黃德國，朱義，沈弘毅

（安徽省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查局313地質(zhì)隊，安徽六安 237000）

0 引言

金寨縣地處大別山區(qū)核心地帶，境內(nèi)地層古老，巖漿多期侵入，構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，巖體風(fēng)化程度大且破碎，生態(tài)及地質(zhì)環(huán)境較全省其他縣區(qū)脆弱，是安徽西部地質(zhì)災(zāi)害重點防治縣，縣內(nèi)滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害點多面廣[1]。紅土地紡織廠滑坡雖規(guī)模不大，因其發(fā)育形態(tài)良好，特征要素齊全，2013年被安徽省地勘局設(shè)為“地質(zhì)環(huán)境勘查技能大賽”野外考場。依托《安徽省金寨縣1∶50000地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查》項目，對紅土地紡織廠滑坡進行了詳細勘察，分析其形成機理并判定其穩(wěn)定性，更深入地認(rèn)識該滑坡地質(zhì)災(zāi)害，有利于提出更合理的治理方案。

1 自然地理及地質(zhì)背景概況

金寨縣位于安徽省西部，六安市西北緣，處于鄂豫皖三省交界地帶。氣候濕潤，四季分明，春秋短冬夏長，梅雨顯著，降水集中[2]。據(jù)金寨氣象資料統(tǒng)計，多年平均降水量為1409.7mm，降水集中在6～8月份，占全年降水量的51%以上，也是地質(zhì)災(zāi)害集中發(fā)生的時間。

金寨縣地勢總體西南高、東北低，地貌類型多樣，以中低山、丘陵為主，平原較少[3]?？h境大部分地區(qū)山峰環(huán)繞，地形起伏，山勢陡峻，河谷深切高差達300～400m，平均坡度35°左右，極易發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

金寨縣屬構(gòu)造秦嶺地槽褶皺系的桐柏-大別造山帶，區(qū)域桐柏-桐城斷裂帶（逆斷層為主）從境內(nèi)橫穿而過，構(gòu)造極其復(fù)雜[4]。地層跨華北、華南兩個地層大區(qū)，并以華南地層為主。境內(nèi)出露地層以新太古代大別雜巖、新元古代佛子嶺巖群、晚古生代梅山巖群以及各期侵入巖為主，風(fēng)化程度大，巖體破碎；中生代晚侏羅世及晚白堊世地層多分布在新老縣城以北；新生代古近系、新近系、第四系僅在河流兩側(cè)有少量分布[2]。

紅土地紡織廠滑坡范圍出露地層為中生界中侏羅系三尖鋪組砂巖和新生界松散堆積物。三尖鋪組巖性以中厚層砂巖為主，產(chǎn)狀為100°∠20°，發(fā)育兩組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為60°∠64°和30°∠40°，局部夾薄層礫巖，表層為殘積物覆蓋，殘積物以棕黃色黏土為主，結(jié)構(gòu)松散，厚0.5～1m，含少許碎石，黏性較好，并含大量植物根系。

滑坡體物質(zhì)中，表層為棕黃色黏土，混少量碎石，結(jié)構(gòu)松散，含植物根系；下部主要是破碎的強風(fēng)化三尖鋪組砂巖并混雜少許的黏土及礫石顆粒等，較密實，局部可見架空現(xiàn)象，呈碎塊狀，具明顯的擾動痕跡，產(chǎn)狀較混亂，裂隙十分發(fā)育。碎石粒徑10～50mm。

2 滑坡特征

2.1 滑坡形態(tài)特征

滑坡位于金寨新縣城北部紅土地紡織廠西側(cè)山坡，為丘陵地貌。山頂高程113.9m，坡腳高程73m，整體坡向70°，原始坡度約18°，整體較緩，開挖臨空面坡度約65°，滑坡體位于坡腳地帶。滑體長約43m，總寬度73m，平均厚度為3.5m，總面積約2597m2，總體積約1.0×104m3，屬小型巖質(zhì)推移式滑坡，形成于2012年6月，雖規(guī)模不大，但形態(tài)特征明顯。該滑坡后緣滑壁清晰且陡傾，坡體植被凌亂，巖土體破碎，滑體中后部可見多處橫向拉長裂隙，部分裂隙被填埋，裂隙可見寬度約0.1～0.4m，可見深度約0.2～0.5m。部分滑坡體前緣部分被清除，形成高陡坎，降雨期間，坡腳可見渾水滲出，說明該滑坡穩(wěn)定性差，仍處于活動階段，威脅廠區(qū)安全（圖1）。

