牟元英

(中山市海洋與地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測站，廣東 中山 528400)

0 引 言

廣東中山地區(qū)建設(shè)用地緊缺，削坡建房、修路、建公園、建學(xué)校等較為常見，人工削坡破壞了山體原有的平衡，斜坡穩(wěn)定性差，地質(zhì)災(zāi)害易發(fā)多發(fā)。根據(jù)2020年汛前地質(zhì)災(zāi)害排查結(jié)果，研究區(qū)在冊地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)128處，全部為中小型，威脅人口約1 420人，潛在經(jīng)濟(jì)損失達(dá)1.4億元,暫未發(fā)現(xiàn)威脅人數(shù)大于100人的大型地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，2022年底前需完成所有在冊隱患點(diǎn)的治理工作。分析2018—2021年的應(yīng)急調(diào)查數(shù)據(jù)統(tǒng)計結(jié)果得知，發(fā)生崩塌滑坡共296處，92%的崩滑均非在冊點(diǎn)，中小型占98%。因此，研究中小型地質(zhì)災(zāi)害治理方法十分迫切并具有現(xiàn)實意義。

目前，地質(zhì)災(zāi)害治理方式主要以“防滑”為主，如削坡+錨索+截排水+穴播植草(周朝正，2021)、擋土墻支擋(李廣謀，2019；何靜，2021)、錨噴支護(hù)(徐剛等，2016；張玉一，2020)等，常規(guī)治理方法雖然成熟且常被采用，但存在工程耗時長、與周邊綠色山體極不協(xié)調(diào)、工程質(zhì)量和工程安全監(jiān)管難等問題。研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害多為中小型，且多為淺表層崩塌滑坡，體積不大，多年來未發(fā)生過崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害致人死傷情況。

為加快消除地質(zhì)災(zāi)害隱患，節(jié)約資金和時間，既排險除患又保留綠色景觀，提出幾種快速簡易排險方法，實踐表明這些方法在研究區(qū)有較高的實際應(yīng)用價值。

1 中小型地質(zhì)災(zāi)害特征

2018—2021年，中山地區(qū)發(fā)生的崩塌滑坡以土質(zhì)和巖土混合質(zhì)斜坡為主，占91%，斜坡穩(wěn)定性差的占77%，穩(wěn)定性較差的占23%(表1)。從受威脅人口和潛在經(jīng)濟(jì)損失分析，險情以中小型為主(中國地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會，2018)，小型占48%，中型占近50%，大型占2%(非在冊點(diǎn))。

表1 中山地區(qū)崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征統(tǒng)計結(jié)果Table 1 Statistic results of geological hazard characteristics of collapses and landslides in Zhongshan area

圖1 中山地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險點(diǎn)與殘坡積層、全-強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度及頂面等埋深關(guān)系圖Fig.1 Relationship between risk points of geological disasters,thickness of residue-slope sediments and completely-highly-weathered rocks,and isobaths of top surface in Zhongshan area

崩滑地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生于人工邊坡，坡度為60°～90°，厚度較薄，一般為0～6 m，以<2 m居多，這與研究區(qū)殘坡積層、全-強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度有關(guān)。圖1顯示，81%的崩滑點(diǎn)發(fā)生在厚層(10～20 m)以下風(fēng)化巖層。其中，30%的點(diǎn)發(fā)生在中薄層(<5 m)風(fēng)化層，24%的點(diǎn)發(fā)生在中層(5～10 m)風(fēng)化巖層,27%的點(diǎn)發(fā)生在厚層(10～20 m)。崩滑結(jié)構(gòu)面較為單一，多為巖土接觸面，包括上部松散層與下部基巖接觸面、強(qiáng)風(fēng)化與中風(fēng)化接觸面、強(qiáng)透水層與弱透水層的接觸帶等(廖坤炎，2018)，崩滑面往往與坡向一致。

