皖南山區某地滑坡致災機理與防治措施

朱訓和，相健波，徐生平

（1.安徽省地質礦產勘查局311地質隊，安徽 安慶 246000；2.安徽省地質環境監測總站，安徽 合肥 230001）

隨著我國社會經濟的高速發展，資源儲備進程的不斷推進，人類工程活動對自然斜坡的日益改造，導致坡體的天然應力場平衡遭到破壞，直接或間接的觸發滑坡災害屢見不鮮，嚴重威脅著當地人們的生命財產安全。

安徽省績溪縣突降特大暴雨，14時～17時連續三個小時的降雨量達到96.5mm，15時至16時最大小時雨強達37毫米，刷新了當地地區的環境氣象歷史記錄，特大暴雨襲擊導致境內多處山體滑塌、道路沖毀、通信受損；地質滑坡致使材料運輸道路受到堵塞，嚴重會產生人員傷亡。

1 地質環境背景

1.1 地形地貌

區內地形切割強烈，斜坡發育，屬構造侵蝕地貌。山體大致呈南東向展布，滑坡體位于所處位置的中下部，微地貌周邊高、中間低，自然山坡坡度30°～45°，局部大于60°，周邊狹窄深切的沖溝呈“V”字型發育。

1.2 氣象水文

滑坡研究區域屬北亞熱帶濕潤季風氣候區，雨量充沛，四季分明，溫和濕潤，多年平均降水量1630.3mm，降水集中在5月份～8月份，主汛期具有明顯降雨集中、短時強降雨頻次多和連續降雨時間長的特點。據當地礦山研究區域雨量監測站資料，降雨量分別達到188mm、210mm、251mm和296mm，遠超引發地質災害的致災臨界雨量閾值，極端強降雨導致多處突發地質災害。

1.3 地層與構造

第四系殘坡積（Q4edl）：灰褐色、黃褐色，含碎石粉質粘土，碎石含量15%～30%，呈棱角狀，分選性差；根據工程揭露滑坡體中上部厚度約5m，滑坡兩翼及坡腳薄，厚度小于1m。殘坡積層結構松散，含水且透水；不良礦體結構是突發性地質災害發生的根本內因。

1.4 水文地質特征

根據地層巖性、含水介質及地下水動力條件，將區內地下水類型劃分為第四系松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。地下水主要接受大氣降水的入滲補給，動態變化大，逕流方向總體為自坡頂順斜坡向坡腳運動匯入石門亭河。

地下水位嚴格受降雨控制，其變化與降雨量同步，降雨因子對斜坡的穩定性起了非常重要的作用[1]。

1.5 人類工程活動

區內人類工程活動比較強烈，主要表現為坡地開墾和削坡建路兩個方面。

研究區位于天目山北麓余脈，典型的山區小氣候有利于山核桃生長發育。山坡原為灌木林地，植被發育；為增加農民收入，調整產業結構，地方政府鼓勵農民開墾種植山核桃，人為改造了地質環境。

2 滑坡基本特征

2.1 滑坡類型

根據現場詳細調查，結合地質工程測繪、勘查與高密度電法剖面解譯等基礎資料，判定該滑坡為淺層土質牽引式小型滑坡[2]，成因類型屬強降雨引發型[3]。

2.2 滑坡形態、規模及周界特征

滑坡位于績溪荊州鄉下胡家村下村黨組，微地貌屬斜坡地形，巖土質邊坡；滑坡位于山坡中下部，滑坡體所在坡體為順向結構，坡面朝陽，中心地理坐標：E118°52′27″，N30°11′57″；長約120m、寬約20m～45m，厚約0.5m～5m，平均厚度大約2.8m，總體積約15000m3，主滑方向120°?；露逊e體呈粘稠狀，堆積于下方的材料運輸道路上，部分沖至石門亭河內?；潞缶壐叱?28.09m，前緣剪出口高程646.18m，相對高差81.91m，坡度30°～60°，平面形態近舌狀，剖面形態呈折線型。

2.3 滑體特征

滑坡體物質以第四系全新統殘坡積含碎石粉質粘土為主，灰黃色，濕，可塑，地質表面頂部見植物根莖。風化后的泥質灰巖呈棱角狀不均勻分布，含量小于30%。整體結構松散，易于雨水入滲。

2.4 滑帶特征

滑帶為第四系殘坡積土與下伏基巖接觸界面，滑動面為一傾斜平面，傾角為40°～45°，滑帶土以粉質粘土為主，濕～稍濕，可塑，手捏有較強的滑感，滑面上具有明顯的擦痕；高強度降雨不利于地下水沿接觸界面及時排出。

