含山县林头镇东关中学后山滑坡地质灾害治理浅析

刘万顺

摘要：地质灾害在城镇发展过程中有较强的破坏性。文章以含山县林头镇东关中学后山滑坡地质灾害治理为例，对其特征及其成因进行了系统分析，希望以此为据引起相关部门重视，制订相关治理措施，保证人民正常生活。

关键词：滑坡；地质灾害；含山县

1.研究区概况

1.1自然地理概况

（1）气象。含山县属北亚热带湿润气候区，气候温和，雨量适中，光照充分，热量条件较好，无霜期长；季风气候显著，冬寒夏热，四季分明。含山县多年平均气温15.8℃，1月份最低，为2.8℃；7月份最高，为28.0℃。多年平均降水量1087.1mm，年降水量分布不均，5月份～8月份约占全年降水量55%，最大年降水量1997.0mm。多年平均蒸发量1487.8mm，5月份～8月份蒸发量最大约占全年蒸发量51%，12月份至翌年2月份蒸发量较小。多年平均无霜期为239天，年日照时数约2126.1h，风向有明显的季节性变化，冬季以偏北风为主，夏季以偏南风为主，春秋两季是风向转换季节，年平均风速2.7m/s。2016年7月1日～5日单日最大雨量达203mm。

（2）地形地貌。项目区位于江淮波状平原，海拔高度为6.48m～290.0m，按地貌可分为高丘（Ⅲ2）、山前斜地（Ⅲ1）、岗地（Ⅱ）及河漫滩（Ⅰ）。

高丘（Ⅲ2），海拔高度为100.0m～290.0m，主要分布于滑坡区域北侧，分布有大量石灰岩矿采场，丘顶圆滑，山脊走向约80°，坡度约45°。山顶基岩出露为泥盆系石英粉砂岩。山坡以石炭系及二叠系灰岩为主。

山前斜地（Ⅲ1），为滑坡区位置，海拔高度为20.0m～100.0m，坡度较缓，约为3°～25°。表层为残坡积碎石土。

岗地（Ⅱ），海拔高度为13.00m～20.0m，地势较平坦，主要分布于滑坡区以南，裕溪河以北，为东关社区主要聚居处，表层为第四系上更新统下蜀组黏土。

河漫滩（Ⅰ），海拔高度为6.48m～13.00m，地势平坦，主要分布于裕溪河以南，为耕地及鱼塘。表层为第四系全新统芜湖组黏土。

滑坡体最高处海拔约为125.00m，最低处海拔约为27.33m。坡度较缓，山坡最大坡度约为3°～25°，滑坡体地势相对低洼，后缘及前缘皆因采矿活动形成高陡边坡。

1.2地质环境背景

（1）地层。项目区位于扬子地层区下扬子地层分区和县—安庆地层小区，区域主要为第四系、二叠系、石炭系、泥盆系及志留系地层。滑坡体所处地层主要为二叠系栖霞组、石炭系船山组及泥盆系五通组。

（2）构造。项目区位于昭关—太湖山复式向斜其中的背斜处。震旦纪—三叠纪的沉积地层，在印支运动发生褶皱，并且造成褶皱与断层相伴，褶皱枢纽呈北北东—北东走向，节理的应力场方向表现为北西—南东向水平挤压。燕山和喜马拉雅运动使该区褶皱构造得到加强，由直立和斜歪褶皱变为倾伏、倒转褶皱，枢纽波状起伏，

区域断层若发育，仅北侧发育一条长约4km，北北东走向的平移断层。项目区北侧发育一条断层，走向近东西，为本次物探解析断层。

2.滑坡体现状及特征

2.1滑坡基本特征

（1）滑坡空间形态特征。项目区位于马鞍山市含山县林头镇东关社区，本区是《含山县1∶5万地质灾害调查》重点防治区。滑坡体位于宿舍楼以北区域，后缘标高为123m，前缘标高在53m，位于高丘山前斜坡上，滑坡体长约312m，宽约220m，主滑方向约为190°～200°，坡度较缓，约为8°～20°。剪出口位于老操场至宿舍楼北侧一线，滑面现状未贯穿至学校区域。

（2）滑坡物质结构特征。滑坡体物质主要由弃渣土及残坡积碎石土构成。其中弃渣土主要分布在滑坡后缘处，最大厚度达到约10m，山坡弃渣土厚度较小，约为0.5m～ 4.0m。碎石土，结构松散，质地不均匀，从钻孔岩芯及槽探结果看碎石含量30%～80%不等。通过实验结果可知，自然條件下含水量约为24%。

