含山縣林頭鎮(zhèn)東關(guān)中學(xué)后山滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理淺析

劉萬(wàn)順

摘要：地質(zhì)災(zāi)害在城鎮(zhèn)發(fā)展過(guò)程中有較強(qiáng)的破壞性。文章以含山縣林頭鎮(zhèn)東關(guān)中學(xué)后山滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理為例，對(duì)其特征及其成因進(jìn)行了系統(tǒng)分析，希望以此為據(jù)引起相關(guān)部門重視，制訂相關(guān)治理措施，保證人民正常生活。

關(guān)鍵詞：滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；含山縣

1.研究區(qū)概況

1.1自然地理概況

（1）氣象。含山縣屬北亞熱帶濕潤(rùn)氣候區(qū)，氣候溫和，雨量適中，光照充分，熱量條件較好，無(wú)霜期長(zhǎng)；季風(fēng)氣候顯著，冬寒夏熱，四季分明。含山縣多年平均氣溫15.8℃，1月份最低，為2.8℃；7月份最高，為28.0℃。多年平均降水量1087.1mm，年降水量分布不均，5月份～8月份約占全年降水量55%，最大年降水量1997.0mm。多年平均蒸發(fā)量1487.8mm，5月份～8月份蒸發(fā)量最大約占全年蒸發(fā)量51%，12月份至翌年2月份蒸發(fā)量較小。多年平均無(wú)霜期為239天，年日照時(shí)數(shù)約2126.1h，風(fēng)向有明顯的季節(jié)性變化，冬季以偏北風(fēng)為主，夏季以偏南風(fēng)為主，春秋兩季是風(fēng)向轉(zhuǎn)換季節(jié)，年平均風(fēng)速2.7m/s。2016年7月1日～5日單日最大雨量達(dá)203mm。

（2）地形地貌。項(xiàng)目區(qū)位于江淮波狀平原，海拔高度為6.48m～290.0m，按地貌可分為高丘（Ⅲ2）、山前斜地（Ⅲ1）、崗地（Ⅱ）及河漫灘（Ⅰ）。

高丘（Ⅲ2），海拔高度為100.0m～290.0m，主要分布于滑坡區(qū)域北側(cè)，分布有大量石灰?guī)r礦采場(chǎng)，丘頂圓滑，山脊走向約80°，坡度約45°。山頂基巖出露為泥盆系石英粉砂巖。山坡以石炭系及二疊系灰?guī)r為主。

山前斜地（Ⅲ1），為滑坡區(qū)位置，海拔高度為20.0m～100.0m，坡度較緩，約為3°～25°。表層為殘坡積碎石土。

崗地（Ⅱ），海拔高度為13.00m～20.0m，地勢(shì)較平坦，主要分布于滑坡區(qū)以南，裕溪河以北，為東關(guān)社區(qū)主要聚居處，表層為第四系上更新統(tǒng)下蜀組黏土。

河漫灘（Ⅰ），海拔高度為6.48m～13.00m，地勢(shì)平坦，主要分布于裕溪河以南，為耕地及魚(yú)塘。表層為第四系全新統(tǒng)蕪湖組黏土。

滑坡體最高處海拔約為125.00m，最低處海拔約為27.33m。坡度較緩，山坡最大坡度約為3°～25°，滑坡體地勢(shì)相對(duì)低洼，后緣及前緣皆因采礦活動(dòng)形成高陡邊坡。

1.2地質(zhì)環(huán)境背景

（1）地層。項(xiàng)目區(qū)位于揚(yáng)子地層區(qū)下?lián)P子地層分區(qū)和縣—安慶地層小區(qū)，區(qū)域主要為第四系、二疊系、石炭系、泥盆系及志留系地層。滑坡體所處地層主要為二疊系棲霞組、石炭系船山組及泥盆系五通組。

（2）構(gòu)造。項(xiàng)目區(qū)位于昭關(guān)—太湖山復(fù)式向斜其中的背斜處。震旦紀(jì)—三疊紀(jì)的沉積地層，在印支運(yùn)動(dòng)發(fā)生褶皺，并且造成褶皺與斷層相伴，褶皺樞紐呈北北東—北東走向，節(jié)理的應(yīng)力場(chǎng)方向表現(xiàn)為北西—南東向水平擠壓。燕山和喜馬拉雅運(yùn)動(dòng)使該區(qū)褶皺構(gòu)造得到加強(qiáng)，由直立和斜歪褶皺變?yōu)閮A伏、倒轉(zhuǎn)褶皺，樞紐波狀起伏，