2 常用地質(zhì)災(zāi)害治理方法及存在的問題

2.1 削坡+格構(gòu)錨固+擋墻+排水+綠化

削坡+格構(gòu)錨固+擋墻+排水+綠化方法是將不穩(wěn)定巖土體錨固在穩(wěn)定的巖土層上，使其相互連接，以傳遞拉力和剪力的技術(shù)方法(龍明滔，2013；江貴榮等，2019)，其工藝流程為：測量放線、坡面修整、錨桿施工、基槽開挖、鋪設(shè)混凝土墊層、鋼筋制作安裝、澆筑混凝土、梁格內(nèi)種植綠化、截排水工程等(中國地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會，2018)。該方法技術(shù)成熟，適合各種巖土體而被廣泛使用。不足之處：①費(fèi)用高，一個小型崩滑點(diǎn)竟要幾十萬甚至上百萬施工成本；②施工時需要有作業(yè)面，按照安全等級做好安全措施，在工程治理過程中安全措施不到位易發(fā)生安全事故；③施工質(zhì)量要求高，受施工單位技術(shù)水平、工程造價等影響，可能出現(xiàn)坡面不平整(特別是遇到較大孤石時)、錨桿長度未錨固于穩(wěn)定的巖土層、格構(gòu)梁懸空、綠化效果差等問題，從而造成工程無法驗收(圖2)；④治理時間長，治理中、治理后均需進(jìn)行監(jiān)測，竣工初驗后1年才能進(jìn)行終驗，1年內(nèi)需要進(jìn)行多次監(jiān)測；⑤原本很窄的崩滑面被擴(kuò)大至整個坡體，綠色山體被鋼筋混凝土“包扎”而與周邊環(huán)境不協(xié)調(diào)。

圖2 中山地區(qū)神灣鎮(zhèn)某災(zāi)點(diǎn)削坡+格構(gòu)錨固+擋墻+排水+復(fù)綠治理工程Fig.2 Slope cutting + lattice anchorage + retaining walls + drainage + green rehabilitation at a disaster point in Shenwan Town,Zhongshan area

2.2 擋土墻+泄水孔

擋土墻+泄水孔方法是建設(shè)支撐天然斜坡或人工邊坡巖土體、防止邊坡巖土體變形失穩(wěn)的構(gòu)筑物。研究區(qū)人工切坡基本均采用擋土墻護(hù)腳，但高度、厚度不足，無法有效防范巖土體崩滑(圖3)；部分墻體未設(shè)置泄水孔或泄水孔已堵塞，無法導(dǎo)排地下水而導(dǎo)致墻體鼓脹甚至垮塌；部分擋土墻置于松散巖土體上，造成護(hù)面墻塌陷(圖4)。

圖3 擋土墻體高度不夠Fig.3 Insufficient height of retaining wall

圖4 護(hù)面墻塌陷Fig.4 Protective wall collapsed

2.3 削坡+噴錨+擋土墻+排水

噴錨常與削坡、擋土墻、排水等輔助措施結(jié)合施工，噴錨是由錨桿、網(wǎng)筋、錨桿拉筋及噴射混凝土面層組成的坡面防護(hù)結(jié)構(gòu)。研究區(qū)采用此方法時，僅在部分坡體表面噴砼，未設(shè)置錨桿；部分噴砼厚度很薄甚至素噴，導(dǎo)致混凝土塊剝落，剝落砼塊給過往行人造成很大威脅(圖5、圖6)；采用噴錨治理地質(zhì)災(zāi)害與周邊環(huán)境極不協(xié)調(diào)，影響生態(tài)景觀。

圖5 噴砼剝落Fig.5 Spalling of shotcrete

圖6 噴砼崩落后補(bǔ)噴Fig.6 Replenishment of shotcrete after spalling

3 簡易排險措施

中山地區(qū)山體周邊人口密集，土地稀缺，房屋多緊挨山腳，甚至削坡而建，形成了密集分布的人工邊坡，同時修建公路時產(chǎn)生了大量人工邊坡，工程建設(shè)(工廠、學(xué)校、公園等)、采石取土等活動使局部形成陡坡，且多數(shù)只修建了低矮的擋土墻，并未采取有效防護(hù)措施，山體植被被破壞，巖土局部裸露，在人工切坡處易引發(fā)滑坡、崩塌地質(zhì)災(zāi)害。根據(jù)中小型崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征，對于殘坡積土層及全-強(qiáng)風(fēng)化巖層厚度較薄、崩滑厚度一般<2 m的中小型地質(zhì)災(zāi)害，建議多采用簡易快速排危除險措施。

