徐聞縣下橋鎮南豐村耕地提質改造場地滑坡成因分析

彭依雯

廣東省地質局第四地質大隊（廣東省湛江地質災害應急搶險技術中心） 廣東 湛江 524049

1 地理位置

場地區為耕地提質改造項目，位于湛江市徐聞縣下橋鎮竹仔村北側，距離徐聞縣14km，離湛江市區150km。地理坐標東經110°03′57.5″～110°04′48.3″，北緯20°24′15.8″～20°24′58.6″。

2 地質環境條件

2.1 氣象水文

改造場地處于北回歸線以南的低緯度地區，屬亞熱帶季風氣候，為夏長而冬短、溫暖潮濕、雨量充沛，同時風害多、雷暴頻。多年平均氣溫24.0℃、最高氣溫38.7℃、最低氣溫3.5℃，多年平均降水量1417～1802mm，多年平均年蒸發量為1788.5mm，年平均相對濕度83%，多年平均風速2.79m/s，平均每年登陸的熱帶風暴(指中心最大風力8級或以上)0.8次，年平均氣壓為1003.5hPa，多年平均雷暴日數為91.7d。

場地內地表水系主要為農田灌渠，場地西側為小溪流，北側為季節性溝谷。

2.2 地形地貌

場地內主要發育有玄武巖臺地和沖洪積階地地貌，地面高程6.5～58.0m，相對高差約50m，總體地勢東部高，向西傾斜，地形呈微波狀起伏。

玄武巖臺地為場地內的主要地貌類型，地地形呈微波狀起伏，坡頂渾圓，坡度一般5～20°，地面高程8.5～58.0m。場地區范圍改造成梯田，地形逐級下降，每級高差一般小于2m。現多為林地、耕地或農田（改造），表層為徐聞組的粘性土。

沖洪積階地分布于場地西北角的河溝和東部的溝谷地段。地形平緩。河溝地段呈南東-北西向狹窄的長條狀展布，由南東向北西漸降，坡度3～5°，地面高程6.5～8.5m；東部溝谷地段呈“～”狀分布，區內呈南東-北西向，寬約160m，往南東漸降，坡度2～4°，地面高程35～38m。表層為曲界組的砂質粘土。

2.3 地層構造

1）地層

場地內地表及淺層分布的地層從老到新有早更新統湛江組（Qz）、中更新統石茆嶺組（Qs∧）、上更新統徐聞組（Qxw）和全新統曲界組（Qq）。其中，湛江組巖性主要為黃色、黃白色的黏土，黃色粉砂，灰色粉質黏土；石茆嶺組巖性為玄武巖，氣孔狀構造，按風化程度劃分為全風化玄武巖、強風化玄武巖、中風化玄武巖；徐聞組由石茆嶺組玄武巖風化而成，巖性主要為褐紅、褐灰色粘土；曲界組巖性為黃褐色粉質粘土。

2）構造

據野外調查，場地內地表沒發現構造痕跡，據區域資料場地區發育有一條基底斷裂F11，呈北東-南西向發育，傾向南東，傾角較陡，形成于燕山期，為壓剪性，隱伏于第四紀和第三紀松散沉積層之下。據區域資料中更新統后未見有復活，地質構造對工程建設潛在影響小。

2.4 工程地質評價

場地地基土層在鉆孔揭露深度范圍內，自上而下按沉積時代、成因類型主要有現代人工填土層（Q4ml）、第四系上更新統徐聞組（Qxw）、第四系中更新統石茆嶺組（Qs）、第四系下更新統湛江組海陸交互相沉積層（Qz），共9個工程地質層。其中，①層耕土全場分布，承載力低，工程性能較差；②層填土局部分布，承載力低，工程性能較差；③層黏土和⑧層粉砂中密，地基承載力特征值在120～150kPa，工程性能一般；④層全風化玄武巖、⑤層強風化玄武巖和⑥層中風化玄武巖，工程地質力學強度好，地基承載力特征值在300～2000kPa，工程性能好；⑦層黏土、 ⑨層粉質黏土，可塑—硬塑，壓縮系數a1-2＝0.20～0.30MPa-1，壓縮模量ES＝6.90～10.30MPa，屬中壓縮性土，工程地質力學強度較好，地基承載力特征值在180～200kPa，工程性能中等。

此外，場地區②、③、④層為膨脹土、⑦層局部為膨脹土，具弱膨脹率。

2.5 不良工程地質

1）人工填土

分布于整個場地區，層厚為0.50～2.50m。填土具中等膨脹率，工程地質力學性質、水理性質差，較松散、不均勻、濕陷性、自重壓密性及低強度、高壓縮性的特點，在上部荷載作用下潛在崩塌/滑坡、地裂縫和地面沉降地質災害。

