崩塌和滑坡地質災害的成災機理與治理方案評價分析

摘" 要：以梧州市第二中學崩塌、滑坡地質災害為例，深入分析了崩塌、滑坡成因與機理。采用規范計算方法，分析了崩塌、滑坡的影響因素并評估了滑坡安全穩定性。從現狀已有工程措施的治理效果、最終治理效果、美觀角度、技術角度、現場施工條件角度、經濟角度等方面分別對比方案的優勢和不足，建議采取清坡、格構錨固、擋土墻、植生袋綠化、排水等措施進行治理崩塌、滑坡地質災害。旨在為類似崩塌、滑坡地質災害的處置與防治提供工程借鑒。

關鍵詞：梧州市" 崩塌" 降雨" 滑坡機理" 治理方案

中圖分類號：P642.25"" 文獻標識碼：A"" 文章編號：

Analysis of the Disaster Mechanism and Governance Plan Evaluation of Geological Disaster such as Collapse and Landslide

——Taking the Wuzhou No. 2 Middle School as an Example

LIANG Changkai" JIANG Siyi^*" ZOU Renhui" LI Zhiyu" QIN Renyi

The Guangxi Zhuang Autonomous Region Geological Environment Monitoring Station， Nanning ，Guangxi Zhuang Autonomous Region， 530029 China

Abstract： Taking the geological disaster of collapse and landslide in Wuzhou No. 2 Middle School as an example， the cause and mechanism of collapse and landslide are deeply analyzed， and the influencing factors of collapses and landslide are analyzed and the safety and stability of landslide are evaluated by using standard calculation method. The advantages and disadvantages of the existing engineering measures are compared from the governance effect， final governance effect， aesthetics， technology， on-site construction conditions and economic perspective， etc. It is recommended to adopt measures such as slope clearing， lattice anchoring， retaining walls， vegetation bag greening， and drainage to control geological disasters such as landslides and collapses. It aims to provide engineering reference for the disposal and prevention of geological disasters such as collapses and landslides.

Key Words; Wuzhou City; Collapses; Rainfall; Landslide mechanism; Governance plan

由降雨引發的滑坡災害是一種常見的地質災害類型^[1-3]，具有致災性強、范圍廣、影響面積大等特點。降雨對邊坡穩定性的影響主要表現為降雨引起邊坡淺表層暫態飽和區自重的增加、雨水入滲導致的土體中負孔隙水壓力減小^[4-5]。但對于土質邊坡而言，長期降雨入滲導致土質強度軟化降低，進一步惡化邊坡的穩定性^[6-7]。

廣西滑坡地質災害點多面廣，針對廣西滑坡失穩機理和穩定性，諸多學者開展了大量的研究。例如：黃希明等人^[8]以桂東南容縣平梨滑坡為例，利用Flac3D軟件對該滑坡的成因機制與穩定性進行數值模擬并評價；李志宇等人^[9]以岑溪市三堡鎮某花崗巖滑坡為例，對花崗巖風化土滑坡發育特征與應急治理進行了研究；周金等人^[10]對廣西滑坡地質災害的分布與驅動因子進行了研究；范秋雁等人^[11]對某邊坡進行了穩定性評價并提出了治理措施；江思義等人^[12]總結了工程振動對邊坡的影響。

本文以梧州市第二中學崩塌、滑坡地質災害為案例，進行崩塌、滑坡穩定性分析和機理研究，該崩塌、滑坡的形成機理可為類似崩塌和滑坡的處置與防治提供工程借鑒。

1 崩塌、滑坡區地質背景

1.1地形地貌

崩塌、滑坡所處區域為剝蝕-侵蝕波狀低丘地貌，所在山體由燕山早期侵入花崗巖（γ₅²）組成的丘陵，地形為北高、南低，為一條走向NNE溝谷，長350 m，寬80～120 m，地面匯水面積為28 000～42 000 m²，邊坡高程為36.00～84.11 m，坡角一般為30°～40°，局部地段人工邊坡坡角為50°～60°，植被發育較好，多為松樹、竹子、低矮灌木等。

1.2 地層巖性與工程地質性質

勘查區處于花崗巖地區，經本次勘探，勘查區上覆土層主要為第四系坡積層（Q₄^dl）、殘積層（Q₄^el），局部為第四系堆積層（Q₄^ml），下伏基巖主要為燕山早期侵入花崗巖（γ₅²）?，F簡述如下。

1.2.1 Q₄^ml

Q₄^ml分布于勘查區建筑物內，厚0.5～4.6 m，主要成分由黏性土組成，含少量砂粒；局部含少量植物根系、生活垃圾等，結構松散，透水性強；堆填年限超過10 a，基本完成自重固結。

