南京國防園某滑坡機理及治理方案研究

史建勇

（中煤長江生態環境科技有限公司，江蘇南京 210046）

0 引言

滑坡是一種常見的自然災害，而造成滑坡的原因眾多，在日常生活、建設中具有重要意義[1-3]。滑坡的主要成因是在暴雨、地震以及人類活動等情況下使得邊坡的下滑力大于抗滑力[4]。目前，對于滑坡的機理分析以及治理設計已有一些研究。例如，郭長寶等[5]通過遙感解譯、形變分析以及野外調查對川西大渡河瀘定段大型古滑坡的形成和演變過程進行分析，并利用數值模擬對其穩定性進行研究。楊小蘭[6]探討了金華市婺城區雅畈鎮上嶺殿村滑坡的形成機理，并對其穩定性進行了初步評價，提出前置反壓處理措施。本文選擇南京國防園西南側山體滑坡作為研究對象，通過對滑坡的成因、滑坡體物質組成及結構特征以及其穩定性進行綜合分析，提出合理的治理方案，旨在消除滑坡的危害。

1 滑坡區地質環境條件

1.1 工程概況

國防園位于南京市鼓樓區虎踞路，占地面積較大，園內山體屬清涼山山脈。本次治理區位于國防園內的山體西南側小洼地，上山道路下方，西南距秦淮河約115m。

1.2 地形地貌

國防園內的山體屬清涼山山脈，山脈呈南西北東向延伸。清涼山屬于構造剝蝕低山地貌類型，地形坡度整體平緩，局部變化較大，清涼山最高峰海拔標高約59m，國防園內山體最高峰標高約49m。

治理區位于山體西南側，景區在山腰修建了上山道路、坡腳修建了棧道，地形基本保持原貌。受滑坡影響，坡體上陡下緩，坡體最大高差14m。

國防園內植被發育，樹木叢生。受滑坡地質災害影響，治理區坡面植被發育一般，局部無植被發育。

1.3 氣象條件

南京市鼓樓區屬北亞熱帶濕潤氣候區，區域內季風顯著，冬冷夏熱，四季分明，日照充足，雨量充沛。

1.4 水文地質條件

治理區位于國防園西南側山體，附近較大地表水系為秦淮河，沿國防園西南側通過，與治理區距離約115m。區內除降雨時所形成地表徑流，周邊無其他地表水系發育。

地下水的基本類型主要有松散巖類孔隙水和基巖裂隙水。雨季雨水充沛時可臨時富集于坡腳位置的松散巖類孔隙中。治理區地勢較高，鉆探施工期間，雨水較少，在鉆孔中及探槽中均未測得孔隙潛水和基巖裂隙水位。土層松散孔隙大，富水性好；巖層為白堊系角礫巖，膠結較好，裂隙發育一般，富水性較差。地下水的補、逕、排條件好，主要沿松散巖類孔隙進行。

1.5 地質構造與地震

清涼山周邊大地構造單元處于揚子準地臺下揚子斷陷帶中的次級構造寧蕪斷陷盆地內，周邊褶皺不甚發育，以斷裂構造為主。主要是烏江-燕子磯長江斷裂，是長江大斷裂中的一段。在燕子磯以東、八卦洲青龍尾一帶與東西向長江斷裂相交。可能屬于活動性斷裂，其活動性表現在沿江斷層陡崖和斷層三角面的發育，在幕府山北側有不同高度的水蝕溶洞存在，是斷層南盤相對北盤上升的證據，從斷層面的舒緩波狀來看，可能為壓扭性質斷層。另外，長江江底基巖埋深不一，極有近現代活動的可能。為重磁異常梯級帶，梯度較大，重力南高北低。

該區抗震設防烈度為Ⅶ度區，設計地震分組為第一組，設計地震基本加速度值為0.10g。

1.6 工程地質條件

治理區及周邊出露下伏基巖主要包括白堊系上統浦口組泥質砂巖、砂巖、砂礫巖，侏羅系中統象山群下段石英巖狀砂巖、石英礫巖。局部區域出露巖漿巖，主要為燕山早期閃長巖和燕山晚期石英閃長斑巖。根據巖土工程勘察報告和本次現場踏勘資料，治理區巖土體可分為3 個工程地質層和5 個工程地質亞層，描述如下。

