鄉村地質災害評估方法及治理措施研究

[摘要]文章通過對研究區工程地質及水文地質特征進行分析的基礎上，首先對研究區內災害滑坡等地質災害發育特征進行分析；對滑坡地質災害誘因、類型等進行綜合評價。并通過對滑坡穩定性及敏感因素進行分析，最終提出防治措施和建議。希望為農村建設及災害防治提供技術指導。

[關鍵詞]鄉村地質災害；評估方法；治理措施

1.工程概況

災害研究區于寧國市甲路鎮莊村村龍塘組，行政區劃隸屬于寧國市甲路鎮。有鄉村公路從邊坡坡底通過。區內交通較為便利。寧國市位于安徽南部、四面環山，中部為丘陵起伏地形。勘查區及外圍地勢總體特征為南西、北東兩側部高、中部低，勘查區及外圍分布標高為+388.7～+495.2m。最低點位于勘查區外圍南西部，標高為+388.7m，最高點位于勘查區外圍北部，標高為+495.2m。

根據寧國市氣象局1995～2020年資料：擬治理區屬于北亞熱帶季風亞濕潤氣候區。氣候溫和、雨量充沛、日照充足，四季分明。本區降雨豐沛，6月份雨量最大，4～8月份降雨量占全年降水總量的65%，11月至翌年2月約占年降水量的14.3%。地質災害的發生多出現在梅雨期和暴雨季節。

2.災害區工程地質及水文地質條件

2.1工程地質條件

治理工程區巖土體可分為土體和巖體兩大類。根據工程地質勘察，邊坡巖土體自上而下組成如下：

碎石土①：灰黃色，稍濕，松散。碎石含量占35%～65%，次棱角狀、棱角狀，碎石粒徑1～5cm為主，碎石成分為粉砂巖、灰巖。其余成分為黏性土。該層分布在滑坡體表層，該層厚1.6～3.5m。

強風化粉砂巖②1：灰黃色，薄厚層狀結構，極軟巖，天然重度22.2～25.0kN/m3，裂隙極發育、巖石風化強烈極破碎，切坡段易產生崩塌、滑坡地質災害。承載力特征值為280kPa左右。巖石風化較強，呈碎塊狀。鉆孔揭露，該層厚1.4～12.4m。

中風化灰巖③：灰色，薄層狀結構，較堅硬，天然重度24.2～26.2kN/m3，本次實測抗壓強度標準值25.0～60.5MPa。裂隙極發育、巖石極破碎，巖心呈塊狀、少量短柱狀。

2.2水文地質條件

（1）含水巖組

根據本區的地層巖性、含水層分布、地下水賦存特征、富水情況等，可將本區的地下水劃分為三種類型：

松散巖類孔隙水：水量極貧乏的松散巖類孔隙含水巖組分布于治理區兩側及外圍，含水層巖性為第四系全更新統殘坡積的碎石土，厚度1.6～3.5m。地下水富水性極差，根據民井抽水試驗結果：單井涌水量為小于10m3/d，礦化度<0.5g/l，水化學類型為HCO3--Ca2+型[1]。

碎屑巖類裂隙水：研究區碎屑巖含水層為新元古界南華紀南沱組粉砂巖，發育層理和節理，降雨入滲后，可使巖石層理和節理的裂隙中含裂隙水；勘查時未見泉水出露，根據區域同類地層的調查資料，一般水量貧乏，泉流量豐水期為0.10L/s左右，枯水期約0.05L/s，動態變化大，礦化度低，水化學類型常見為HCO3--Ca2+型。

碳酸鹽裂隙巖溶水：研究區及周邊區域碳酸鹽巖含水層為新元古界南華紀南沱組灰巖，為薄層狀灰巖，裂隙發育，根據區域同類地層的調查資料，一般水量貧乏，泉流量豐水期為0.10L/s左右，枯水期約0.05L/s，動態變化大，礦化度低，水化學類型常見為HCO3--Ca2+型。

