安徽省黃山市歙縣昌溪鄉“萬二崩塌”群地質災害特征及成因分析

摘要：本文通過對安徽省黃山市歙縣昌溪鄉“萬二崩塌”群地質災體及附近范圍進行勘查，探明并分析災體危害性，分析災害特征及成因，并在此基礎上做出合理、安全、經濟的治理設計方案。根據實際情況因地制宜，并提出了備選方案；通過認真比較后，選定最終治理設計方案并提出治理建議。

關鍵詞：崩塌；地質災害；特征；成因分析；治理建議

前言

古城歙縣，歷史悠久，人文薈萃。昌溪鄉是歙縣著名的文物之鄉，素有“歙南第一村”的美譽，位于歙縣南部山區。萬二村屬昌溪鄉管轄，已列入第五批中國傳統村落名錄，村址位于昌溪鄉政府南東側3km處。

“萬二崩塌”是歙縣的老地質災害點，其歷史可追溯至2000年以前。2014年5月26日，雨后山體（BT1）失穩，沖倒4間房屋后墻，1間廚房全毀，幸無人員傷亡。經多年監測和專項踏勘：萬二組整個村莊坐落在順層的板巖之上，村內與BT1相似的山體還有3處（BT2、BT3、BT4）（圖1），威脅多戶居民生命財產安全。該地質災害位于歙縣昌溪鄉135°方向約3.0km處（圖2），地處深山，交通不便。

我隊接受委托后，對災體及附近范圍內進行勘查，探明并分析災體危害性、危及范圍、穩定趨勢，并在此基礎上提出合理安全經濟的治理設計。

1.地質環境條件

1.1氣象水文

工作區地處亞熱帶，屬亞熱帶濕潤季風氣候區，四季分明，氣候多變。本區的降雨具有獨特的山區小氣候特征，連續降雨數天，使附近河流水位陡漲，引發洪水災害；同時造成大面積的水土流失，并引發地質災害。

本區地表水主要為山谷沖溝，勘查設計時段內，溝寬1m～3m，水深0.5m～1.0m。流量與降雨關系密切，在降雨發生后一兩天或幾小時內，便可使河流徑流量猛增，出現洪峰；隨著降雨中止，流量迅速下降，洪峰隨之消失。春夏季降水量多則流量較大，秋冬季降水少而流量較小。

1.2地形地貌

工作區附近地貌單元為構造抬升—剝蝕丘陵區，山體高差較大、坡度較陡，自然坡度30°～40°，兩側溝谷呈“V”形，谷內坡降較大，谷口稍平坦。整村海拔標高在206.61m～ 301.34m之間。

1.3區域地質

1.3.1區域地層

評估區及周圍地層區劃屬揚子地層區江南地層分區北側，區域上分布地層主要有薊縣—長城系、青白口系和第四系，而第四系僅沿現代河谷有少量分布。

（1）薊縣—長城系西村巖組一段（Pt2x1）：由超基性、基性巖和硅質巖所組成的三位一體的蛇綠巖套所構成，巖性為灰綠、深綠色，碎塊狀的灰綠巖、橄欖巖，枕狀玄武巖、輝長、輝綠巖以及千枚巖構成，具蛇紋石化，其他主要分布在歙縣雄村以北地區，厚度371.86m。

（2）薊縣—長城系南山組（Pt2N）：細粒輝長（輝綠）巖，粗（堆）晶輝長巖，見于勘查設計區南東側，練江兩岸。

（3）青白口紀周家山組（Qnzhn）：青灰綠色粉砂質板巖，絹云板巖夾砂巖、礫巖，夾凝灰質板巖。

（4）第四紀蕪湖組（Qhw）：主要分布在溝口兩岸，為一套河流相沉積的卵石、砂質細粒石、粉砂—粉質黏土層；具有典型的二元結構，上部為粉砂、粉細砂，下部為粗砂、圓礫及卵石，厚度在0.5m～2.0m不等。

1.3.2地質構造

本區大地構造單元屬江南古陸北東段，區域地質歷史演變悠久，地質構造復雜，經歷了多期次的構造活動。表現明顯的有皖南運動、印支運動和燕山運動，且伴隨有沉積、巖漿、變質、成礦等多種地質作用。皖南運動結束了地槽演化歷史，形成了揚子準地臺基底；印支運動使震旦系以上沉積蓋層普遍發生大規模褶皺，同時伴隨斷裂發生，形成區域基本構造格架；燕山運動開始轉入大陸邊緣活動帶階段，是印支運動的繼續和發展，以斷裂活動、巖漿侵入、火山噴發為主并伴隨陸相盆地的沉積作用，形成現今復雜的地質景觀。工作區及附近無地質構造發育。

