桐樹凸滑坡成因與地質(zhì)災(zāi)害防治分析

商南縣自然資源局 童金山

陜西省商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡位于商南縣金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，滑坡后緣南鄰金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)綜合服務(wù)區(qū)，滑坡前緣北鄰金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)專線公路，滑坡危害等級(jí)為一級(jí)，為了進(jìn)行災(zāi)害防治，需對(duì)其成因進(jìn)行分析。

一、概況

陜西省商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡位于金絲峽景區(qū)南側(cè)，整個(gè)地勢(shì)南高北低，相對(duì)高差155m。滑坡體從下往上分別為直立巖、人工廢渣、人工填土和基巖，坡度從5°～35°，坡度不均。整個(gè)滑坡臨近景區(qū)公路，路邊為1-5m的近直立巖質(zhì)陡坎，危及交通和景區(qū)出行。受地形地貌和氣候影響，商南縣降水地域分布很不均勻，南北深山區(qū)多于中部，而東部又高于西部，南部的白魯?shù)A比中部梁家灣多243.4mm,北部的沙坪比中部的過風(fēng)樓多170mm,東部的富水比西部的試馬多65.9mm。降雨等值線見圖1。

圖1 商南縣降雨等值線圖

滑坡東西兩側(cè)各有一條自然沖溝，其中西側(cè)沖溝規(guī)模相對(duì)較大，坡體表面植被覆蓋率60%，東側(cè)沖溝為人工填土覆蓋，溝道中心碎石密布，滑坡體前緣有少量殘坡積碎石土分布。該區(qū)匯水面積約為0.15km2。坡體前緣東北角人工填土區(qū)下部修建有一處高約4m、長25m、寬0.8m的攔渣漿砌石擋墻，現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查時(shí)擋墻未見明顯變形跡象。坡體上修建有兩條直徑1m的水泥管排洪涵洞，1號(hào)排洪涵洞（涵洞進(jìn)口沿溝道向上30m有村民水井）走向5°、長約220m，2號(hào)排洪涵洞走向335°、長約175m，兩條涵洞在坡體前緣交匯后從公路南側(cè)出口排水。坡體前緣局部土體較濕，滲水在坡體前緣低洼處集聚成水洼。

二、工作方法

為了掌握和查清滑坡原因，本次對(duì)滑坡區(qū)進(jìn)行了調(diào)查和地質(zhì)勘查。勘査工作是按《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》（GB50330-2002）、《滑坡防治工程勘査規(guī)范》（DZ/T0218-2006）及國家有關(guān)規(guī)范要求執(zhí)行的，勘査以工程地質(zhì)測(cè)繪、鉆探、探井為主，并進(jìn)行了工程測(cè)量（1:1000地形圖測(cè)量、1:500斷面測(cè)量）。

（1）工程地質(zhì)測(cè)繪。為了查清滑坡范圍、地貌和地層巖性特征以及變形破壞現(xiàn)狀，進(jìn)行了1:1000比例尺工程地質(zhì)測(cè)繪。工程地質(zhì)測(cè)繪采取以路線穿越為主，結(jié)合定點(diǎn)觀測(cè)、鉆探、探井及訪問的方法。由于坡體分布范圍較小，路線穿越主要沿坡體邊界、滑坡方向追索調(diào)查，觀察確定坡體周界及坡體地形、地貌特征等。定點(diǎn)觀測(cè)主要針對(duì)坡體周界的基巖自然露頭等進(jìn)行詳細(xì)觀測(cè)、記錄。

（2）鉆探、探井。鉆探、探井主要在滑坡體范圍內(nèi)進(jìn)行，鉆探采用XY-100型鉆機(jī)，開口直徑127mm，終孔以揭露滑坡體以下堅(jiān)硬地層并滿足抗滑樁設(shè)計(jì)施工要求為止，探井采用人工開挖，探井開口按1.0m×1.0m，以揭露滑坡體滑動(dòng)面厚度止。

（3）動(dòng)探。試驗(yàn)采用自動(dòng)落錘裝置，錘重63.5kg，落距76cm。

（4）取樣。擾動(dòng)土樣從鉆具中采取；巖石試樣從鉆孔中采取。

（5）室內(nèi)巖土試驗(yàn)。擾動(dòng)土樣進(jìn)行了顆分試驗(yàn)；巖石試樣進(jìn)行了巖石物理力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)、巖石抗壓強(qiáng)度試驗(yàn)和抗剪強(qiáng)度試驗(yàn)；水土腐蝕性試驗(yàn)。