區(qū)域斷層若發(fā)育，僅北側(cè)發(fā)育一條長(zhǎng)約4km，北北東走向的平移斷層。項(xiàng)目區(qū)北側(cè)發(fā)育一條斷層，走向近東西，為本次物探解析斷層。

2.滑坡體現(xiàn)狀及特征

2.1滑坡基本特征

（1）滑坡空間形態(tài)特征。項(xiàng)目區(qū)位于馬鞍山市含山縣林頭鎮(zhèn)東關(guān)社區(qū)，本區(qū)是《含山縣1∶5萬(wàn)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查》重點(diǎn)防治區(qū)。滑坡體位于宿舍樓以北區(qū)域，后緣標(biāo)高為123m，前緣標(biāo)高在53m，位于高丘山前斜坡上，滑坡體長(zhǎng)約312m，寬約220m，主滑方向約為190°～200°，坡度較緩，約為8°～20°。剪出口位于老操場(chǎng)至宿舍樓北側(cè)一線，滑面現(xiàn)狀未貫穿至學(xué)校區(qū)域。

（2）滑坡物質(zhì)結(jié)構(gòu)特征。滑坡體物質(zhì)主要由棄渣土及殘坡積碎石土構(gòu)成。其中棄渣土主要分布在滑坡后緣處，最大厚度達(dá)到約10m，山坡棄渣土厚度較小，約為0.5m～ 4.0m。碎石土，結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)地不均勻，從鉆孔巖芯及槽探結(jié)果看碎石含量30%～80%不等。通過(guò)實(shí)驗(yàn)結(jié)果可知，自然條件下含水量約為24%。

殘坡積土主要組成成分為黏土、全風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖、石英細(xì)砂巖碎石及塊石、全強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r碎石及鐵錳質(zhì)粗粒組成。粒徑由3cm～200cm不等，碎石分布規(guī)律為表層為石英細(xì)砂巖碎石層，碎石含量通常大于60%，填充黏土。中間為黏土夾碎石層，碎石主要為全強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，含量約為40%，局部含量較高，達(dá)到80%。底部為黏土含碎石層，碎石主要為強(qiáng)風(fēng)化灰?guī)r碎石、石英細(xì)砂巖碎石、全強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖碎石互層分布，碎石含量通常小于30%。殘坡積土結(jié)構(gòu)松散，質(zhì)地不均勻。滑坡體后緣處分布有洪沖積砂卵石層。殘坡積層主體位于潛水位以下。含水率約為30%～47%。滑坡體各層土體分布見(jiàn)表1。

（3）滑床特征。滑坡滑床為黏土夾碎石，該層土所含碎石成分主要為全強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖，土體強(qiáng)度差，碎石間為黏土充填，遇水軟化，抗剪強(qiáng)度顯著降低，在2-1與2-2層交界處滑動(dòng)，形成滑坡，滑床向南切入2-2層中，于坡腳處剪出。局部2-2層碎石含量較高，尤其是沖溝處，受水流搬運(yùn)堆積作用影響，殘坡積層碎石含量普遍較高，土體抗剪強(qiáng)度相對(duì)較高。

（4）滑動(dòng)帶特征。本次勘探鉆孔滑帶土揭露不明顯，受鉆探擾動(dòng)影響，巖芯滑帶土特征不明顯。僅于槽探點(diǎn)CT-9處2.6m揭露滑帶土。飽水，受滑動(dòng)影響，黏土呈泥狀，土體中碎石棱角處破碎。

2.2滑坡巖土體的物理力學(xué)性質(zhì)特征

根據(jù)《地基系數(shù)的比例系數(shù)m的確定》（西南交通大學(xué)李俊，強(qiáng)士中，李小珍610031）可知m與E0值接近，本項(xiàng)目按m≈E0處理。參照鐵道部第二勘測(cè)設(shè)計(jì)院對(duì)卵石土和圓礫土的回歸公式E0=4.48N0.7654（63.5），可以近似算出各層土的變形模量E0。

2.3滑坡變形機(jī)制及影響因素

（1）滑坡變形宏觀分析。場(chǎng)地的滑坡類型為土質(zhì)滑坡，淺層推移式滑坡，發(fā)生原因是在強(qiáng)降水作用下誘發(fā)，誘發(fā)時(shí)間為2016年7月1日至5日。

滑坡體積在26萬(wàn)m3左右，按體積劃分為中型滑坡。根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)觀測(cè)測(cè)繪，滑坡現(xiàn)狀為滑移過(guò)后的暫時(shí)停息狀態(tài)，現(xiàn)狀處于欠穩(wěn)定到基本穩(wěn)定狀態(tài)，主滑方向約為190°～200°，滑面未貫通。