残坡积土主要组成成分为黏土、全风化粉砂质泥岩、石英细砂岩碎石及块石、全强风化灰岩碎石及铁锰质粗粒组成。粒径由3cm～200cm不等，碎石分布规律为表层为石英细砂岩碎石层，碎石含量通常大于60%，填充黏土。中间为黏土夹碎石层，碎石主要为全强风化粉砂质泥岩，含量约为40%，局部含量较高，达到80%。底部为黏土含碎石层，碎石主要为强风化灰岩碎石、石英细砂岩碎石、全强风化粉砂质泥岩碎石互层分布，碎石含量通常小于30%。残坡积土结构松散，质地不均匀。滑坡体后缘处分布有洪冲积砂卵石层。残坡积层主体位于潜水位以下。含水率约为30%～47%。滑坡体各层土体分布见表1。

（3）滑床特征。滑坡滑床为黏土夹碎石，该层土所含碎石成分主要为全强风化粉砂质泥岩，土体强度差，碎石间为黏土充填，遇水软化，抗剪强度显著降低，在2-1与2-2层交界处滑动，形成滑坡，滑床向南切入2-2层中，于坡脚处剪出。局部2-2层碎石含量较高，尤其是冲沟处，受水流搬运堆积作用影响，残坡积层碎石含量普遍较高，土体抗剪强度相对较高。

（4）滑动带特征。本次勘探钻孔滑带土揭露不明显，受钻探扰动影响，岩芯滑带土特征不明显。仅于槽探点CT-9处2.6m揭露滑带土。饱水，受滑动影响，黏土呈泥状，土体中碎石棱角处破碎。

2.2滑坡岩土体的物理力学性质特征

根据《地基系数的比例系数m的确定》（西南交通大学李俊，强士中，李小珍610031）可知m与E0值接近，本项目按m≈E0处理。参照铁道部第二勘测设计院对卵石土和圆砾土的回归公式E0=4.48N0.7654（63.5），可以近似算出各层土的变形模量E0。

2.3滑坡变形机制及影响因素

（1）滑坡变形宏观分析。场地的滑坡类型为土质滑坡，浅层推移式滑坡，发生原因是在强降水作用下诱发，诱发时间为2016年7月1日至5日。

滑坡体积在26万m3左右，按体积划分为中型滑坡。根据现场观测测绘，滑坡现状为滑移过后的暂时停息状态，现状处于欠稳定到基本稳定状态，主滑方向约为190°～200°，滑面未贯通。

（2）滑坡稳定性影响因素分析。东关社区山体自20世纪50年代大规模开采后，边坡土体发生多次失稳变形，项目区山体于20世纪90年代发生过滑坡变形，但未得到重视。具体影响因素由下面4项分析。

①滑坡体空间形态：本滑坡体南北方向上，约为8°～20°，整体坡度较缓，为滑坡体物质的堆积创造了有利的条件。东西方向上，滑坡体相对于滑坡边界两侧地势低洼，有利于雨水的汇集，对滑坡形成及发展创造了有利的条件。

②滑坡体物质组成：滑坡体物质主要为弃渣土及残坡积碎石土。质地不均匀，整体稍密。其中弃渣土成分复杂，结构松散；碎石层，石英细砂岩碎石含量普遍大于60%；全强风化粉砂质泥岩碎石富集层，土体强度低，充填黏土遇水软化，故在碎石层与全强风化粉砂质泥岩碎石富集层交界处易滑动，形成滑坡。

③降水：本滑坡受2016年汛期雨水影响，滑坡体发生大规模变形。降水使得滑坡体容重增加，物理力学性质变差，降低滑坡体稳定性。本次滑坡就是发生在2016.7.1-7.5日强降水后，观测期间滑坡体变形加剧普遍发生在降水后，故降水对本滑坡稳定性造成重要影响。勘查期间观测在9月29日-10月2日大雨后，地下水水位的变化情况。滑体土保水能力强。大雨后，地下水降至稳定水位时间超过120个小时，每24小时水位降幅小于20cm。这对滑体稳定性造成不利影响。

④人类工程活动：滑坡区矿业开采及学校建设极大地改变了山体原始地形地貌，后缘及学校处堆积有大量弃渣土，前缘坡脚挖损，是导致滑坡发生的根本原因。

3.滑坡推力计算及稳定性评价

3.1计算模型及工况

滑坡稳定性计算依据《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006）中折线滑动法（传动系数法），采用极限平衡法进行分析计算。