三、滑坡體特征分析

（一）滑坡體形態(tài)特征

經(jīng)過地質(zhì)測(cè)繪和勘探，商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡寬140-250m、長190m、平均厚度約22.5m，面積約46450m2，體積約104.5萬m3。整個(gè)滑坡體前緣窄、后緣寬，呈不規(guī)則狀態(tài)，周邊界線明顯，剖面呈折線形，屬特大型人工填土堆積層滑坡；該滑坡體滑向30°，滑坡前、后緣標(biāo)高分別為：433m、503m，相對(duì)高差70m，坡度25°～35°之間。根據(jù)實(shí)際勘查和人工填土層變化情況，可以確定滑坡體剪出口位置在坡體前緣第四系人工填土層與殘坡積碎石土層地表分界的斜坡處，西側(cè)至自然沖溝，東側(cè)至填土區(qū)邊緣。

（二）滑坡結(jié)構(gòu)特征

按照組成結(jié)構(gòu)，將滑坡分為滑體、滑帶、滑床三部分，通過地面工程地質(zhì)測(cè)繪及鉆孔揭露，桐樹凸滑坡滑體由第四系人工填土組成，滑坡屬于人工填土堆積層，滑床為第四系殘坡積碎石土，主滑帶位于第四系人工填土層與下部第四系殘坡積碎石土層接觸面，在縱向上主滑帶總體呈折線形。

（三）巖土體分類及特征描述

該邊坡出露的巖土體以第四系松散堆積物為主，其次為下古生代板巖。巖性主要特征：

①層第四系人工填土（Q4ml）

雜色，松散，稍濕，主要以板巖碎石、塊石為主，粒徑一般為2~5cm，最大粒徑可達(dá)0.6m[1]，少量泥質(zhì)充填，含有少量建筑、生活垃圾，分布于坡體上部，0-28.5m。

②層第四系殘坡積碎石土（Q4dl+el）

黃褐色，中密-密實(shí)，稍濕（坡體前緣局部濕-飽和），碎石含量約占60-70%，成分以板巖碎塊、碎屑為主，粘性土充填，碎石呈棱角狀，粒徑一般為2~5cm，最大粒徑可達(dá)10cm。該層在整個(gè)坡體上均有分布，厚度0.7m-6.7m。

③層下古生代強(qiáng)風(fēng)化板巖（Pz1D）

雜色，濕-飽和，密實(shí)，半膠結(jié)，卵石含量約占70%，粒徑 20mm-50mm約 占 20%、50mm-80mm約占30%、80mm-100mm約占20%、大于100mm約占30%，呈圓形-亞圓形，成份以花崗巖、灰?guī)r為主，中粗砂及粘土充填。該層厚度0.8-7.4m。

④-1層第四系沖積細(xì)砂（Q3al）

灰黃色，濕-飽和，中密，成份以長石、石英為主，含少量礫石。該層僅2-1、2-4號(hào)鉆孔揭露，厚度0.8-1.6m。

⑤-2層第四系沖積中砂（Q3al）

灰黃色，濕-飽和，中密，成份以長石、石英為主，含少量礫石。該層厚度0.9-1.2m。

⑥-3層第四系沖積礫砂（Q3al）

灰黃色，濕，中密，成份以長石、石英為主，含少量礫石。該層僅1-1號(hào)鉆孔揭露，厚度2.1m。

⑦層志留系強(qiáng)風(fēng)化千枚巖（S1）

青灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，局部硅化結(jié)晶明顯，節(jié)理、裂隙發(fā)育，風(fēng)化強(qiáng)烈，巖芯呈碎屑-碎塊狀。

⑧層志留系中風(fēng)化千枚巖（S1）

青灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，板狀構(gòu)造，局部硅化結(jié)晶明顯，節(jié)理、裂隙較發(fā)育，巖芯呈碎塊-短柱狀，最長約50cm，中風(fēng)化。

四、滑坡成因分析

根據(jù)野外地質(zhì)調(diào)查及勘查綜合分析，商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡成因分析如下：