（2）滑坡穩(wěn)定性影響因素分析。東關(guān)社區(qū)山體自20世紀(jì)50年代大規(guī)模開(kāi)采后，邊坡土體發(fā)生多次失穩(wěn)變形，項(xiàng)目區(qū)山體于20世紀(jì)90年代發(fā)生過(guò)滑坡變形，但未得到重視。具體影響因素由下面4項(xiàng)分析。

①滑坡體空間形態(tài)：本滑坡體南北方向上，約為8°～20°，整體坡度較緩，為滑坡體物質(zhì)的堆積創(chuàng)造了有利的條件。東西方向上，滑坡體相對(duì)于滑坡邊界兩側(cè)地勢(shì)低洼，有利于雨水的匯集，對(duì)滑坡形成及發(fā)展創(chuàng)造了有利的條件。

②滑坡體物質(zhì)組成：滑坡體物質(zhì)主要為棄渣土及殘坡積碎石土。質(zhì)地不均勻，整體稍密。其中棄渣土成分復(fù)雜，結(jié)構(gòu)松散；碎石層，石英細(xì)砂巖碎石含量普遍大于60%；全強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖碎石富集層，土體強(qiáng)度低，充填黏土遇水軟化，故在碎石層與全強(qiáng)風(fēng)化粉砂質(zhì)泥巖碎石富集層交界處易滑動(dòng)，形成滑坡。

③降水：本滑坡受2016年汛期雨水影響，滑坡體發(fā)生大規(guī)模變形。降水使得滑坡體容重增加，物理力學(xué)性質(zhì)變差，降低滑坡體穩(wěn)定性。本次滑坡就是發(fā)生在2016.7.1-7.5日強(qiáng)降水后，觀測(cè)期間滑坡體變形加劇普遍發(fā)生在降水后，故降水對(duì)本滑坡穩(wěn)定性造成重要影響。勘查期間觀測(cè)在9月29日-10月2日大雨后，地下水水位的變化情況。滑體土保水能力強(qiáng)。大雨后，地下水降至穩(wěn)定水位時(shí)間超過(guò)120個(gè)小時(shí)，每24小時(shí)水位降幅小于20cm。這對(duì)滑體穩(wěn)定性造成不利影響。

④人類工程活動(dòng)：滑坡區(qū)礦業(yè)開(kāi)采及學(xué)校建設(shè)極大地改變了山體原始地形地貌，后緣及學(xué)校處堆積有大量棄渣土，前緣坡腳挖損，是導(dǎo)致滑坡發(fā)生的根本原因。

3.滑坡推力計(jì)算及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1計(jì)算模型及工況

滑坡穩(wěn)定性計(jì)算依據(jù)《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006）中折線滑動(dòng)法（傳動(dòng)系數(shù)法），采用極限平衡法進(jìn)行分析計(jì)算。

由于項(xiàng)目區(qū)位于地震烈度6度區(qū)，故不考慮地震對(duì)滑坡穩(wěn)定性影響。結(jié)合場(chǎng)地實(shí)際情況，采用自然、暴雨兩種工況（分別對(duì)應(yīng)工況Ⅰ及工況Ⅱ）進(jìn)行穩(wěn)定性分析計(jì)算。該項(xiàng)目防治工程等級(jí)為一級(jí)，參照《滑坡防治工程設(shè)計(jì)與施工技術(shù)規(guī)范》（DZ/T0219-2006），滑坡穩(wěn)定性安全系數(shù)FS取值如下：

工況Ⅰ情況下穩(wěn)定性安全系數(shù)Fst =1.3。

工況Ⅱ情況下穩(wěn)定性安全系數(shù)Fst =1.25。

3.2滑坡穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

滑坡南側(cè)學(xué)校區(qū)域現(xiàn)狀滑坡變形不明顯，故對(duì)區(qū)域北側(cè)1-1和2-2兩個(gè)剖面在兩種工況下穩(wěn)定性分析如下表。

3.3滑坡發(fā)展變化趨勢(shì)及危害性預(yù)測(cè)

（1）滑坡發(fā)展變化趨勢(shì)。滑坡體現(xiàn)狀為欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定，可能在局部產(chǎn)生滑移；在暴雨工況下為欠穩(wěn)定—不穩(wěn)定，部分剖面的滑體將整體失穩(wěn)產(chǎn)生滑移。