2）膨脹土

場地區②、③、④層土為膨脹土、⑦層局部分布膨脹土。自由膨脹率一般為46.7～67%，最大為89%（表1）。可見，這些土層具弱-中膨脹性。由于膨脹土在水浸泡、浸潤和沖刷時易軟化膨脹，影響地基、田基或邊坡的穩定性，在一定環境條件下，脹縮土還可失水收縮產生地裂縫對道路造成破壞。因此，場地區在膨脹土分布地段潛在地裂縫、崩塌/滑坡和地面沉降等地質災害，這些地段應加強監測，發現情況要及時處理，如換填、開溝排水、種草保濕等措施。

表1 場地區淺層膨脹性土統計表

2.6 水文地質條件

場地區工程建設主要受淺層地下水影響，因此只對場地區淺層地下水進行評價。據區域資料，場地區淺層地下水類型包括玄武巖孔洞裂隙水和松散巖類孔隙水兩大類。其中，松散巖類孔隙水按水力性質可分為孔隙潛水和孔隙承壓水。

1)火山巖孔洞裂隙水

分布于玄武巖臺地區，地下水賦存于石卯嶺組玄武巖的孔洞裂隙中，含水層厚度1.80～13.70m，以氣孔狀玄武巖為主。富水性平乏，鉆孔單井出水量一般＜250m3/d。河溝地段見有地下水溢出，流量＜0.1L/s，枯水期和豐水期變化較大。地下水位埋深隨地勢高低而變化，鉆孔測得地下水位埋深為2.60～10.50m，水位標高10.60～35.70m。水化學類型為HCO3·Cl－Na型。

2)松散巖類孔隙潛水

主要分布于沖洪積階地，地下水賦存于曲界組的砂性土中，富水性貧乏，單井涌水量<250m3/d。含水層厚度0.5～2.0m，水位埋深為0.20～1.80m。水化學類型主要為HCO3·Cl－Na·Mg型水。

3)松散巖類孔隙承壓水

分布于全區，地下水主要賦存于湛江組中，含水層為松散的砂層，頂板埋深5.00～12.00m不等，水位埋深為6.50～20.0m，隨地勢及火山巖覆蓋層厚度而變化，總體上由東往西頂板埋藏變淺。富水性中等，單井涌水量250～1000m3/d。水化學類型主要為HCO3－Ca·Mg型，礦化度205.21g/L，局部鐵離子含量超過飲用水標準。

3 滑坡發生時間

2018年12月15日,場地區在耕地改造過程中發生了滑坡于災害。滑坡區位于場地東北面玄武巖臺地一斜坡上，地形平緩，坡度15～20°左右。滑坡發生后，施工方馬上邀請地質災害應急人員對滑坡區及其可能影響的范圍展開應急調查，在此期間，后緣裂縫繼續擴大延長，滑坡繼續處于活動狀態。通過對該滑坡進行地質災害勘查，基本查明滑坡地質災害特征及地質環境條件，查明滑坡危害現狀和發展趨勢。

4 滑坡基本發育特征

4.1 滑坡空間特征

根據鉆探揭露，滑坡體主要由人工填土及徐聞組粘土組成，勘查時處于蠕動變形階段。滑坡體的后緣、剪出口位置清楚，側緣延伸長界面不清。滑坡體根據地形地貌、后緣拉張裂縫、前緣堆土擠壓隆起及鉆孔資料等圈定。總體如弧狀，滑坡體總體呈一扇形斜坡(見圖1)。

圖1 滑坡體及后緣裂縫發育平面示意圖

（引自徐聞縣下橋鎮南豐村耕地提質改造場地滑坡地質災害勘查報告）

滑坡后緣：以位于住宅區以北的田坎邊坡緣的裂縫（共兩條，裂縫1和裂縫2）為界，裂縫是由于開挖坡腳，坡體失重及淺層膨脹土的脹縮作用下所造成的，裂縫1垂直位移約有50cm，說明該處發生滑動變形，后緣高程為23～25m，寬度約100m。

滑坡前緣：以位于建設用地區域北側的剪出口為界，位于已開挖高程為17.5m的平臺上，剪出口處隆起約30cm，剪口寬約5cm，且有泉水出露，是由于坡面堆土擠壓變形造成，剪出口高程約17.5m，前緣寬度約148m。

滑坡側緣：南北側緣延伸界面不是很清晰，根據后緣與前緣特征趨勢圈定范圍。

滑動面：根據在滑坡體范圍內布置的鉆探資料顯示，滑坡變形活動面處于①層耕土及②層粘土處，埋深0.4～1.6m，由于坡體只是局部變形蠕動，變形軸向長度不長，沒有形成貫通的滑動面。因此根據地形地貌、地裂縫及鉆探資料推測潛在滑坡體的滑動面，呈直線狀，總體坡度約5°。

