古寨山滑坡地質災害形成機制與防治對策

陳志芳

（福建省197地質大隊，福建泉州362000）

1 概述

該滑坡位于福建省南安市洪瀨鎮譙琉村古寨山南側，東臨省道S307 線(泉州—永春)?；掳l生于2017年6 月24 日。影響范圍內危害對象為南側2 個廠的6棟廠房（1～3 層），南側及東側8 戶居民共46 人的生命及財產安全，約造成經濟損失約500萬元。為了消除滑坡地質災害安全隱患，查明滑坡的形成機制及整體穩定性，為滑坡治理工程設計提供準確、可靠的依據。

2 滑坡發育歷史及變形破壞特征

2.1 滑坡發育歷史

根據現場調查了解，2017 年為6 月13 日8 時～16日8時，當地持續大雨甚至暴雨，邊坡前緣土層數次崩塌滑落堆積在坡腳，于2017年6月24日發生滑坡，現今坡腳有大量碎塊石堆積，根據實地調查及微地貌特征，滑坡主要發育于巖脈侵入及其兩側斷層破碎帶（圖1）。

圖1 滑坡現狀

根據現場鉆孔揭示的巖土分布情況及工程地質性能判定，滑坡的滑動面為強風化凝灰巖層中，推測剪出口為砂土狀強風化凝灰熔巖與碎塊狀凝灰熔巖巖層的分界面附近。

2.2 滑坡的周界、規模、形態特征

滑坡平面形態呈“扇狀”的單面坡，走向235°，主滑方向169°，坡度為45°～50°，滑坡長度約20m，滑坡寬度約33.40m，現狀邊坡高度約13.70～18.10m，坡頂標高59.30～65.30m，坡腳標高為45.60～47.20m，現狀邊坡坡腳有大量堆積物，坡腳砌有擋土墻基礎，現今被坡前堆積物掩埋，滑坡體坡面出露的土層為坡積粉質粘土和巖脈，勘查期間坡面有幾棵斜臥的樹，雨季期間坡面出現小型的溜方滑坡?，F場地質調查發現滑坡后緣及山坡上有3條拉張裂縫。

滑坡后緣高程59.3～65.30m，前緣高程約45.60～47.20m。斜長約20.00m，前緣寬約47.100m，后緣寬約33.40m，根據調查了解，滑體平均厚度約2.50m，面積約810m2，體積約2100m3，主滑方向為169°，坡度約45°～50°?；麦w主要為坡積粉質粘土、砂土狀強風化凝灰巖，為淺層滑坡。根據實地調查及變形特征，滑坡整體邊界較明顯，其大致狀況為：

（1）后緣：根據現場實際調查，距離后緣滑動面5～20m范圍內，發現3條裂縫，有明顯的拉張變形特征，具體描述如下：

裂縫①：位于滑坡后緣處（坡面正后方），走向60°～70°，裂縫長度約18m，下錯高度約1～2m，裂縫寬度約0.3～1.0m，可視深度1.0m；

裂縫②：位于滑坡后緣中部，距離裂縫①直距約6m，走向70°～80°，裂縫長度約10m，下錯高度約0.1～0.3m，裂縫寬度約0.20m，可視深度大于0.2m；

裂縫③：位于滑坡后緣中上部（ZK4位置），距離裂縫②直距約4.5m，走向50°，裂縫長度約15m，下錯高度約0.2～0.5m，裂縫寬度約0.3～1.0m，可視深度大于0.3m。

（2）兩側邊界：勘查期間滑坡堆積體尚未清除，西側邊界被滑坡體覆蓋，東側有巖脈出露（巖脈寬度約6m），未見明顯的兩側邊界特征。

（3）前緣：勘查期間滑坡前緣距離房屋距離約3～6m，前緣主要為粉質粘土、砂土狀、碎塊狀強風化凝灰巖等組成的堆積物，還含有塊石、碎石等，粒徑主要約5～50cm，大小不一，分布不均。

