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王程龙
广东省地质局第四地质大队 广东 湛江 524000
拟治理崩塌地质灾害隐患点位于高州市马贵镇垭垌村学堂坡山体上，居民削坡建房，形成人工边坡，边坡平面呈折线型，延长约51.1m，坡高约8.1～11.0m，坡度40～90°。坡脚距离房屋0.5～1.0m。边坡主要由砂质黏性土组成，浸水易软化崩解。边坡与居民房距离近，若边坡失稳，对坡脚居民生命财产安全造成威胁。边坡主要威胁坡上坡下共2栋2层钢筋混凝土混合结构居民楼和1栋砖瓦房，威胁人数19人，危害程度小，发育程度强，危险性中等。由于地质灾害隐患没有消除，每年汛期政府都要安排专人跟踪监测，不但影响群众生产生活，而且政府需要投入一定的人力财力进行监测，现政府工作人力明显不足，有点难以应对。应立即通过工程治理，消除地质灾害隐患，确保群众生命财产安全，减轻政府工作压力[1]。
1.1 地质环境条件
（1）地理位置
拟治理崩塌地质灾害隐患点位于高州市的东北部，距离高州市51°方向，直线距离约62.3km 。该地质灾害隐患点地理中心坐标(CGCS2000)：X=2463012.583，Y=533437.353，经纬度111°19′28″， 22°16′20″。该点有水泥路通到坡脚附近，交通较方便。
（2）气象水文
高州市属亚热带季风气候，春、秋季节温暖，夏季炎热且漫长，冬季较短，全年无霜期为361天。年平均气温为22.8℃，最高气温为37.6℃，最低气温为-1.5℃。1月平均气温为15.1℃，为全年气温最低月份，极端气温为-1.5℃；
7月平均气温为28.4℃，为全年气温最高月份，极端气温为37.6℃。多年平均降雨量为1924.6mm，降雨最大年份达2982.6mm，最少年份为1472.5mm；
各月平均降雨量为24.6～390.1mm，降雨量随季节变化较大，降雨多集中在夏、秋两季；
各月平均日最大降雨量为15.9～106.5mm，极端日最大降雨量达740.0mm,降雨量随季节变化分配不均，雨量变幅大，雨季为4月上旬～9月中旬，降雨量占全年降雨量68.52～91.58%；
9月下旬～次年3月底为旱季，多年旱季降雨量为161.5～619.1mm，约占年降雨量的8.42～31.48%。
（3）地形地貌
拟治理工程所在区域属于丘陵地貌，山势呈东高西低，山体最大高程600m以上，山脚高程一般450m左右，相对高差约150m以上，山坡自然坡度一般20～30°。居民在山脚削坡建房，形成高陡人工边坡，边坡平面整体呈折线型，走向26～116°，延长约51.1m，坡高约8.1～11.0m，坡度40～90°。坡前为1栋2层砖混居民楼，坡后为1栋2层砖混居民楼和1栋土瓦房，坡脚距离房屋0.5～1.0m。
（4）地质构造
野外调查未见断层构造，地质构造简单。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306-2015），勘查区处于地震基本烈度6度区，地震峰值加速度0.05g。反应谱特征周期为0.35s。抗震设防烈度为6度，设计基本地震加速度为0.05g。区域地壳稳定性为基本稳定。
（5）水文地质条件
拟治理崩塌地质灾害隐患点所在区域地表水系较不发育，未见河流等分布。边坡北边山脚下可见水沟，水沟宽约1m，深0.5m，水量较小，将雨水引至山下农田，作灌溉用水。距边坡东北侧5m处可见水塘，面积约18㎡，水深约0.5m。地表水对斜坡稳定性影响小。地下水类型主要为孔隙潜水，边坡土层主要由坡残积土组成。土层均为弱透水地层，富水性弱。调查期间，坡面、边坡脚处均未见泉水、渗水情况。区内地下水补给来源主要为大气降雨，主要以潜流形式区外排泄，小部分以蒸发和植物蒸腾形式排泄。地下水位变化主要与区内降雨密切相关，具有季节性和时段性变化，变化幅度较大。一般情况下，地下水位埋深较大，对边坡影响小。勘查区水文地质条件简单。
（6）工程地质条件