2.5 滑床特征

滑床巖性為中風化微晶灰巖，灰白色，厚層狀結構，裂隙微弱發育，滲透性差，視為本區相對隔水層，地下水入滲運移至該界面時遇阻富集，致使接觸面巖土軟化形成飽水軟弱帶，具有上部富水下部隔水的水文地質特征；新鮮基巖完整，穩定性良好。

3 致災機理

3.1 地質環境條件

地質災害發生是在自然屬性和經濟屬性的耦合作用下形成的，地質環境條件是內在因素。斜坡殘坡積層發育，厚度約0.5m～5m，其結構松散，孔隙率大，透水性強，吸水后地下水位隨即上升，松散層發生軟化變形，坡體荷載增大，為滑坡的發生提供了充足物源。

3.2 強降雨外因

高強度降雨是導致地質邊坡滑坡發生最主要的激發因素之一，突發性地質災害與降雨強度呈高度正相關。滑坡所處斜坡原始坡面呈漏斗狀，有利于地質表面水匯集；久旱干燥后遭遇9日～10日兩天集中強降雨天氣，雨水便迅速沿孔隙、裂隙和裂縫直接滲入結構疏松的坡體內，地下水的滲流作用致使浸潤線以上殘坡積層重度快速增加，抗剪強度急劇下降，在抗滑段和牽引段的應力集中區因重力下移，產生的多組差異結構面導致局部拉裂而發生垮塌和崩滑。

3.3 人為因素

工程施工修建過程中，對坡腳進行了機械開挖，形成高度2m～10m、坡度60°～70°的高陡邊坡，工程切坡改變了斜坡原始結構與力學平衡，減小了前緣抗滑段的阻滑力，破壞了坡體的天然穩定性。工程坡腳修建高約0.6m～1.0m、寬約0.40m的干砌塊石擋墻，雖采取了簡易防護措施卻難以阻擋地質災害發生。

3.4 演化機理

根據現場調查，結合綜合資料分析，該處滑坡在強降雨的激發下坡腳臨空面首先發生剪切破壞，繼而牽引滑坡中后部發生快速變形滑動，其演化機理表現為滑移—拉裂—剪斷破壞模式。

4 防治措施

4.1 設計原則

根據地質滑坡防治工程相關規范，結合滑坡結構、變形特征和場地條件，遵循因地制宜和生態環境的設計原則，做到一次根治不留后患，消除社會影響。

4.2 方案設計

滑坡治理工程目前國內比較成熟措施為排水工程、削方減載、工程基礎注漿加固、抗滑工程、錨索（桿）工程、格構錨固工程、擋墻工程和生物防護工程等。

該滑坡防治工程為II級，使用年限為50a，設計允許安全系數取值1.35。通過對滑坡發生機理的綜合研究，采用定量方式優化治理方案，確定最終工程治理措施為：刷方減載＋樁板墻＋鋼筋混凝土擋墻＋主動防護網＋截排水工程＋生物治理工程＋監測工程的組合治理方案（圖1）。

（1）排水工程。治坡先治水，為確保坡面排水通暢，在位于坡面、樁板墻墻腳及坡腳處采用C2O混凝土現澆鋪筑截、排水溝各200m，在工程邊坡腳處修筑跌水池與坡面排水溝相連。

（2）削方減載。對坡面上不穩定巖土體采用機械+人工的方式進行清理；為減小滑坡牽引段的推力，在滑坡后緣削坡卸載形成兩個平臺，按照1:1.0放坡，平臺寬度3m，臺階高度5m～8m，邊坡角45°。

圖1 地質工程段滑坡治理工程平面布置圖

（3）地質工程基礎混凝土擋墻。為防止坡面崩落塊石，在距坡腳4m～5m處設置一道懸臂式混凝土擋墻，擋墻長度35m，高度3m，內設落石槽。

4.3 治理效果

治理工程于2020年初竣工，日常觀測數據表明主體工程未發生位移跡象，滑坡體處于穩定狀態，工程治理達到了預期目的，治理效果顯著。

5 結論

本文以滑坡為研究對象，從地質環境條件、滑坡體變形破壞特征和影響因素等方面分析研判了該滑坡的孕災條件、成災因素和致災機理；作者認為，區內的微地貌類型、巖土體結構和水文地質條件是形成滑坡的內在機理，極端氣候條件和人類工程活動是滑坡發生的激發機理。