3.1 清表

小型崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害多數(shù)崩滑面窄，崩滑厚度薄，只需清除不穩(wěn)定斜坡上的表層松散層、危巖體和歪倒的樹木即可，清表后，坡度有所放緩，種草植樹，構(gòu)造破碎面清除，層間無錯動，裂隙不發(fā)育，土體結(jié)實牢固，不存在軟弱結(jié)構(gòu)面。

這樣既保持了山體原有組織結(jié)構(gòu)，又達(dá)到了快速排危除險的目的，不必因小崩小滑就大動干戈，將原本草木茂盛的整個斜坡都砍樹削坡，通過格構(gòu)錨固“包扎”起來。

例如，研究區(qū)坦洲鎮(zhèn)沾涌村青磚屋街11號西側(cè)山坡崩滑，該斜坡地貌上屬于剝蝕殘丘，屬人工土質(zhì)斜坡，人工切坡的坡高約6 m，坡長約8 m，坡寬約15 m，坡向107°，坡度60°～70°,坡腳距2層民房約6 m；自然山坡相對高差為5～10 m，自然坡度為30°～40°，植被發(fā)育，樹木茂盛，以灌木為主；風(fēng)化層厚度在2 m左右，膠結(jié)差，遇水易軟化，黏聚力差，受強(qiáng)降雨的影響，坡表土體飽水軟化變形，2021年10月10日發(fā)生淺層土體崩塌，并伴有樹木傾斜倒伏，堆積于民房后方空地(圖7)。該崩塌屬滑移式崩塌，崩塌堆積長約3 m，寬約5 m，厚約1 m，體積約15 m3(吳禮浩等，2019)，崩塌堆積物由殘坡積粉質(zhì)黏土及全風(fēng)化變質(zhì)巖層組成，結(jié)構(gòu)松散，含水量高，規(guī)模小。

2021年新出現(xiàn)的崩滑地質(zhì)災(zāi)害有很多類似情形，建議做清坡清表處理，清表后坡度變小，可以撒播草籽綠化。

圖7 人工切坡崩滑,適合清表后復(fù)綠處置Fig.7 Man-made cut slope slide,suitable for green treatment after cleaning the surface

3.2 削坡+植被護(hù)坡

對于巖土質(zhì)、土質(zhì)中小型崩塌滑坡，采用削坡+綠化護(hù)坡的方法(圖8)。綠化護(hù)坡方式有溝穴種植、鋪草皮護(hù)坡、液壓噴播植草、植生帶綠化等，經(jīng)植物地上莖葉阻攔，避免雨水直接沖刷土體表面，地下草根快速吸收水分，降低坡體含水率；地下草根抓牢加固土體，起錨固和支撐作用，提高抗剪力。

實驗結(jié)果表明，單位體積土體中每增加1 kg樹根，土體抗剪強(qiáng)度平均增加3.5 kPa(程艷等，2012；張超波，2015)。莖葉的水文效應(yīng)可起到降雨截留、削弱濺蝕和抑制地表徑流的作用(汪晗，2014)。

圖8 植被護(hù)坡Fig.8 Slope protection with vegetation

3.3 攔石(土)墻(網(wǎng))

對于整體斜坡穩(wěn)定的巖土混合或土質(zhì)中小型崩塌滑坡地質(zhì)災(zāi)害，因草木生長覆蓋不均勻，局部裸露，遇降雨天氣表面被雨水沖出溝痕，沙土流失，滑坡體規(guī)模小，下滑力度小。

建議對此種邊坡采取排水溝+攔土墻的方式，因勢利導(dǎo)在匯水處挖建排水溝，避免水土進(jìn)一步流失，排水溝兩側(cè)補(bǔ)種草木，坡下建攔土墻則可，高度無要求，攔住行人靠近山體則可；對于較陡較高的巖質(zhì)斜坡，崩滑體距離坡體近，落在地面彈跳不高，坡下建攔石網(wǎng)+擋土墻即可(圖9)。

圖9 攔石(土)墻(網(wǎng))Fig.9 Stone-blocking (earth) wall (net)