根据综合地质调查成果，该人工边坡范围内岩土层为残积层砂质黏性土。其工程地质特征如下：
砂质黏性土：黄褐色等，片麻结构，块状构造，原岩结构尚可辨认，岩芯呈土状，黏性差，浸水易软化崩解。为边坡的主要物质组成。
工程地质条件评价：①层砂质黏性土，边坡的主要组成部分，厚度大，含较多砂粒，黏性较差，抗冲刷能力差，在雨水入渗后，黏聚力大幅度降低，工程性质变差。风化不均匀，局部夹较多强～中风化岩块，边坡东南角夹大型孤石，大致呈椭球型，水平直径约2～4m，高度约4m，处于不稳定状态。
1.2 崩塌现状特征
该边坡由于削坡建房，开挖山体形成高陡人工边坡，边坡呈L型，长边呈西南—东北走向，坡面倾向为西北方向，根据现场调查，边坡汇水面积大边坡总长约77m。按边坡总体形态，分为AB坡段、BC、CD坡段（见图1），现分述如下：
图1 崩塌区航拍图
AB坡段：为不规则二级人工边坡，边坡形态呈“一字型”。坡长约26.7m，走向208°。第一级边坡呈台阶状，坡底高程约450.2m，坡顶高程455.8～456m，相对高差5～6m，坡度约40～69°。第二级人工边坡基本直立，设毛石挡墙。坡底高程455.8～456m，坡顶高程458.1～460m，相对高差3～4m。第一级边坡与第二级边坡之间的平台宽约7m。边坡坡体主要由砂质黏性土组成，夹较多强～中风化岩块。坡面植被较稀疏，多生长有蕨类杂草。坡顶植被茂密，由桉树、果树及杂草组成，自然坡度一般0～5°。坡后5m为1层砖瓦房。坡前相距0.5m为1栋2层居民楼。该坡段局部较高较陡，稳定性较差，对坡前房屋威胁较大，需立即治理。BC坡段：为二级人工边坡，边坡形态呈直线型。坡长约12.1m，走向208°。第一级边坡呈台阶状，坡底高程约450.2m，坡顶高程452.8～453.0m，相对高差2.6～2.8m，坡度约45～62°。第二级人工边坡基本直立，设毛石挡墙。坡底高程452.8～453.0m，坡顶高程457.0～457.3m，相对高差4～5m。第一级边坡与第二级边坡之间的平台宽约3m。该段夹一大型孤石，大致呈椭球型，水平直径约2～4m，高度约4m，处于不稳定状态。边坡坡体主要由坡残积砂质黏性土组成，坡面植被稀疏，零星长有蕨类杂草，生长良好。坡后为1层居民房。坡前相距1.0m为1栋2层砖混结构民房，该坡段局部较高较陡，且有孤石，稳定性较差，对坡前房屋威胁较大，需立即治理。CD坡段：为一级人工边坡，边坡形态呈折线型。坡长约14.2m，走向282°。坡底高程约450m，坡顶高程453.8～457.0m，相对高差3.8～7.0m，坡度约50～72°。设有简易毛石挡墙。边坡坡体主要由坡残积砂质黏性土组成，坡面植被较稀疏，多生长有蕨类杂草。坡顶植被茂密，由桉树、果树及杂草组成，坡后为树林，自然坡度一般20～26°。坡脚距离房屋约0.5～1.0m。该坡段较高较陡，稳定性较差，对坡前房屋威胁较大，需立即治理。
综上所述，自然山体自然坡度一般为20°～30°，植被茂密，主要由桉树、果树及杂草组成，山体整体稳定性较好。但由于居民在坡脚削坡建房，造成的人工边坡较高较陡，边坡土层主要为砂质黏性土，浸水易软化崩解，每逢雨季，边坡易发生剥落或微型崩塌，对坡脚居民生活影响较大，坡脚距居民房较近，威胁2栋2层居民楼和1栋1层砖瓦房，威胁2户共8人，潜在经济损失约68万元，危害程度小，发育程度强，危险性中等[2]。
1.3 崩塌成因及稳定性分析
（1）成因分析
该处正好位于山体的凹处，汇水面积大，暴雨或雨季大量雨水汇集，流经此处。由于人为削坡，形成了陡峭的临空面，同时此处边坡主要由砂质黏性土组成，经水流冲刷，极易发生崩塌。因而，降雨是崩塌诱因，人类活动为外因，边坡物质组成为内因。
（2）稳定性分析
边坡高陡，具有崩塌潜势，加上由残积层砂质黏性土组成的土质边坡，工程性质差，稳定性差。在强降雨的情况下，发生崩塌、崩落的可能性极大。一旦再次发生崩塌，将会威胁坡上坡下2栋2层居民楼和1栋1层砖瓦房，威胁4户共19人，潜在经济损失约68万元。需要立即对其进行工程治理。