滑坡一旦失穩(wěn)，滑體開(kāi)始將會(huì)向西南方向緩慢滑移，從前緣剪出，這段時(shí)間可能短暫，無(wú)法提供足夠的滑坡應(yīng)急時(shí)間。學(xué)校以南區(qū)域后由于地勢(shì)開(kāi)闊，東西兩側(cè)無(wú)有效阻攔地貌，滑體將以喇叭口狀向東西兩側(cè)擴(kuò)散，由于這一區(qū)域?yàn)闁|關(guān)社區(qū)主要聚居區(qū)，這勢(shì)必增加滑坡的危害。

在較遠(yuǎn)和穩(wěn)定的區(qū)域監(jiān)測(cè)滑坡及滑坡體周邊區(qū)域的變形情況，做好嚴(yán)格的安全預(yù)警措施，監(jiān)測(cè)滑坡的變形狀態(tài)，動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)滑坡的變形情況。

（2）滑坡危害性預(yù)測(cè)。滑坡方量為28萬(wàn)m3，為中等規(guī)模滑坡。滑坡體一旦滑動(dòng)，將直接威脅滑坡區(qū)內(nèi)61戶237名村民的生命財(cái)產(chǎn)安全，因此滑坡具有防治的必要性和緊迫性。

4.滑坡治理措施

本滑坡現(xiàn)狀主要下滑變形區(qū)域位于北側(cè)山體區(qū)域，滑面未貫穿至南側(cè)學(xué)校區(qū)域，南側(cè)學(xué)校區(qū)域現(xiàn)狀未出現(xiàn)明顯滑坡。故本次治理方案分兩期實(shí)施，本次設(shè)計(jì)為一期治理設(shè)計(jì)，主要針對(duì)滑坡北側(cè)山體變形進(jìn)行治理，并建立完善的排水體系。滑坡分期治理區(qū)域見(jiàn)下圖。

4.1滑坡削坡工程

削方區(qū)域主要為滑坡體后部區(qū)域。后緣棄渣土大部分清除，東側(cè)陡坎放坡削緩，削方區(qū)東西兩側(cè)與現(xiàn)有地形自然銜接。工程布置詳見(jiàn)平面工程布置圖及治理剖面圖。通過(guò)兩期計(jì)算法，算出總挖方量為64597m3。削坡削除土體全部外運(yùn)，暫定運(yùn)距為10km。

4.2滑坡抗滑樁工程

（1）抗滑樁樁體設(shè)計(jì)。為有效治理滑坡，在老操場(chǎng)北側(cè)布置抗滑樁，設(shè)計(jì)采用沖擊成孔灌注樁。樁深入基巖層，且入巖深度不小于3.0m。抗滑樁冠梁埋入土體內(nèi)，并在冠梁上設(shè)置擋土板。樁土變形系數(shù)公式為a=（mb1/EI）1/5，根據(jù)樁長(zhǎng)與2.5/a的比較可以判斷所計(jì)算樁為剛性樁還是彈性樁，進(jìn)而得治抗滑樁計(jì)算方法。

（2）擋土板設(shè)計(jì)。設(shè)計(jì)在抗滑樁冠梁上設(shè)置擋土板，擋土板高1.0m，厚0.3m，為鋼筋混凝土板，板身采用C30混凝土澆筑。縱筋采用兩排28mmHRB400鋼筋，間隔0.2m。箍筋采用8mmHRB400鋼筋，箍筋間距為0.2m。擋土板底部設(shè)置一排泄水孔，采用直徑100mmPVC管，出水口與地面平齊，管道斜率為5%。孔間距為1.0m。

5.結(jié)論

含山縣林頭鎮(zhèn)東關(guān)中學(xué)后山滑坡主體為北側(cè)淺表層層推移式滑坡，整體為兩個(gè)滑坡共同作用形成，滑坡1滑體厚度約為5m～6m，方量約為28萬(wàn)m3，主滑方向約為190°～200°，滑坡體物質(zhì)成分主要為棄渣土及殘坡積碎石土，北側(cè)主體滑坡滑動(dòng)面從2-1層與2-2層交界處破壞，進(jìn)入2-2層，現(xiàn)滑面位于學(xué)校北側(cè)坡腳處，未貫通至學(xué)校區(qū)域。滑坡體現(xiàn)狀處于欠穩(wěn)定—基本穩(wěn)定狀態(tài)。

工程治理設(shè)計(jì)對(duì)學(xué)校北側(cè)山坡進(jìn)行削坡處理，建立治理區(qū)域的排水系統(tǒng)，在老操場(chǎng)后布置抗滑樁。對(duì)整個(gè)滑坡區(qū)建立長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)系統(tǒng)。

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