1.2.2 Q₄^dl

Q₄^dl分布于勘查區斜坡表層，局部地段缺失，一般厚度在0.5～5.0 m之間。巖性為粉質黏土，棕紅色，硬塑狀為主、局部可塑。

1.2.3 Q₄^el

Q₄^el為花崗巖風化殘積層，鉆孔揭露厚度為5.0～15.3 m，其呈褐黃色、紫紅色、雜白色斑點，呈硬塑狀、局部可塑狀，原母巖結構構造已完全破壞，難以辨認，除石英外，其余均風化成次生礦物。該層主要礦物成分由石英、長石、黑云母組成。鉆探時，干鉆很容易鉆進，巖芯手捏易散，遇水易崩解。

1.2.4 γ₅²

γ₅²主要出露于邊坡的下部，下伏于第四系殘積層之下，整個山體均有分布，巖性為花崗巖，巖石成份主要有石英、長石、云母等，根據鉆探深度內揭露巖石，按風化程度為全風化花崗巖和強風化花崗巖。

（1）全風化花崗巖：揭露厚度1.0～22.8 m，其呈灰黃、黃褐色，巖石已風化呈堅硬致密土狀，其中長石已風化成高嶺土，結構基本被破壞，但尚可辨認，具有一定殘余結構強度，遇水易軟化，裂隙發育。做標貫試驗10次，經桿長修正后，錘擊數范[A1]"[梁梁2]"圍為30.1～45.5擊，平均錘擊37.26擊，標準值為34.2擊。

（2）強風化花崗巖：鉆孔揭露厚度4.5～10.7m，未揭穿，其呈斑白色、褐黃色，原巖結構大部分已被破壞，但清晰可辨，礦物成分顯著變化，除石英外，還有大部分已被風化呈土狀的長石、云母，以及Fe、Mn風化物，白色高嶺土多呈粒狀零星分布。巖芯呈堅硬土狀或細小碎塊狀，遇水軟化崩解，干鉆困難。RQD=0，巖體基本質量等級為Ⅴ級。該層進行標準貫入試驗共5次，每貫入30 cm實測錘擊數為52～56擊。

1.3 水文地質條件

根據含水介質特征和地下水賦存條件，勘查區地下水類型可以分為松散層孔隙水和風化巖裂隙水兩種類型。前者為局域性季節性上層滯水，后者為具有區域性常年性特征的地下水。

1.3.1 松散層孔隙水

地下水主要貯存、運動于第四系土層的孔隙中，第四系土層結構松散，孔隙度大，含水、透水性較好，為弱～中等透水層。該土層直接分布于邊坡表面，可以接受降雨邊坡頂部面流和附近居民生活廢水的滲入補給，除少部分下滲補給基巖裂隙水外，大部分儲存在松散層與基巖接觸面之間，并沿接觸面滲出地表。

1.3.2 風化巖裂隙水

地下水主要貯存于花崗巖構造與風化裂隙中，區內基巖構造裂隙比較發育，但細小又多被泥質充填，儲水、透水性較差，具弱透水性，水量貧乏～中等。本區基巖裂隙水補給來源主要是大氣降水滲入，地下水以滲流排泄于地表溪溝為主，在丘陵低洼地帶有時可見有季節性泉水出露，泉水流量一般小于0.5 L／s。本區地下水最終排泄基面為西江。

2" 崩塌、滑坡地質災害的發育特征

2.1" 崩塌、滑坡的邊界、規模、形態特征

梧州市第二中學崩塌、滑坡處于波狀低丘地帶，坡體總體呈U型，坡寬約880 m、坡高一般在15～40 m之間、坡度35°～60°；局部坡度達70°，坡型呈直線型和階梯型；斜坡主要物質成分由人工填土、坡積土、殘積土組成，屬土質斜坡；斜坡未進行專業治理，大部分已做格構護坡，在降雨影響下坡體經常發生小崩小塌，造成部分格構土體被掏空，格構梁斷裂、開裂、外拱，局部坡上有裂縫發育，坡上排水溝開裂損壞或堵塞；坡上居民生活污水隨意排放滲入坡體，造成坡體長年濕潤狀態；部分坡上居民樓出現開裂，面向邊坡一側被掏空，一旦坡頂上房屋或走廊失穩，會對坡腳處的學校將造成巨大威脅，如果這種情況沒有得到及時處理，在強降雨等影響下，斜坡可能產生崩塌、滑坡等地質災害，對學校建筑、校內師生、坡頂建筑和人們的生命、財產安全構成威脅，存在地質災害安全隱患。預計威脅師生約2 200人，居民100人，威脅財產約1 800萬元。

從地面調查與勘探結果分析，目前未產生整體滑坡，滑動面未形成。在降雨等影響下可能在土體內部形成新的結構面（滑面），產生圓弧型滑動。根據理正軟件搜索最危險滑裂面，其最危險滑體后緣位于崩塌、滑坡中部或坡頂附近，前緣位于崩塌、滑坡坡腳附近，搜索的最危險滑體平均體積約為300 m³/m，可能產出的滑坡寬度按160 m計，預計產生滑坡體積約為48 000 m³。