3.災害區滑坡地質災害特征

3.1災害區滑坡地質災害現狀

災害區位于寧國市甲路鎮莊村村團結組。該點微地貌類型為低丘，丘坡自然坡度30°～45°，坡向270°，坡體表面植被較稀疏，主要為山核桃樹及毛竹。葉有鳳戶在修建房屋時對邊坡坡腳進行了切坡，并形成了高陡邊坡，該切坡寬約20m，高約12m，切坡后坡度約65°，坡向278°。邊坡組成巖性為第四系上更新統殘坡積的含粉質黏土碎石土，碎石含量35%～65%，土體較松散。

2021年7月2下旬，由于近期持續強降雨的影響，導致邊坡上部含粉質粘土碎石飽水，坡體的自重增加，發生滑坡，滑坡體沖毀坡腳葉有鳳戶一棟兩層土木結構房屋，并堆積于坡底。滑坡方向278°，滑坡體斜長約30m，寬約37m，滑坡體厚約2m，滑坡體積約3500m3，為小型。現滑坡體后緣陡坎高達10m，距坡頂邊緣2～3m處發育一條拉張裂縫，裂縫呈近南北向，長約10m，寬5～10cm，可見深度20～40cm，該裂縫距坡體上部趙躍進戶房屋距離約5m。因此，該邊坡仍處于不穩定狀態，再次發生滑坡的可能性大，同時威脅到坡體上部趙躍進戶生命財產的安全[2]。

根據《滑坡防治工程勘查規范》，該滑坡為牽引式土質淺層小型滑坡。

3.2地質災害評估

3.2.1滑坡地質災害產生的原因

（1）滑坡坡度大，滑坡體松散覆蓋層厚度大，由于連續強降雨，導致邊坡上部碎石土及強風化粉砂巖層飽水，坡體的自重增加，滲透力增加，破壞了坡體的應力平衡，從而沿軟弱結構面發生滑動，于2020年7月下旬發生了邊坡上部土體滑坡地質災害。

（2）坡體上部組成巖性為第四系上更新統殘坡積的碎石土及南沱組強風化粉砂巖，碎石土厚度1.6～3.5m，強風化粉砂巖坡體上部厚度可達12.4m，強風化粉砂巖風化強烈，裂隙極發育，加之自然坡度較陡，易沿碎石土及強風化軟弱面發生滑坡地質災害。

（3）坡體上部種植有山核桃，村民為保證山核桃產量對坡體噴灑除草劑，造成植被破壞，土體內植物根系變少，降水易于入滲，凝聚力降低，易發生土體滑坡地質災害。

（4）坡體上無地表水截排系統，降水時雨水沿坡面漫流，一方面加劇了坡體的負荷；另一方面雨水對松散層的入滲作用增強，因此，坡體上的松散層在飽水的狀態下易發生土體滑坡地質災害。

3.2.2滑坡地質災害的類型

根據滑坡地質災害的運移形式分類，屬牽引式滑坡地質災害。滑坡地質災害規模等級，根據邊坡的特征（長37m，滑坡前后緣高差21m），滑坡體積為3500m3<100000m3。根據《滑坡防治設計規范》（GB/T38509-2020）判定，該滑坡工程防治等級應為Ⅲ級。

3.2.3滑坡穩定性計算

（1）滑坡體巖土的重度

滑體巖性為含粘性土碎石，野外取樣時對試樣的干擾大，室內試樣制樣時對試樣的干擾也比較大，由于上述原因，室內試驗的物理力學指標可靠性差，因此，本次設計計算參數主要采用工程地質類比法、經驗數據類比法等，把理論計算結果與現場實際水文工程地質條件充分結合。工程地質類比法、經驗數據類比法依托研究區附近工程甲路鎮莊村化肥廠工程勘察項目，確定參數：天然狀態下滑坡體土體重度值取18kN/m2。飽和重度值取20kN/m2。