滑坡區物質組成：滑坡體主要由耕土及第四系徐聞組殘積層（粘土）組成，為土體滑坡，①層耕土及②層粘土均為軟弱膨脹土。滑床巖性為玄武巖風化層、湛江組粘土、粉質粘土等。

4.2 滑坡變形特征

滑坡變形表現主要為：

（1）拉張裂縫。位于居民住宅區的北側，出現2條拉張裂縫（裂縫1和裂縫2）。裂縫1呈“丫字形”線狀，延伸長度約24m，裂縫面呈不規則鋸齒狀，裂縫寬度一般為10～40cm，裂縫深度約0.43-0.95m,垂直位移約50cm。裂縫2與裂縫1平行發育，位于裂縫1的西側，呈直線狀，延伸長度約2.2m，裂縫面呈不規則鋸齒狀，裂縫寬度一般為10～15cm，裂縫深度約0.30m。

(2)前緣地表土體凸起。位于建設用地區域的北側，位于高程為17.5m的平臺上，地表隆起約30cm，寬約5cm，且有泉水出露。

4.3 滑坡類別劃分

滑坡體發生位置標高17.5～25.0m，軸向312°，長約60m，橫向寬度100～148m，滑坡體平面面積約6119m2，根據鉆探資料及巖土體特征可知滑動面埋深0.4～1.6m，推斷滑坡體厚度0.5～2.0m，因此體積約7955m3。屬于淺層中型滑坡。

5 滑坡地質災害成因分析

該滑坡地質災害成因主要為：

5.1 地層巖性條件

滑坡區淺層覆蓋層基本為第四系人工填土層（或耕土層）及第四系徐聞組粘土，遇水易軟化崩解，力學性質降低，為軟弱粘土層，揭露厚度1.50～8.60m，自由膨脹率為50.4%～57.0%，為膨脹土，具弱膨脹潛勢。這些土層中含大量的親水性粘土礦物成分，具有吸水膨脹，失水收縮的特性，在環境濕度變化影響下可產生脹縮變形。當土體中水分聚集濕度增高時，土體體積膨脹，會對地表形成強烈的膨脹壓力；當土體干燥失水時，體積收縮并形成收縮裂縫，造成地表形成地裂縫。膨脹、收縮變形隨濕度變化作用往復發生，最終會導致地基土的強度衰減或消失，邊坡容易出現變形拉裂甚至滑動變形形成滑坡，尤其是靠近坡肩地段變形拉裂更加明顯，容易發生地裂縫或滑坡地質災害。

5.2 水文地質條件

滑坡區處于淺層地下水的排泄區，地下水水位埋深為0.00～9.10m，相對應標高為17.75～33.86m，受季節變化和降雨作用或人為改變水文地質條件的影響，土體干濕交替變化，土層內脹縮應力也隨之改變，巖土體長期受到地下水的浸潤，重度增大，抗剪強度降低，從而變得軟弱，坡體容易發生拉張裂縫甚至出現滑坡。

5.3 人類工程活動

滑坡區地貌為玄武巖臺地地貌，原地勢為南東高北西低，地形坡度較緩，但經過耕地改造開挖后，原地表形態及坡度已被改變，形成多級梯田，每級梯田寬度20～30m不等，田坎邊坡高度一般1.5～2.0m，而施工開挖的表土被臨時堆放在梯田上（目前為平臺）。由于對坡體進行多級（梯田）開挖擾動，致使每級梯田前緣田坎地段出現臨空面，加上大量堆土和機械設備加載，致使坡體的應力平衡遭到較大破壞，從而容易出現坡體變形拉裂甚至滑坡。

由此可見，該滑坡的形成，其地形地貌及地層巖性是該滑坡產生的內在主導因素，水文地質條件和人類工程活動是該滑坡形成的外在激發因素。滑坡的產生，一方面是由于滑坡體內部分布有軟弱土層，在其長期受到地下水浸潤的作用下，土層變得更加軟弱，在大量堆土和重型機械設備的加載下，軟弱土層受擠壓而發生擠壓變形產生滑動，從而對后緣土體產生拉裂變形；另一方面，開挖坡體形成陡坎，在重力作用下坡肩土體失穩造成拉裂變形，加上土體脹縮應力變化的影響，加劇了坡肩地裂縫的產生。

6 滑坡穩定性分析

目前，已對滑坡采取了針對性的治理措施：①對田面進行平整，清除了坡面堆土和大部分淺層徐聞組粘土，并墊層20cm壓實；②在田塊之間修筑了干砌石或漿砌石田基；⑤修改了設計方案，將原后緣陡坎和拉裂縫地段改為綠化帶，換填非膨脹土并壓實，坡度平緩，種上了低矮植物；③后緣陡坎降低了坡高并采用漿砌石護坡，在頂部修建了截排水溝，兩側修建豎排水溝；④靠近后緣頂部部位修筑了M10漿砌塊石+松木樁防抗滑擋墻。

治理后的滑坡未出現不良地質現象，處于穩定狀態。