1.4水文地質條件

由現場調查得知，災體由中—強風化基巖及碎石土組成，碎石土較少，強風化厚度較薄，其下為中風化基巖。以上坡體結構特征，決定了災體具備地下水貯水空間和接受大氣降水的條件：表層為碎石土，強風化巖石節理較發育，裂縫的連通性較好，利于地下水向坡外排泄。綜上所述，坡體具有較良好的補、徑、排條件。當錨索與貯水裂隙相交時，水文地質條件對錨索錨固力存在一定的影響，存在減小錨索壽命和錨固效果可能。

工作區周邊地下水類型有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水兩種。

地下水的補給來源主要是大氣降水，除去蒸發、土植吸收以外，一部分經地表匯集流入新安江形成地表水；另一部分滲入沖洪積層后沿巖石裂隙垂向入滲，轉為地下水。地下水動態類型基本屬于降水入滲—徑流型。地下水排泄以天然排泄為主，蒸發排泄為輔。地下水位受大氣降水制約，主要表現為春夏季水位高而秋冬季水位低。

根據水文地質資料與周邊建筑經驗，本場地中地下水對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性，場地土對混凝土結構及鋼筋混凝土結構中的鋼筋具微腐蝕性。

1.5工程地質條件

1.5.1土體

碎石土：黃色，灰黃色，松散—中密，碎石含量50%～ 60%，棱角狀—棱角狀，一般直徑20mm～40mm，最大粒徑約為100mm，成分以板巖為主，少量為砂巖，由老黃土充填。土質較均勻，力學性能一般，承載力較低，呈中—高壓縮性。

1.5.2巖體

強風化板巖：灰綠色，密實，巖芯呈碎塊狀，塊硬，巖芯較破碎，呈錘擊聲啞，較易擊碎，鉆進較困難。巖芯采取率65%～75%，RQD=50～60，巖體基本質量等級Ⅴ級。

中風化板巖：青灰色，裂隙發育一般，一般呈柱狀、短柱狀，少量長柱狀。錘擊聲稍啞，錘擊鉆進困難。巖芯采取率85%～90%，RQD=80～85，巖體基本質量等級Ⅳ-Ⅴ級。夾軟弱夾層，夾層厚0.1m～0.2m，呈鱗片狀。

2.災體特征

本次勘查設計的對象包括以往調查的老點和本次勘查發現的新點，為敘述方便，依次編號為BT1、BT2、BT3、BT4，基本特征見表1：

BT1：位于萬二村南東側，為1∶10萬和1∶5萬的老點，歷史資料定義多樣，有不穩定斜坡、崩塌、滑坡，本次勘查定義為滑移式崩塌。底寬37.50m，坡頂底11.70m，坡度多在60°～70°，現狀體裸露中風化板巖，較完整，較堅硬，節理發育，少量碎石崩落，破壞模式為折線形破壞（二折），歷史上發生過2次失穩滑塌。

BT2：位于萬二村北東側，為本次調查過程中發現的新點。底寬21.00m，坡頂底10.80m，坡度多在50°～60°。現狀體裸露中風化板巖，較完整，較堅硬，節理發育，少量碎石崩落，破壞模式為傾倒式破壞。

BT3：位于萬二村西側，為本次調查過程中發現的新點。底寬16.50m，坡頂底9.60m，坡度多在65°～75°，局部反傾。現狀體裸露中風化板巖，較完整，較堅硬，節理發育，少量碎石崩落，破壞模式為楔形體破壞。

BT4：位于萬二村北西側，為本次調查過程中發現的新點。底寬13.50m，坡頂底5.70m，坡度多在75°～85°，局部反傾。現狀體裸露中風化板巖，較完整，較堅硬，節理發育，少量碎石崩落，破壞模式為傾倒式破壞。

3.災害形成條件

崩塌所處坡段基巖裸露嚴重，坡面陡峭，山體自然坡度多在65°以上，多處可見直立甚至反傾的崩塌體兀立于坡面。坡高超過10.00m，坡腳無支護，陡峭的地形為巖塊的崩落和滾動提供了條件。

坡體淺部為碎石土，下部為中—強風化板巖，巖層間發育有軟弱夾層，膠結程度較低，加之數組延伸長的節理交互切割，形成楔形體致使基巖破碎；長期裸露受風化剝蝕作用，外側巖塊崩落后，新鮮面上的基巖繼續被風化，因此在節理面或者強弱風化界面處易形成軟弱結構面；降水入滲節理面后軟化基巖，軟弱結構面漸成規模。