（4）滑坡體特征：滑坡體物質主要由坡積粉質粘土、強風化凝灰巖及少量塊石組成，褐黃色、灰白色，結構松散、雜亂，土體厚度約1.0～5.0m?；麦w表面可見少量植被。

（5）滑坡面特征：勘查期間滑坡堆積體未清除，滑坡面被掩埋，未見明顯的擦痕及其他滑面特征。

2.3 滑坡變形破壞特征

整個滑坡體總體上坡度較大，坡面未采取有效的工程防護措施，長期在雨水的作用下，隨著雨水的下滲，使滑坡土體自重加大，抗剪強度降低，前緣臨空面較大，易導致前緣土體發生下滑變形破壞，牽引上部土體和推動下部土體向下滑移，從而使上部土體失去支撐隨之變形滑動。上述表明該滑坡的變形破壞模式為牽引式滑動。

3 滑坡體穩定性分析

3.1 滑坡體巖土體特征

滑坡區上部土層為碎石粘土、殘積粘性土（特殊性土）。碎石粘土層厚度大，一般3.80～5.30m，結構松散，內聚力低，透水性較強，具弱膨脹性和濕陷性，受水浸泡易軟化及崩解變形，巖土體工程地質性能較差，力學強度中等，尤其是浸水后強度降低較大。下臥殘積粘性土厚度大，力學強度中等。巖土物理力學性質詳見表1。

表1 巖土物理力學性質指標分層統計表

3.2 滑坡穩定性分析與平價

3.2.1 穩定性環境因素評價

從滑坡所處的地質環境條件、變形特征、物探測試成果等綜合分析可能導致滑坡形成因素主要有地質構造、巖土性質、水的作用以及人為因素。

地質構造：根據物探測試及現場調查滑坡整體處于斷層破碎帶斜坡上，破碎帶內巖土體節理裂隙較發育，存在軟弱結構面，在飽水狀態下破碎帶內巖土體力學性能顯著降低，且滑坡區斜坡坡度45°～50°，為滑坡的形成創造了有利的滑移條件。

巖土性質：滑坡體上部土層坡積粉質粘土、砂土狀強風化凝灰巖覆蓋層厚度較大，坡腳砂土狀強風化凝灰巖已風化成高嶺土狀，吸水性極強，浸水后軟化，承載力急劇下降。

水的因素：在滑坡發生前由于暴雨和長時間的連續降雨，地表水滲入坡體（東側巖脈為相對隔水層，阻礙水往東側流，導致水匯集到B區破碎帶），軟化巖土及其中軟弱面（砂土狀強風化凝灰巖與碎塊狀強風化凝灰巖分層面處），土體吸水后增加土體自重，同時降低其承載力，降低土的抗剪強度，產生孔隙水壓力等從而誘發滑坡。

人為因素：主要在滑坡體前緣為修建工業廠房開挖坡腳，改變了坡體的原始地形，對坡體前緣卸荷，減小了滑體阻滑力，從而降低滑坡的穩定性。

綜上所述，在地質構造、巖土性質、水的作用以及人為因素的綜合作用下，破壞斜坡穩定條件，最終導致斜坡的不穩定。

3.2.2 邊坡定性分析

根據地質測繪及野外鉆探結果顯示，該滑坡屬于牽引式淺層土體滑坡，滑坡體未清除，坡腳有大量堆積物，形成高陡邊坡，根據調查滑坡成因及規模，推測現狀滑坡存在潛在的滑動面，如不采取有效治理措施，在強降雨的作用下，繼續發生滑坡，會危及坡腳處6棟房屋戴志樂等8戶46人的生命及財產安全。