由于项目区位于地震烈度6度区，故不考虑地震对滑坡稳定性影响。结合场地实际情况，采用自然、暴雨两种工况（分别对应工况Ⅰ及工况Ⅱ）进行稳定性分析计算。该项目防治工程等级为一级，参照《滑坡防治工程设计与施工技术规范》（DZ/T0219-2006），滑坡稳定性安全系数FS取值如下：

工况Ⅰ情况下稳定性安全系数Fst =1.3。

工况Ⅱ情况下稳定性安全系数Fst =1.25。

3.2滑坡稳定性评价

滑坡南侧学校区域现状滑坡变形不明显，故对区域北侧1-1和2-2两个剖面在两种工况下稳定性分析如下表。

3.3滑坡发展变化趋势及危害性预测

（1）滑坡发展变化趋势。滑坡体现状为欠稳定—基本稳定，可能在局部产生滑移；在暴雨工况下为欠稳定—不稳定，部分剖面的滑体将整体失稳产生滑移。

滑坡一旦失稳，滑体开始将会向西南方向缓慢滑移，从前缘剪出，这段时间可能短暂，无法提供足够的滑坡应急时间。学校以南区域后由于地势开阔，东西两侧无有效阻拦地貌，滑体将以喇叭口状向东西两侧扩散，由于这一区域为东关社区主要聚居区，这势必增加滑坡的危害。

在较远和稳定的区域监测滑坡及滑坡体周边区域的变形情况，做好严格的安全预警措施，监测滑坡的变形状态，动态监测滑坡的变形情况。

（2）滑坡危害性预测。滑坡方量为28万m3，为中等规模滑坡。滑坡体一旦滑动，将直接威胁滑坡区内61户237名村民的生命财产安全，因此滑坡具有防治的必要性和紧迫性。

4.滑坡治理措施

本滑坡现状主要下滑变形区域位于北侧山体区域，滑面未贯穿至南侧学校区域，南侧学校区域现状未出现明显滑坡。故本次治理方案分两期实施，本次设计为一期治理设计，主要针对滑坡北侧山体变形进行治理，并建立完善的排水体系。滑坡分期治理区域见下图。

4.1滑坡削坡工程

削方区域主要为滑坡体后部区域。后缘弃渣土大部分清除，东侧陡坎放坡削缓，削方区东西两侧与现有地形自然衔接。工程布置详见平面工程布置图及治理剖面图。通过两期计算法，算出总挖方量为64597m3。削坡削除土体全部外运，暂定运距为10km。

4.2滑坡抗滑桩工程

（1）抗滑桩桩体设计。为有效治理滑坡，在老操场北侧布置抗滑桩，设计采用冲击成孔灌注桩。桩深入基岩层，且入岩深度不小于3.0m。抗滑桩冠梁埋入土体内，并在冠梁上设置挡土板。桩土变形系数公式为a=（mb1/EI）1/5，根据桩长与2.5/a的比较可以判断所计算桩为刚性桩还是弹性桩，进而得治抗滑桩计算方法。

（2）挡土板设计。设计在抗滑桩冠梁上设置挡土板，挡土板高1.0m，厚0.3m，为钢筋混凝土板，板身采用C30混凝土浇筑。纵筋采用两排28mmHRB400钢筋，间隔0.2m。箍筋采用8mmHRB400钢筋，箍筋间距为0.2m。挡土板底部设置一排泄水孔，采用直径100mmPVC管，出水口与地面平齐，管道斜率为5%。孔间距为1.0m。

5.结论

含山县林头镇东关中学后山滑坡主体为北侧浅表层层推移式滑坡，整体为两个滑坡共同作用形成，滑坡1滑体厚度约为5m～6m，方量约为28万m3，主滑方向约为190°～200°，滑坡體物质成分主要为弃渣土及残坡积碎石土，北侧主体滑坡滑动面从2-1层与2-2层交界处破坏，进入2-2层，现滑面位于学校北侧坡脚处，未贯通至学校区域。滑坡体现状处于欠稳定—基本稳定状态。

工程治理设计对学校北侧山坡进行削坡处理，建立治理区域的排水系统，在老操场后布置抗滑桩。对整个滑坡区建立长期监测系统。

参考文献：

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