（1）①1素填土：雜色，以坡積形成的粉質粘土為主，植被根莖發育，其結構松散，高壓縮性，低強度，不均勻，主要分布在邊坡坡體表層。

（2）①1A路基土：灰黃～紫紅，表層為瀝青混凝土地面，其下為人工壓實填土，局部厚度較大，主要分布在坡頂現狀道路下部。

（3）②殘積土：灰黃，表部土壤層孔隙率稍大、強度低、壓縮性高，其下部夾少量碎石的粘性土，強度較高。土層中的碎屑物質大小不均勻，棱角顯著，無分選，無層理。

（4）③1強風化角礫巖：紫紅色，巖芯呈砂土狀夾碎塊，手捏易碎，遇水易軟化崩解，巖體極破碎，巖體基本質量等級為Ⅴ級。

（5）③2中風化角礫巖：紫紅色，巖芯呈柱狀，偶見鈣質膠結的塊狀，為較軟巖，巖體較完整，巖體基本質量等級為Ⅳ級。

2 滑坡體基本特征

2.1 滑坡體空間形態

滑坡體后緣處至上山道路路面，前緣至坡腳，兩側植被發育。滑動面呈圓弧形，滑床面傾角為：后緣的最大傾角為65°，中部的最大傾角為38°，前緣的最大傾角為20°，地勢較平緩。據現場調查和已有勘查資料，最大滑體寬度約50m，前緣和后緣之間最大高差是14m。

2.2 滑坡體物質組成及結構特征

2.2.1 滑體組成

滑坡體主要由松散堆積層組成，物質組成為黏土、粉質黏土夾碎石及黏土，其中粉質黏土呈灰黃～紫紅色，可塑～硬塑狀態，碎石粒徑多為2cm、偶夾大的碎石，滑體厚度最小為0.6m，最大可達2.0m，整體變化不大。

2.2.2 滑帶（面）

目前出現的局部滑塌發生在斜坡的中上部，滑面展現為圓弧形，滑帶（面）主要位于松散堆積層內。巖體傾角較小，基巖穩定，對邊坡穩定有利。

3 滑坡成因分析

滑坡的形成受地形地貌、地質環境背景、降雨及人類工程活動等多種因素控制和影響。地形地貌、地質環境背景是其形成的基礎條件，降雨等外在因素往往是促進其發展的誘導因素。

3.1 地形地貌

治理區屬低山地貌，地形起伏較大。斜坡坡度較大，并且坡體前緣和后緣之間的最大高差為14m，坡腳地形平坦、開闊，現狀地形條件為滑坡形成與位移提供了臨空面。

3.2 地質條件

坡面覆蓋層為素填土、殘積土松散覆蓋層，下伏基巖為強風化角礫巖，坡面上較多的松散土體為滑坡的形成提供了物質基礎。在雨水浸潤作用下，巖土體抗剪強度降低，可能發生滑坡地質災害。

3.3 水的作用

治理區位于山體中下部，易于雨水匯集。區域內汛期降雨強度較大，常發生大暴雨，降雨沿坡頂后緣裂縫、坡面土體滲入，使得巖土層重量增加、下滑力增大，巖土體力學性質變差，抗剪強度降低，抗滑力降低，形成滑動面，從而誘發邊坡發生滑坡。

3.4 人類活動

因景區開發需要，在山上修建了上山道路，改變了雨水地表徑流；雨水在路面匯集后，從坡面徑流轉變為坡面雨水富集、滲入坡體，導致松散土體重度增大、抗剪強度降低，發生滑坡地質災害。

滑坡的發生是以上各種因素綜合作用的結果。地形地貌、地層巖性為滑坡形成的內在因素；工程活動和降雨是引發滑坡地質災害的外在因素。巖土體在內外因素的共同作用下從局部發生剪斷破壞，然后逐漸發展形成貫通的剪切破壞面、滑動面，最后發生滑坡。