圖1 廠房與滑坡相對位置圖Figure 1. Relative location of the mill and landslide

該滑坡主要由兩部分組成，即①號主滑體（已滑動，有滑移面）和②號變形體（未滑動，有裂隙），整體呈M型弧狀。主滑方向約90°，基本為順坡向，坡度約25°，滑坡全貌如圖2所示。

圖2 滑坡全貌圖Figure 2. A full view of the landslide

①號主滑體長約40m，寬約56m，平均厚約4m，體積約8960m3。呈臺階狀，平面呈弧形；后緣及側(cè)壁圈椅狀地形明顯（圖3），后緣陡坎約3m，側(cè)壁陡坎約0.3～1m；主滑方向約90°，滑坡總體坡度約30°，局部平緩處約15°。該滑坡滑移面有2 個，分別為主滑面和次滑面（圖5）。

②號變形體約21m，寬約17m，平均厚約3m，體積約1071m3，斜坡頂部存在多處拉張裂隙，最大裂隙寬5～12cm，長約1m，深約0.8m，為卸荷時形成，未見擴張痕跡。斜坡巖石以剝、墜落塊石為主，并形成體積約2.5m×0.8m×1m的直立危巖體。

圖3 滑坡后緣滑壁Figure 3. The trailing edge of the landslide

2.2 滑體特征

滑體物質(zhì)簡單，主要是破碎砂巖，上部為少量的殘積土，土質(zhì)為黏土混少許碎石，滑床為侏羅系三尖鋪組淺黃色中—微風(fēng)化完整砂巖，厚層狀。其特征如下：

①黏土：黃褐色、紅褐色，厚0.1～0.5m，全場分布。黏粒含量較高，可塑性好，含水量大，且沿拉張裂隙發(fā)育較多的土洞。含少量的碎石，成分以砂礫石為主，有一定磨圓。粒徑約1～5cm。分布在滑坡邊界范圍內(nèi)，屬于全新統(tǒng)滑坡堆積層（Qhdel）。

②砂巖：黃褐色、灰色，較破碎的強風(fēng)化層厚度約0.5～8.6m，較密實，局部可見架空現(xiàn)象，呈碎塊狀，具明顯的擾動痕跡，產(chǎn)狀發(fā)生變化，裂隙十分發(fā)育。碎塊粒徑達10～50cm。較完整的中風(fēng)化層，產(chǎn)狀約100°∠20°，發(fā)育兩組節(jié)理，產(chǎn)狀分別為60°∠64°和30°∠40°，局部夾礫巖。巖塊強度較低、且易沿節(jié)理面開裂，遇水軟化嚴(yán)重。

為查清該滑坡物質(zhì)組成及滑動面埋深，勘察期間共布置3條剖面，7個鉆孔。ZK2揭示滑體厚度3.6m，主要為含大量碎石的黏土；ZK3 揭示滑體厚度9.0m，表層為0.4m 厚黏土，其余為破碎砂巖；ZK5 揭示滑體厚度3.3m。

2.3 滑面（帶）特征

主滑面（帶）為基本順坡向卸荷引起的斷層，次級滑面從中部陡坎開始發(fā)育，向下延伸并與主滑面相接。由A-A′剖面線鉆孔揭露情況可以看出，ZK3 于深度8.8～9m 范圍內(nèi)可見砂巖的破碎帶，破碎帶上下巖體較為完整，巖心呈短柱狀。

在A-A′剖面線南側(cè)，即滑坡體的右側(cè)邊界，可以清楚地看到部分滑動帶，滑動帶長約7.5m，寬約0.1m，滑移面兩側(cè)可以看到明顯的擠壓、錯動及巖塊的架空跡象，其物質(zhì)組成為可塑黏土(圖4)，局部可見明顯擦痕。根據(jù)滑移面的產(chǎn)出狀況，可知該滑坡為一巖質(zhì)滑坡?；瑒訋蓚?cè)均為破碎的砂巖。

圖4 滑坡右側(cè)界線出露的滑動帶Figure 4. The sliding zone exposed at the right boundary of the landslide