現狀斜坡部分區域表層由素填土覆蓋，素填土力學性質差，穩定性差，素填土與原狀土接觸界面呈順坡狀，傾向坡外，在降雨等影響下，易形成相對軟弱的界面，產生折線型滑動，其最危險滑體后緣、前緣均位于斜坡上素填土與原狀土交接處附近，最危險滑體體積為5～60 m³/m，可能產出的滑坡寬度按160 m計，預計產生滑坡體積約為9 600 m³。

2.2" 滑坡變形破壞特征

根據本次調查，斜坡現狀格構出現斷裂變形，格構均已出現不同程度的掏空、水土流失、掉塊等變形跡象，加上大部分排水溝年久失修，多處出現開裂和堵塞，常年處于漏水狀態，在降雨影響下坡面經常出現小崩小塌、水土流失等現象。

3" 崩塌、滑坡的影響因素

該崩塌、滑坡的影響因素主要包括自然因素和人為因素。

3.1 自然因素

3.1.1 地形地貌因素

勘查區處于波狀低丘地帶，斜坡坡腳因修建學校開挖形成15～40 m的高陡邊坡，邊坡未進行專業治理，為滑坡、崩塌的形成提供了較有利的地形及臨空面。

3.1.2 地層巖性因素

該崩塌、滑坡物質成分由第四系堆積層素填土、坡積層粉質黏土和殘積層砂質黏性土組成，屬土質斜坡，斜坡揭露土體遇水易軟化，在開挖卸荷和降雨影響下坡面土體物理力學性質顯著降低，屬地質災害易發巖性，在降雨作用下容易發生崩塌、滑坡等地質災害。

3.1.3 降雨因素

降雨是可能導致斜坡失穩最主要的誘發因素。一方面，斜坡揭露土體遇水極易軟化，降雨可以使斜坡坡面巖土體物理力學性質降低，當降低到一定程度時，其有效凝聚力不能維持自身穩定即失穩，產生崩塌或滑坡；另一方面，降雨入滲可能在巖土體中形成上層滯水或局部飽水帶，產生滲透壓力、靜水壓力、揚壓力，進而影響斜坡的穩定性。

3.2 人為因素

人為因素主要是學校及周邊居民建房、修路等的建設過程中在斜坡上進行不合理的削坡和堆土活動，并且未進行有效防護，形成陡峭的臨空面，給崩塌、滑坡的形成創造了空間條件和力學條件。

4" 崩塌、滑坡的穩定性分析與評價

4.1 計算參數確定

4.2 滑坡穩定性分析

經實地調查、訪問，2-2'剖面邊坡采用格構和護腳墻支護，現狀格構出現斷裂變形，護腳墻出現開裂等變形跡象，現狀處于基本穩定狀態；11-11'剖面斜坡坡腳采用簡易漿砌磚墻支護，并且墻體緊挨坡腳建筑，墻體已修建多年，已經出現開裂、滲水等變形跡象，墻體穩定性較差。除上述兩處擋土墻外，勘查區內其余格構均已出現不同程度的掏空、水土流失、掉塊等變形跡象，加上大部分排水溝年久失修，多處出現開裂和堵塞，常年處于漏水狀態，這部分排水溝均未經過專業設計，現狀處于基本穩定狀態，亟須進行工程治理。

5" 防治方案比選與確定

根據該斜坡的地質環境條件、穩定性計算結果、變形破壞模式及其發展趨勢、危害程度等綜合分析，針對項目區不同的斜坡提出不同的治理方案，對各段斜坡提出三種主體結構治理方案進行比選，排水工程作為安全儲備考慮，具體見表2。

施工時需要砍伐樹木、挖除樹根，這對施工期間的斜坡穩定性不利，并且施工難度大，對學校景觀影響嚴重，美觀性不足，分級放坡需要較大的放坡空間，而斜坡中部、坡腳、坡頂為對道路、建筑等設施，斜坡治理將會占用學校較多的用地面積，造價稍低

方案一較為美觀，造價適中；方案二施工難度較大，造價適中；方案三美觀、造價稍低，但不具備施工條件。綜合考慮，推薦采用方案一對斜坡進行治理，該方案與已治理工程措施相比，增加錨桿和格構內植生袋綠化，可以防止格構變形、下部土體掏空；增加排水溝減少雨水沖刷和地表水入滲坡面。

6" 結語

格構錨固相較于掛網錨噴，造價相近，但有較好的美觀性；相較于分級放坡，不需要較大空間，但造價稍高，最終該滑坡采取清坡、格構錨固、擋土墻、植生袋綠化、排水等措施進行治理，能夠滿足美觀、技術、現場施工條件、經濟等方面的考慮，可以為類似崩塌、滑坡的處置與防治提供工程借鑒。

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