4 穩定性評價和預測

4.1 地勘報告參數

根據現場調查、鉆探等成果，并參考有關規范及地區經驗，采用的巖土物理力學參數如表1 所示。

4.2 穩定性分析

4.2.1 穩定狀態劃分標準

根據《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T 32864—2016），滑坡穩定性狀態分為穩定（Fs＞1.15）、基本穩定（1.05＜Fs＜1.15）、欠穩定（1＜Fs＜1.05）和不穩定（Fs＜1）4 種狀態[7]。

表1 巖土層物理力學參數

4.2.2 計算工況

綜合分析治理區地質環境條件，本次選定天然工況、暴雨工況兩種工況進行滑坡穩定性的計算。

4.2.3 穩定性計算結果

通過計算分析，在天然工況下，坡體的安全穩定系數大于1.13，處于基本穩定狀態；暴雨工況下，坡體的安全穩定性系數為0.93，處于不穩定狀態。

4.2.4 穩定性分析

目前，治理區內坡體多處已發生局部滑動，現狀處于穩定狀態，局部基本穩定狀態，邊坡坡度呈上陡下緩，坡面植被稀疏，且坡頂存在張拉裂縫，易受雨水沖刷、滲入。根據計算，天然狀態下，邊坡總體處于穩定狀態；在久雨或暴雨影響下，坡體可能失穩，產生進一步滑坡的危險。滑坡的形成將進一步毀壞道路、破壞景觀，并直接威脅到公園游客的生命安全，及時對其進行治理非常必要。

5 治理工程設計方案

5.1 防治等級、設計參數

根據《滑坡防治工程設計與施工技術規范》（DZ/T 2019—2006），結合巖土工程勘察報告，確定本滑坡防治工程等級為Ⅱ級。設計時考慮天然工況、暴雨工況，設計安全系數取1.3；校核時采用暴雨工況，校核安全系數取1.15[8]。

5.2 設計思路

在充分利用現有地形地貌條件基礎上，減少土石方開挖，保護景區現有山體條件，盡可能采用施工影響小的技術措施，確保施工期間景區正常運營。因此，本次設計采用錨桿格構+坡腳擋土墻+排水系統的治理形式，在格構內種植景觀植物，坡頂設置綠化帶，修復坡頂、坡腳景觀。

5.3 治理工程設計

（1）坡面修整。受滑坡影響，區內坡面凹凸不平，樹木傾倒、凌亂，不利于錨桿格構施工及后期的景觀恢復改造。采用人工清除坡面雜樹，對坡面進行修整，并對局部凹洼區域進行回填，使坡面總體平順。

（2）錨桿設計。根據地質災害發育特征，采用錨桿+格構梁的措施進行邊坡加固。考慮坡體美觀，錨桿在斜面上的縱橫間距均為3m；施工時，盡量避開坡面上的大樹。

（3）格構設計。格構梁、壓頂梁、地梁均采用鋼筋混凝土結構，混凝土強度為C30，格構梁嵌入坡體0.3m。施工時，盡量減少對原有植被的破壞。

（4）擋土墻。在治理區坡腳修建塊石擋土墻，地面以上墻高0.5m，地面以下的基礎埋深大于0.3m，頂寬0.4m；采用砂漿砌筑塊石，塊石選用適合景區的塊石。墻后回填壓腳、種植綠化。

（5）排水系統。在坡面設置一個直徑為0.8m 的波紋管作為縱向排水涵管，通過排水管將匯水引至坡腳水溝內。為防止山體匯水沖刷坡腳設施，在坡腳布置排水溝（生態旱溪），將匯水引至外界排水系統內；考慮水溝與景區景觀的協調性，水溝表面采用卵石裝飾。

（6）防護欄。因道路緊鄰治理區坡頂，為防止游客不慎跌入坡底，在坡頂路邊修建高為1.2m 的防護欄。

5.4 治理效果

通過錨桿格構加固措施，消除了滑坡地質災害；同時在格構內種植綠化起到固土作用，也恢復了坡面植被和景區環境。

6 結語

本文以南京國防園某滑坡為研究對象，以巖土勘察報告為基礎，通過對滑坡進行現場調查、室內試驗和穩定性計算分析等工作，提出了滑坡治理方案。滑坡治理方案的選擇和結構設計是合理的，不僅消除了滑坡隱患，還充分體現了綠色環保的發展概念。