（2）C、φ值的確定

由于室內試驗制樣時對試樣的干擾比較大，室內試驗的滑帶土的物理力學指標與實際值有一定誤差。根據上述情況及該地區前期滑坡防治的工程經驗，土體的力學指標主要采用工程地質類比法、經驗數據類比法等綜合確定，天然狀態下滑坡主滑帶土巖土體力學參數分別為：C=6kPa，φ=16.8°，暴雨狀態下滑坡主滑帶土巖土體力學參數分別為：C=2.5kPa，φ=16.1°。按暴雨狀態安全系數K=0.95，反算剖面1-1’，得：C=2.8kPa，φ=16.3°。與綜合確定的值基本吻合。

（3）滑坡穩定性設計標準的確定

根據地形地貌、地層巖性、巖、土體工程地質條件、水文地質條件等特征，為確保滑坡體前緣百姓的生命財產安全，根據《滑坡防治設計規范》（GB/T38509-2020），該滑坡防治工程設計安全系數按照Ⅱ類防治工程的自重條件下工況進行設計，選取的抗滑安全系數為：不得小于1.25。

（4）評價標準

根據《滑坡防治工程勘查規范》（GB/T32864-2016）規定，其判別標準見表1。

據滑坡穩定性計算結果綜合判定，該滑坡在天然狀態條件下處于欠穩定狀態，暴雨狀態下處于不穩定狀態，與勘查期間滑坡變形及位移特征相吻合，需要采取工程措施進行提高。

根據滑坡天然狀態，利用滑坡主剖面，評價主滑面抗剪強度變化對滑坡穩定性影響程度，計算結果顯示，當滑帶土黏聚力C值每增加1kPa，滑坡穩定系數提高0.04～0.05，當滑面強度內摩擦角φ值每增加1°，滑坡穩定系數提高0.03～0.04，表明滑帶土C值的敏感程度比Φ值略高。

土體黏聚力隨含水量增大而降低，而對內摩擦角影響相對較小。勘查表明，滑坡是在人類工程活動條件下誘發產生，降水條件加劇了滑坡的發展形成。降水是影響滑坡穩定性的主導因素。

4.滑坡地質災害整治方案及初步建議

推薦寧國市甲路鎮莊村村團結組滑坡地質災害防治工程方案、防治方案的可行性由下列4條所決定：根據地形、地貌、地質條件、穩定性狀態、滑坡地質災害特征進行治理；綜合不同治理方案，依據經濟、技術、可行性等比較，選擇切實可行的合理方案進行設計；寧國市甲路鎮莊村村團結組滑坡地質災害為小型地質災害，滑坡體積小，但勢能較大；考慮施工場地，滑坡地質災害類型、成因、發展趨勢及危害性、水文地質和工程地質條件、滑坡地質災害穩定性等因素，選取削坡減載、框架梁、擋土墻、排水溝等措施綜合治理。

工程治理方案建議采用“坡頂輔助用房拆除+C25混凝土擋土墻+框架梁加固+坡頂設置截排水系統”方案。

5.治理方案及措施

5.1地質災害防治方案的分析與選擇

由于本場地和地域的特殊性且滑坡方量較大，采用削坡減載方案無法單獨實施。常用的支擋措施包括框架梁、錨桿等。尤其是其中的“框架梁+錨桿”方案，對于施工期穩定性較差的邊坡，一般在變形初期，雖出現后緣張拉裂縫或下錯但總體未形成貫通滑面，抗滑段仍具有較大抗力，采用框架梁+錨桿方案加固邊坡，減少變形同時增加邊坡滑裂面上的正應力及阻滑力，有利于邊坡穩定。

5.2治理方案設計

（1）削坡、清坡、輔助民房拆除

對堆積于坡腳的大量滑塌體進行清除，為了提高邊坡的穩定性，對邊坡適當進行清坡工作，合理砍伐樹木，對坡頂局部臨空的松動土體進行人工削除。不得亂砍、濫伐坡頂樹木，不破壞草灌等植被。對坡頂的輔助民房進行拆除。