2.4 滑床及剪出口特征

根據(jù)鉆孔揭示，滑床為順坡傾向中—微風(fēng)化砂巖，局部夾中薄層礫巖，發(fā)育兩組節(jié)理，其裂隙較發(fā)育。此類巖石的抗風(fēng)化能力較差，在雨水作用下，巖石容易軟化且容重增加，易誘發(fā)滑坡災(zāi)害。該滑坡的剪出口位于滑坡前緣與下方水泥路相接的坡趾處。

2.5 滑坡成因分析

該滑坡的形成主要受切坡建房、地形、地層條件的控制，近期的活動主要受下面兩個因素的影響：一是人類工程活動。斜坡體前緣被開挖形成約60°陡坡（臨空面），且未進行支護，卸荷后在重力勢能作用下，原坡體上方形成了較多的拉張裂縫，并逐步貫通形成斷裂，這是滑坡形成的主要原因。此外，坡體上部植被遭到破壞，表層殘積土體因擾動變得松散，形成大量空隙，為雨水的入滲提供了更多的通道。二是地表水入滲。主要以強降雨入滲為主，雨水通過孔隙、裂隙進入巖土體后，一方面增加了相應(yīng)巖土體的容重，即增加了下滑力；另一方面斷層面下基巖為中—微風(fēng)化砂巖，透水性相對較差，在滑帶形成潛流，且軟化滑帶土體，使滑帶土由干燥時的硬塑狀態(tài)轉(zhuǎn)為飽和時的流塑狀態(tài)，極大的降低了c值和φ值，即減小了摩擦力，穩(wěn)定系數(shù)急劇減小，使原本處于極限平衡狀態(tài)的土體產(chǎn)生蠕變，進而發(fā)展成滑坡。

3 滑坡穩(wěn)定性分析與工程治理建議方案

由定性分析可見，該滑坡目前整體穩(wěn)定性較差。為了保證該滑坡下方廠房及來往行人車輛安全，需對該滑坡進行治理。為了選擇經(jīng)濟可行的治理方案，需進行定量分析，計算該滑坡的穩(wěn)定系數(shù)和剩余推力。由于該滑坡為淺層巖質(zhì)滑坡，滑面為差異風(fēng)化面，其滑面的形狀為折線型，并不是光滑圓弧型，因此采用基于極限平衡理論的Janbu法進行穩(wěn)定性系數(shù)計算。

3.1 計算剖面的選取

（1）滑坡穩(wěn)定分析和計算選取的剖面為A-A′剖面、B-B′剖面與C-C′剖面，剖面示意圖分別如圖5、6、7 所示，其剖面特征如前所述?；媛裆钣摄@孔資料揭露和分析推算綜合確定。

圖5 A-A′剖面計算示意圖Figure 5. Calculation diagram of the A-A＇section

圖6 B-B′剖面計算示意圖Figure 6. Calculation diagram of the B-B＇section

圖7 C-C′剖面計算示意圖Figure 7. Calculation diagram of the C-C＇section

（2）針對紅土地紡織廠滑坡變形破壞的特點，分別對選定的剖面按“天然”狀態(tài)、“天然＋地震”狀態(tài)、“飽和”狀態(tài)[5]共3種工程狀況，計算其穩(wěn)定性系數(shù)。

3.2 計算參數(shù)

滑坡體主要成分為黏土（表層）、破碎砂巖（下部），鉆孔揭露的滑帶土厚度很小，無法取心，故未取滑帶土樣，因而滑面不賦屬性。地震參數(shù)選?。旱卣鹆叶葹?度，水平地震動峰值加速度采用0.05g。其他計算參數(shù)根據(jù)室內(nèi)試驗（砂巖）和經(jīng)驗參數(shù)（碎土、黏土）綜合確定，如表1所示。

表1 滑坡巖土體計算參數(shù)Table 1.Calculation parameters for the rock and earth mass of the landslide

3.3 計算結(jié)果及分析

對3 條剖面按設(shè)定的巖土參數(shù)和強度指標(biāo)，通過計算，得到各剖面在不同工況下的穩(wěn)定系數(shù)（見表2）。由計算結(jié)果可知，3 條剖面在“天然”狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.09、1.20、1.54，均大于1.05，即滑坡整體在“天然”狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在“天然＋地震”狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)分別為1.02（大于1，小于1.05）、1.08、1.45，即A-A′剖面處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，其余2條剖面處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。在“飽和”狀態(tài)下穩(wěn)定性系數(shù)降低很多，分別為0.95、1.01、1.29，相應(yīng)的穩(wěn)定性狀態(tài)為不穩(wěn)定、欠穩(wěn)定、基本穩(wěn)定，即A-A′剖面已發(fā)生破壞，B-B′剖面局部發(fā)生破壞，C-C′剖面局部可能發(fā)生微小的蠕變形。

