆放。

2.使用等级C30的商品混凝土现浇，钢筋现场制作修建重力式挡土墙。主钢筋采用HRB400螺纹钢，箍筋采用HPB300。钢筋搭接采用绑扎，搭接长度不小于35d。挡土墙1墙身总高为2.0m，埋深1.0m，墙顶宽0.8m；挡土墙2墙身总高6.0m，埋深1.0m，墙顶宽0.4m。墙身距离地面高约0.3m建口径φ50的泄水孔，水平距离2.5m，呈梅花状布置（挡土墙1两排，垂直间隔1.0m；挡土墙2三排，垂直间隔2.0m），泄水孔入口处设置反滤层，采用粗砂混碎石制作。混凝土挡土墙每15m设伸缩缝，缝宽20mm。钢筋的规格、形状、尺寸、数量、间距、锚固长度、接头设置，必须符合设计要求和施工规范的规定；绑扎接头应符合施工规范的规定，搭接长度不小于规定值。混凝土浇筑完毕，应在12h以内加以覆盖和浇水，浇水次数应能保持混凝土有足够的润湿状态。

3.采用C30商品混黏土现场浇筑截排水沟。垫层厚0.1m，采用C15混凝土浇筑。每15m设一道变形缝，缝宽20mm。

4.边坡挂网喷播草籽，选用易成活、生长快、根系发达、叶茎矮或有匍匐茎的多年生当地草种。建议采用客土喷播施工，混合草籽用量每1000㎡不少于25kg，也可以直接铺草皮进行绿化。草籽应撒布均匀，同时做好保护措施。铺种植被后，应适时进行洒水、施肥等养护管理。

施工顺序为先修整坡面，做好排水临时措施施工便道施工→按设计坡率削坡→坡脚挡土墙施工→坡顶截排水沟施工→坡面植草施工→场地清理。边坡较长，必须分段施工。治理工程应采用动态设计法进行治理设计，在边坡施工治理过程中应掌握施工现场的地质状况、施工情况和边坡的变形情况，根据边坡的监测反馈信息以便必要时对原设计做出校核、修改和补充[5]。

场地有乡村水泥路直通坡脚，交通便利，各施工材料、机械可顺利进场。坡脚房屋较近，施工时要注意做好防护措施，房屋间隔分布，间有空地分布，可作为施工场地，有上山便道，施工条件相对较好。施工现场除了作好水电供应，修筑土方装运平台和运输道路、修筑施工设备平台和材料场等外，还需作好以下事项：①、开工前发出安民告示：严禁其它人员进入施工区域，对可能危及的民居、树木要作出妥善。②、作好场地隔断（如隔离带、临时截水沟）和防护措施，预防施工对周边安全危害以及水土流失对施工民居的干扰。

治理工程应采用动态设计法进行治理设计，这主要体现在在边坡施工治理过程中应掌握施工现场的地质状况、施工情况和边坡的变形情况，根据边坡的监测反馈信息以便必要时对原设计做出校核、修改和补充[6]。

5 结语

削坡通过改变边坡高度及坡度来减载增加稳定性，挡土墙对坡脚起到抵抗和保护的作用，截排水沟的设置能减轻雨水下渗的影响。通过采用“削坡+挡土墙+截排水”的治理方案，可达到消除地质灾害隐患的作用，确保边坡体在长时间内保持稳定。本方案是当前地质灾害治理中常用的施工方案之一，各项工艺都比较成熟，施工效果较好。既起到了因地制宜的作用，又实现了可靠安全的治理效果。