（一）地貌形態(tài)分析

滑坡區(qū)位于景區(qū)專線公路南側(cè)的斜坡上，滑坡前、后緣標(biāo)高分別為：433m、503m，相對(duì)高差70m，坡度25°～35°之間，坡體東西兩側(cè)各有一條自然沖溝，其中西側(cè)沖溝規(guī)模相對(duì)較大，在地貌上構(gòu)成雙溝同源的古滑坡地貌。坡體上人工填土層直接臨空，高差較大，使坡體失穩(wěn)。

（二）水文分析

商南縣多年平均降水量829.8mm，多年最大降水量為1307.8mm，多年最小降水量為549.5mm，平均年降雨日為137天。強(qiáng)降雨后坡體上多形成地表徑流排泄，但大多降雨滲入滑坡體內(nèi)，使得滑坡體總重力增加，加之排水不暢，使得下滑力增大。若降雨時(shí)間較長，雨水便會(huì)下滲進(jìn)入滑床，形成大面積大范圍整體滑動(dòng)[2]。

（三）巖性分析

根據(jù)地層巖性，主要有兩個(gè)原因：

（1）滑坡體物質(zhì)由松散的碎石、塊石棄渣堆積物組成，力學(xué)強(qiáng)度低。這種特征的巖土結(jié)構(gòu)，在外界因素的觸發(fā)下，堆積物易沿下伏相對(duì)穩(wěn)定地層失穩(wěn)下滑[3]。

（2）滑坡滑體土質(zhì)疏松，降水極易入滲，當(dāng)上部土體中地下水沿下部相對(duì)穩(wěn)定地層在相對(duì)隔水層（滑帶）積聚，減小土壤的凝聚力和摩擦力，降低強(qiáng)度形成滑坡。

綜合考慮，滑體土易沿①層與②層接觸面滑動(dòng)。

（四）人為因素分析

開挖邊坡修建道路以及在坡體上切坡進(jìn)行項(xiàng)目建設(shè)，由于沒有及時(shí)進(jìn)行工程或者植被措施進(jìn)行防護(hù)，缺乏護(hù)坡和護(hù)腳，使得巖土松動(dòng)、邊坡失穩(wěn)，增加了地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)和發(fā)生機(jī)率。在坡體上切坡進(jìn)行工程建設(shè)，破壞了坡體上的原有排水系統(tǒng)，形成了坡后加載，也是導(dǎo)致滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的一個(gè)重要因素。

工程建設(shè)產(chǎn)生大量廢石棄渣，廢渣不合理堆放于斜坡、溝谷，在暴雨誘發(fā)下，易形成泥石流、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。

（五）排水系統(tǒng)分析

滑坡所在斜坡長約200m，現(xiàn)狀滑坡周邊及坡體上均無截、排水溝，雨季大氣降水易于沿坡體上松散層下滲,亦加速了滑坡的蠕動(dòng)變形。

（六）滑坡變形破壞特征

滑坡坡體在雨后局部發(fā)生滑動(dòng)，坡體上碎石順山坡滾落到前緣的公路上，阻斷了公路交通。滑坡發(fā)生后，滑坡前緣發(fā)生滑塌，牽引中部滑體下滑，在滑體中部形成高0.5～1.0m滑坎、形成近似縱橫交錯(cuò)的多條貫通裂縫。后期每逢強(qiáng)降雨天氣，坡體上松散的人工廢渣均有不同程度的垮塌、下滑。

五、滑坡治理工程措施建議

由于商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡位于金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)內(nèi)，通過成因分析，在進(jìn)行滑坡地質(zhì)災(zāi)害治理時(shí)，應(yīng)充分考慮環(huán)境綠化，保護(hù)好當(dāng)?shù)氐穆糜钨Y源。根據(jù)滑坡目前現(xiàn)狀，結(jié)合勘査結(jié)果和經(jīng)驗(yàn)，提出如下防治措施：

（1）加強(qiáng)滑坡體觀測(cè)和巡查，對(duì)于地表出現(xiàn)的裂縫要及時(shí)填埋給予處理，按照1:1.0～1:1.5的坡率對(duì)滑坡體坡面進(jìn)行分級(jí)削坡，防止雨季地表水入滲加速滑坡滑動(dòng)；