工作區每年6月～8月份為汛期集中降雨時段，降雨在加劇巖石風化的同時，也為災體提供了動力條件。降雨直接滲入導致未固結完全的雜填土固結沉降，繼續滲下基巖，加劇風化，浸潤強弱風化面致使摩擦力減小，巖石吸水也導致自重增大。此外，調查走訪過程中發現，冬季也是落石多發的時間段，可見冬季降水滲入裂縫后形成的“冰劈作用”也不容小覷。

早年切坡建房、切坡修筑便道，對坡腳進行了不同程度的開挖，受開挖擾動，未構筑支擋工程，或構筑的支擋工程效果差。

坡面陡峭、軟弱夾層、節理發育、基巖破碎、坡腳臨空，若遭遇強降水激發，軟弱結構面貫通或斷續貫通，坡體達到極限狀態，易造成災體失穩破壞。

4.災體治理設計方案

4.1設計方案的分析

災體各坡體處于欠穩定狀態，坡下擬建工程場地狹窄，根據場地的工程地質特征，結合場地的平面布置要求及穩定性分析結果，擬采用如下3種治理方案：

方案1：刷方+綠化+截排水；

方案2：掛網噴漿+擋土墻+綠化+截排水；

方案3：微型樁板墻+SNS主動防護網+綠化+截排水。

4.2設計方案的比選

方案1：刷方。對災體進行刷方卸載，坡度50°，5m一級馬道，馬道寬2m。該法直接清除威脅，放至安全坡率，以土石方工程為主；但放坡范圍內林地較多，首先需解決土地權屬問題。災害所在山體較陡，還需解決釋放外運問題；故可行性較差。

方案2：掛網噴漿加固。在對坡表松動巖塊清理后，采用錨索+鋼絲網+噴漿對坡面進行防護，然后在坡面適宜位置施工排水孔。該種方法能有效防止坡面巖塊遭受暴露、物理風化，其缺點是坡面陡峭、高差大，坡面噴漿難度大、質量無法保證，受凍脹作用砼噴漿層易受損。

方案3：微型樁板墻。微型樁凈斷面為圓形，其中型鋼為熱軋工字鋼，工字鋼高方向與坡向一致，樁身混凝土 C30。施工過程中擾動少，占地面積小，對坡體、坡腳擾動較小；施工速度較快，位布設靈活。SNS主動防護網，在對坡表松動巖塊清理后，采用系統錨索+隨機錨索+GPS2型高強度鋼絲格柵，同時施工排水孔。SNS主動防護網目前是針對災體危巖崩塌防治較為成熟、有效的措施。

根據場地的現狀條件，同時綜合考慮現有工程治理經驗、治理技術與治理費用投放等因素，經過比選，選用方案3。

4.3穩定性驗算及結果評述

采用理正7.0設計軟件對各剖面分別進行了穩定性驗算，結果如下：

Kf1=1.349，Kf2=1.395，Kf3=1.481，Kf4=1.372，Kf5=1.413

各剖面安全系數均>1.30，治理后處于穩定狀態。

5.結論與建議

通過勘查工作，查明了災害的現狀、成因及危害性特征，坡體高陡，基巖破碎，節理較發育，降水入滲等共同作用，當各種因素綜合作用下，災體可能會失穩造成破壞。嚴重威脅坡下擬建工程及人民生命財產安全，治理工作勢在必行。根據現場情況并結合類似工程實例，經過仔細分析比選，分段采用支護+排水+綠化的綜合治理措施，并提出了以下建議：

5.1施工隊伍要具有相應資質的施工隊伍，能夠在復雜的災害地質條件下保證施工質量。承擔施工的單位要有專門的施工組織設計和應急預案，通過審查后實施。

5.2施工過程中，一定要盡量減小施工對坡體及現有擋墻的擾動和破壞，保障作業安全，如有異常情況應及時停止作業，待異常情況完全解決后方可繼續作業。

5.3施工要和設計緊密結合，采取“動態信息化施工法”，設計要隨地質條件變化進一步細化，必要時對原設計做調整和補充。

5.4做好施工階段的地質工作，及時收集施工資料，反饋設計。做好施工階段的監測工作，主要是對巖質觀測，觀測坡體是否變形，發現問題及時處理，確保安全。

5.5施工場地人員密集，應切實提高安全意識，確保施工安全。精心組織施工，杜絕因施工不當引發的次生災害危及相關人員生命財產安全的事故。

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