（2）錨桿工程

錨桿長度：根據現場踏勘、穩定性計算結果的潛在滑面位置，錨桿長度需穿過滑面進入相對穩定的坡面巖土體內。經過錨桿桿體與錨固體抗剪強度、桿體強度、錨固體與孔壁抗剪強度的驗算，控制錨桿錨固長度設計值的為錨固體與孔壁抗剪強度值。根據計算校核，錨桿錨固深度在巖層內（中風化巖層）不小于5m。考慮部分超深，實際設計錨桿長度取15m。錨桿孔徑：φ130，孔內注入M25砂漿或水灰比0.50的水泥漿，水泥級別不低于42.5級。

（3）擋土墻工程

設計擋土墻的設計截面如下：設計結構：C25毛石混凝土，頂寬0.5m，底寬為1.5m，高度4.0m。面坡傾斜坡度：1∶0.25，背坡垂直；基礎埋深1.0m。

C25毛石混凝土擋墻長度：30m。墻身及基礎均采用C25片石混凝土澆筑，片石混凝土中片塊石含量不大于墻體體積的25%。擋墻基礎應埋置深度埋入中風化巖不小于0.6m，土墻沉降伸縮縫一般每10～15m設置一道，擋土墻間隔10m需設一道沉降縫，沉降伸縮縫寬2～3cm，縫內用瀝青麻絮或涂抹瀝青的木板沿擋土墻內、外、頂三側填塞，填塞深度不小于15cm。泄水孔間距2m，上、下左、右交錯呈梅花形布置，孔內預埋φ10cmPVC排水管，PVC管應超出構造物背面10～20cm，端部入水口用雙層透水土工布包裹。最下一排泄水孔應高出地面0.3m。

5.3滑坡地質災害變形監測

寧國市甲路鎮莊村村團結組滑坡地質災害防治工程等級為Ⅱ級，按《滑坡防治設計規范》（GB/T38509-2020）的要求：本工程應設置監測點進行監測，監測目的是：采用簡便易行和有效的觀測手段對該邊坡進行信息化施工和安全監測，避免出現災難性事故，保證安全。主要為掌握邊坡在施工期及竣工后的水平變形量、垂直變形量和位移方向，以及邊坡變形的發展規律。

6.治理經驗

治理工程實施前應做好滑坡的監測及應急預防工作；同時，劃定危險區域，立警示牌，嚴禁車輛、當地居民進入危險區域；施工階段仍應做好監測工作，包括臨近邊坡地段、地下水監測；施工要盡量避開雨季，確保安全；按照地質災害治理工程相關程序實施。

7.結論和建議

根據已完成的滑坡地質災害勘查工作成果，并根據滑坡地質災害的地質特征，選取具有代表性的勘探線進行了穩定性計算，在此基礎上推薦寧國市甲路鎮莊村村團結組滑坡地質災害防治工程方案、防治方案的可行性由下列4條所決定：

（1）根據地形、地貌、地質條件、穩定性狀態、滑坡地質災害特征進行治理；（2）綜合不同治理方案，依據經濟、技術、可行性等比較，選擇切實可行的合理方案進行設計；（3）寧國市甲路鎮莊村村團結組滑坡地質災害為小型地質災害，滑坡體積小，但勢能較大；（4）考慮施工場地，滑坡地質災害類型、成因、發展趨勢及危害性、水文地質和工程地質條件、滑坡地質災害穩定性等因素，選取削坡減載、框架梁、擋土墻、排水溝等措施綜合治理。

工程治理方案建議采用“坡頂輔助用房拆除+C25混凝土擋土墻+框架梁加固+坡頂設置截排水系統”方案。

[參考文獻]

[1]安徽省地質調查院.《安徽省1∶500000地質圖說明書》[R]2005年.

[2]王璐.淺析滑坡地質災害成因及主要預防治理措施[J].自然科學，2019.3（6）：55-59.