（2）加強(qiáng)防滑工程措施建設(shè)，通過在滑坡體周邊外圍設(shè)置截水溝、坡體中部設(shè)置排水溝的方式，減輕雨水浸害造成滑坡體發(fā)生；

（3）在滑坡前緣(靠近公路一側(cè))設(shè)置抗滑樁一排，樁間布置混凝土板墻，樁身設(shè)置兩道預(yù)應(yīng)力錨索。

（4）在涵洞靠近出口處，于涵洞左右側(cè)順坡方向布置三道支撐滲溝。

（5）加強(qiáng)水土保持建設(shè)與植被綠化。在建設(shè)截、排水溝時(shí)，要對(duì)地基表土進(jìn)行清理與夯實(shí)，對(duì)溝底板巖要進(jìn)行找平，確保地基穩(wěn)定。坡體坡面進(jìn)行分級(jí)削坡卸荷時(shí)，應(yīng)從上至下進(jìn)行施工。

根據(jù)野外鑒別并結(jié)合附近工程經(jīng)驗(yàn)綜合分析，滑坡治理設(shè)計(jì)各土層容重（γ）、c、ф值建議如下：

①層人工填土：天然狀態(tài)：γ=21.0kN/m3，粘聚力C=0，內(nèi)摩擦角φ=25°；飽和狀態(tài)：γ=23.0kN/m3，粘聚力C=0，內(nèi)摩擦角φ=28°[4]；

②層殘坡積碎石土：天然狀態(tài) γ=20.0kN/m3；粘聚力 C=0，內(nèi)摩擦角φ=33°；飽和狀態(tài)：γ=21.5kN/m3；粘聚力C=0，內(nèi)摩擦角φ=30°。

六、結(jié)論與建議

（1）陜西省商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡位于金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)專線公路南側(cè)的山坡上，地形地貌屬低山地貌。滑坡寬140-250m、長190m、平均厚度約22.5m，面積約46450m2，體積約104.5萬m3。該滑坡周界明顯，平面形態(tài)不規(guī)則（前緣窄、后緣寬），剖面呈折線形，屬特大型人工填土堆積層滑坡。

（2）滑坡所在區(qū)主要地層有：①層第四系人工填土、②層第四系殘坡積碎石土、③層下古生代強(qiáng)風(fēng)化板巖、④層下古生代中風(fēng)化板巖。

（3）陜西省商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡體天然狀態(tài)整體上處于基本穩(wěn)定狀態(tài)；滑坡體在飽和狀態(tài)處于不穩(wěn)定狀態(tài)。在強(qiáng)降雨時(shí)，滑坡隨時(shí)有下滑的可能。

（4）商南縣金絲峽鎮(zhèn)桐樹凸滑坡直接威脅滑坡體后緣的金絲峽旅游風(fēng)景區(qū)綜合服務(wù)區(qū)、景區(qū)專線公路（約300m）及公路上通行的車輛人員安全、周邊住戶的生命財(cái)產(chǎn)安全；目前滑坡仍在活動(dòng)，一旦滑坡發(fā)生大面積滑動(dòng)，滑坡體越過公路堵塞公路北側(cè)河道，將會(huì)引發(fā)泥石流地質(zhì)災(zāi)害或形成大型堰塞湖，間接威脅河道下游3個(gè)村，潛在經(jīng)濟(jì)損失無法估量，危害嚴(yán)重。該滑坡危害等級(jí)為一級(jí)。

（5）綜合考慮滑坡現(xiàn)狀及穩(wěn)定狀態(tài)，建議在滑坡體周邊外圍設(shè)置截水溝，坡體中部設(shè)置排水溝；及時(shí)填埋滑坡體表裂縫，防止雨季地表水入滲加速滑坡滑動(dòng)；對(duì)滑坡體坡面進(jìn)行分級(jí)削坡卸荷，坡面按1:1.0～1:1.5的坡率放坡；在滑坡前緣上部設(shè)置預(yù)應(yīng)力抗滑樁及混凝土板墻；對(duì)滑坡坡體進(jìn)行植被綠化。

（6）綜合治理工程竣工后對(duì)已建工程須時(shí)常監(jiān)測(cè)、檢查、保養(yǎng)和維修。