3.2.3 滑坡定量分析

（1）計算方法與參數選取。邊坡現狀屬于土質邊坡，采用傳遞系數法對邊坡土體的穩定性及推力進行計算，計算公式如下：

①邊坡穩定性計算：

②滑推力計算公式如下：

對剪切而言：

對彎矩而言：

（2）計算結果與評述。對滑坡7-7′進行邊坡穩定性計算，計算模型見圖2。

圖2 7-7′剖面邊坡穩定性計算模型（單位：m）

根據上面邊坡穩定性計算模型和公式進行計算累計抗滑力和穩定系數，邊坡穩定性分析計算成果見表2。

表2 滑坡穩定性分析計算成果表

從計算結果中可以看出：預估剪出口位于強風化與碎塊狀層位分界面附近時，滑坡軸線現狀坡體在天然狀態下處于基本穩定狀態，在暴雨狀態下處于不穩定狀態。

4 滑坡地質災害防治對策

4.1 滑坡地質災害治理工程設計方案

根據上述邊坡累計抗滑力和穩定系數計算參數，對該滑坡地質災害治理工程進行優化設計，即擬采用以C20 混凝土片石擋土（護面）墻支擋為主，結合坡頂裂縫夯填、整平及植樹，坡面掛網錨噴（含噴砼包邊）、截水骨架植草及排水為輔的設計方案。

4.2 治理工程設計參數

4.2.1 C20混凝土片石擋土墻

邊坡擋土墻高3m，長52.9m，頂寬1.23m，底寬為1.5m，墻面坡率為1∶0.3，墻背坡率1∶0.2；邊坡護面墻高5.5m，長63.3m，頂寬0.75m，底寬為1.80m，墻面坡率為1∶0.5，墻背坡率1∶0.3；為提高擋土（護面）墻自身的抗滑穩定性，將擋土（護面）墻底部做成逆坡，逆坡坡率為1∶0.15。

構造設計：擋土墻持力層為砂土狀強風化凝灰熔巖,要求基礎承載力不小于300kPa；泄水管采用PVC管制作，管徑?75mm，間距為2000mm×2000mm 呈矩形布設，要求最下排泄水管高出地面不小于300mm，傾斜率5%；其中BCD段擋土墻最下排泄水管采用仰斜式排水管，長度10m，管徑?100mm；擋墻的沉降（伸縮）縫間距10～15m，縫寬20～30mm，縫中以浸瀝青的木板或瀝青麻筋沿縫內外頂三方填塞，填充深度不得小于150mm；為了避免墻后積水下滲，泄水孔進水口下方設置一層厚度50cm的夯實粘土。

4.2.2 坡面截水骨架植草防護工程

（1）截水骨架：截水骨架的斷面形式為人字型，其中主骨架做成槽型，用以分流排除地表水(詳見設計圖) ,骨架內植草防護。人字截水骨架腳墻設計為M7.5 漿砌片石，基礎寬0.6m，高0.4m。伸縮縫間距為10～15m，縫寬2～3cm，用瀝青麻絮填塞，骨架厚度40cm,骨架寬度50cm。

（2）施工流程：設計采用M7.5漿砌片石護坡，骨架內噴播植草。分段自下而上砌筑，依序進行挖槽→砌筑腳墻→砌筑護坡→砌筑主骨架和支骨架→漿砌護肩→骨架鑲邊→勾縫→噴播植草。

（3）施工順序：放樣→削坡（自上而下）→坡面防護→平臺內測排水溝。

4.2.3 排水工程

在邊坡頂開挖截水溝，截面呈倒梯形，頂寬0.7m，底寬0.4m，深0.6m，澆注水平30cm 厚的C20 素混凝土護壁；排水溝縱坡降5.0%；溝底30cm 厚的C20 素混凝土；在擋墻頂、底內外側及坡面分別開挖排水溝，截面呈正方形，寬0.6m，深0.7m，襯砌水平30cm 厚的M7.5漿砌片石護壁，外面勾縫，與片石面平，頂部水泥砂漿抹面；排水溝縱坡降3.2%，溝底襯砌30cm厚的M7.5漿砌片石，并用水泥砂漿抹面。

5 結語

以南安市古寨山滑坡為例，研究該滑坡發育歷史、規模及形態特征，滑坡變形破壞特征，對滑坡體穩定性分析與評價，在此基礎上提出了相應的防治對策。同樣，對于相類似的滑坡體的工程治理，也有一定的參考價值。