2.1 场地施工条件
（1）交通：有乡村小路通往治理区旁，交通便利。机械和材料可直接运输至边坡坡脚，交通便利。
（2）水电：水电可利用坡脚居民房的自来水，只需铺设临时供水管；
用电可利用当地的供电系统，需临时搭设输电电线，但由于锚杆或锚索施工所需电压较高，仍需租借发电机。
（3）废水排弃：施工废水经沉淀，经相关部门认可确定后方可排入附近灌溉水沟。
（4）材料堆放：边坡附近较空旷，坡下有较大空地，可把空地暂作为堆放材料区。
（5）由于边坡前是居民房，在施工前应做好警戒线，针对边坡施工时，防止居民前来观看或走动，做好安全措施。
2.2 设计方案
地质灾害治理工程设计遵循“安全、经济、合理”的原则，根据周边环境、施工场地条件及地质灾害特征等实际情况，选取合理的支护方案，达到“彻底消除地质灾害隐患，确保边坡体长期稳定”的目标。通过综合考虑工程地质、水文地质、气象水文等地质环境条件、土地利用、生态环境及施工条件等因素的作用，治理范围分为A、B、C三个治理区；
A治理区，治理边坡长度约38m，按设计进行开挖，开挖后采用钢筋混凝土挡墙进行坡面支护；
B治理区沿裂缝发生位置进行削坡，削坡后采用柱+钢筋混凝土挡板+锚索支护，孤石位置现浇混凝土支座作为支撑。C治理区在已有毛石挡墙的基础上，在外侧采用基础柱+格构梁+锚杆加固。坡顶、坡脚及平台设置截排水沟，形成排水系统，将雨水快速排出治理范围以外[3]。（图2）。
图2 工程治理方案剖面图
具体方案如下：
（1）坡面平整、削坡：根据实际地形，采用分级分段削坡。
（2）锚索：采用1×7钢绞线，强度标准值1860MPa，直径15.2mm，倾角与水平面夹角20°，孔径130mm，锚索长度16.5m，锚索张拉锁定值为设计值的75%，水平间距3m，全孔灌注，水泥砂浆强度等级M30，灰砂比为3:1。
（3）格构梁：纵、横格构梁截面积均为300mm×300mm。纵、横格构梁间距根据各区实际可作适当调整。绑扎钢筋现浇C30混凝土。格构基槽C20素混凝土垫层厚100mm。
（4）挡土墙：为垂直式钢筋混凝土挡土墙，现浇混凝土，等级C30。总长约38m，墙身紧靠原坡面，墙身总高2.5m，埋深0.5m，墙顶宽0.6m，墙基础尺寸详见施工图。墙身距离地面高约0.3m建一排泄水孔，孔直径100mm，泄水孔入水处需要做反滤层。
（5）挂网喷浆：土钉采用HRB400（Ⅲ级）钢筋，直径25mm，长5m，水平间距2m。钢筋网采用HPB300（Ⅱ级）钢筋，直径8mm，采用绑扎固定。
（6）截排水沟：采用C30混凝土现场浇筑。垫层厚100mm，采用C20混凝土。每15m设一道变形缝，宽约30mm，缝中塞填沥青麻筋。
2.3 设计参数选取
根据岩土工程勘查报告①中的采样测试结果，结合区域工作经验，确定岩土物理力学参数（表1）。
表1 岩土物理力学参数
2.4 方案稳定性计算
（1）计算方案
根据各支护坡率及支护参数的变化，共选取1条剖面采用理正岩土计算软件6.5版本简化Bishop法计算，在工况Ⅰ及工况Ⅱ这两种情况下进行稳定性计算。
（2）载荷组合
工况Ⅰ：“自重+地下水”。
工况Ⅱ：“自重+地震荷载+暴雨+地下水”。
（3）计算结果
根据以上计算方案，对选取的1条剖面进行稳定性计算，结果见表2。
表2 边坡稳定性计算
通过采用“削坡+锚索+格构梁+挡土墙+截排水”的治理方案，可以彻底消除地质灾害隐患，确保边坡体的长期稳定。削坡可以通过控制边坡的坡度及高度来改善边坡的稳定性，锚索+格构梁的支护形式可以把不稳定的岩土体或结构固定在岩土层上，让它们相互连接从而传递剪力和拉力，挡土墙可以达到护坡脚的作用及抵抗一定程度的边坡下滑力，截排水沟可以把边坡区内的地表水汇聚排出区外，避免过量下渗降低边坡岩土层的抗剪强度。该方案是当前地质灾害治理中常用的施工方案，各项工艺均已非常成熟，施工效果良好。因此，该方案达到了因地制宜、安全可靠的效果。
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