表2 不同工況穩(wěn)定系數(shù)計算結(jié)果Table 2. Calculation results of stability coefficients under different conditions

通過極限平衡法的分析結(jié)果表明，紅土地紡織廠滑坡體A-A′剖面處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在飽水情況下達不到安全性的要求。B-B′剖面處于基本穩(wěn)定性狀態(tài)，但是在飽水工況下處于極限平衡狀態(tài)。上述兩剖面在長期降雨或短時暴雨的條件下，可能誘發(fā)該滑坡體的失穩(wěn)變形進而發(fā)生破壞。而C-C′剖面的穩(wěn)定性則較A-A′剖面與B-B′剖面高許多，處于穩(wěn)定狀態(tài)，但其上部存在裂隙，為切坡卸荷所形成，也應(yīng)進行處理。

3.4 工程治理建議方案

建議對該滑坡采取“分級削坡減載+擋土墻+截、排水溝+綠化”的綜合措施進行治理，以同時提高坡體的整體和局部的穩(wěn)定[6]，典型治理剖面如圖8 所示。其治理方案采取以下方法。

①分級削坡減載。由坡腳地面標(biāo)高為起點，至坡頂，坡率控制在1∶1.5～1∶4.5（均小于45°），設(shè)置三級臺階（北側(cè)二級臺階），坡頂位置隨實際地形調(diào)整，削至與現(xiàn)有地形一致。在每級臺階內(nèi)側(cè)設(shè)置排水溝，坡面覆8cm厚根植土，撒播草灌種子，蓋無紡布養(yǎng)護，坡腳設(shè)擋墻及排水溝。

②擋墻工程?？稍诨缕履_處設(shè)置一道重力式擋墻。墻身尺寸按滑坡推力計算，基礎(chǔ)埋深不宜小于0.5m，墊層厚度不小于10cm。墻身設(shè)置2 道PVC 排水孔，每10～15m設(shè)置一道伸縮縫。

③截、排水溝。在坡頂設(shè)置截水溝，各級平臺設(shè)置排水溝，擋墻腳設(shè)置矩形蓋板排水溝，并相互連通，各截、排水溝的截面尺寸根據(jù)計算的過流能力決定。

④綠化。自然復(fù)綠較慢，可以采用噴播植草方式加快復(fù)綠進程，草籽以四季青、馬尼拉、狗牙根等為宜，其復(fù)綠效果較好，并注意養(yǎng)護。

圖8 A-A′剖面工程布置示意圖Figure 8. General layout of engineering along the A-A＇section

4 結(jié)論

（1）紅土地紡織廠滑坡形成于2012年6 月，由①號主滑體（已滑動，有滑面）和②號不穩(wěn)定斜坡（已變形，未滑動）組成，主滑體形態(tài)特征較明顯、邊界清晰，整體呈M 型弧狀，為小型巖質(zhì)滑坡，滑體物質(zhì)主要是破碎砂巖，上部少量殘積土。

（2）該滑坡巖土體松散，裂隙發(fā)育，植被稀少，使得降雨的徑流沖刷和入滲作用顯著，從該滑坡體的變形特征來看，長時間降雨和暴雨應(yīng)是影響紅土地紡織廠滑坡體穩(wěn)定的主要因素。

（3）現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，滑坡體植被多零亂，結(jié)構(gòu)松散，裂縫發(fā)育，滑坡體前緣部分被清除，形成高陡坎，每逢長期降雨或暴雨期間，坡腳可見渾水滲出。這些跡象均表明該滑坡體穩(wěn)定性差，局部地區(qū)仍處于蠕滑變形階段。

（4）數(shù)值計算結(jié)果表明該滑坡整體穩(wěn)定性差，特別是在“飽水”條件下，各剖面均處于不穩(wěn)定—臨界平衡狀態(tài)。

（5）結(jié)合現(xiàn)場勘察和穩(wěn)定計算結(jié)果，紅土地紡織廠滑坡體在A-A′剖面坡趾處沿原滑面滑動的可能性很大，其剪出口可能位于A-A′與B-B′之間的滑坡前緣。