3.4 被動防護(hù)網(wǎng)支護(hù)

被動防護(hù)網(wǎng)類似金屬網(wǎng)圍墻，與邊坡有一定的距離，網(wǎng)狀柔性材料具有很強(qiáng)的防撞擊能力。對于石質(zhì)邊坡可以直接支護(hù)，對于土質(zhì)或混合質(zhì)邊坡可采用網(wǎng)狀柔性材料豎立在砼座之上支護(hù)，無需對邊坡施工，以保護(hù)原有山體和植被，同時防止行人車輛靠近山體，既保護(hù)了邊坡和環(huán)境，又維護(hù)了群眾生命財產(chǎn)安全。

對于崩滑區(qū)域面較大而集中，或施工作業(yè)難度較大的邊坡來說，采用被動防護(hù)網(wǎng)支護(hù)處理是一種有效而經(jīng)濟(jì)的方法。例如，研究區(qū)阜沙鎮(zhèn)阜沙中學(xué)入口道路西側(cè)，邊坡走向約20°，最大坡高約38 m，坡長約67 m，最大坡度為60°～70°，自然巖質(zhì)邊坡，其上部為薄層粉質(zhì)黏土，不連續(xù)，厚度多<0.5 m，下部基巖為強(qiáng)-中風(fēng)化變質(zhì)砂巖，順坡向節(jié)理裂隙多發(fā)育，表層巖體較破碎，局部發(fā)生過微型崩塌。綜合評估認(rèn)為，該邊坡崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育程度中等，危險性中等，且對過往行人造成了一定的安全威脅，必須排危除險。但考慮到該邊坡整體崩塌或滑坡的可能性小，為保持環(huán)境整體和諧美觀，防止大量開挖對生態(tài)的破壞，盡量減少對自然山體的開挖，避免破壞坡面樹木，并考慮經(jīng)濟(jì)因素，經(jīng)多個治理方案對比，選擇了被動防護(hù)網(wǎng)支護(hù)的方式(圖10)。

圖10 采用被動防護(hù)網(wǎng)快速排除災(zāi)害隱患Fig.10 Passive protective net used to quickly eliminate disaster hazards

4 結(jié) 論

(1)綜合治理包括工程治理和快速排危除險等方式，對于大型及以上、大方量或深層崩滑等地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，不排斥采取格構(gòu)梁+錨桿等常用工程治理方式進(jìn)行治理；快速排險并不能完全消除安全隱患，應(yīng)加強(qiáng)巡查排查，必要時應(yīng)采用加固、錨固等防滑措施。

(2)針對中山地區(qū)已發(fā)生的中小型地質(zhì)災(zāi)害，了解掌握災(zāi)害特征，包括殘坡積層和全-強(qiáng)風(fēng)化層厚度、滑落堆積物規(guī)模、威脅范圍等，根據(jù)其崩滑面小、崩滑坡體積小、坡體表面局部裸露、表面風(fēng)化和被雨水沖刷面窄的特點(diǎn)，認(rèn)為中小型崩塌滑坡治理應(yīng)該由“防滑”治理方式向“放滑”快速簡易排危除險方式轉(zhuǎn)變。

(3)推薦4種排危除險方式，即擋土墻+泄水孔、削坡+植被護(hù)坡、攔石(土)墻(網(wǎng))、被動防護(hù)網(wǎng)支護(hù)，可以節(jié)約資金投入，縮短施工周期，達(dá)到地質(zhì)災(zāi)害快速排險的效果。因地制宜采取治理措施，既保留了原有山體風(fēng)貌，又不會人為擴(kuò)大崩塌滑坡面；既望得見綠色，又解決了土石外運(yùn)的問題，使居民及過往行人免受崩塌或滑坡傷害。此種綠色地質(zhì)災(zāi)害防治理念，利于推進(jìn)節(jié)約環(huán)保生態(tài)治理，保障人民的生命財產(chǎn)安全。

(4)中山地區(qū)2021年新增的67個崩滑地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，均可通過清表、攔石(土)墻(網(wǎng))、植被護(hù)坡及被動防護(hù)網(wǎng)的方式達(dá)到排危除險的目的。