广东省信宜市横源小学滑坡地质灾害特征与治理

周洪婵

广东省地质局第四地质大队 广东 湛江 524000

1 引言

广东省信宜市新宝镇横源小学依山而建，在校师生约170人，教学楼及教师宿舍房屋面积约2000m2。建校时，对山脚进行了削坡形成了高约10m的陡坡。之后，此处曾多次发生小型崩塌，但没有引起重视，2015年10月15日，横源小学教学楼东侧山坡发生滑坡，滑坡体积约1200m3，属于小型滑坡。之后，每逢雨季时常发生小崩塌。每年到汛期，不得不投入大量人力物力进行监测防范工作，甚至学校停课，严重影响学校的正常教学工作和学生学习生活。

2 滑坡区地质环境条件

2.1 地形地貌

广东省信宜市横源小学周边区域为丘陵地貌。其背后山体最大高程343m，坡脚高程258m，坡度约20°。地势总体东高西低。原山体坡度较平缓，植被较茂盛，主要有灌木丛、桉树、松树等。部分山坡修整成阶梯状并种植果树、木薯、花生等农作物。

距坡脚挡墙1.6~4.5m，由南至北分别分布横源小学宿舍楼、横源小学教学楼、村中祠堂等建筑面积共约2000m2等。

2.2 气象水文条件

该处属于北回归线以南的低纬度地区，属亚热带季风气候，日照时间长，气候特征表现为风害多，雷暴频、雨量集中，旱季长，夏季长冬季短，温和潮湿，偶有霜冻。年平均气温16.5～22.3℃，年平均气温35.3°，极端最高气温37.4℃，极端最低气温0.5℃；雨量充沛，多年平均降水量1477～1724mm，4～9月为雨季，占年降雨量的86%；10月至次年3月为旱季，降雨量占全年的14%。秋夏间雷暴雨较多，最大日降雨量为520mm（2010年9月21日），最大时暴雨量为93mm。暴雨集中期5～7月。年平均相对湿度78%；年平均蒸发量1176mm；全年多东北偏北风，年平均风速为2.1m/s。夏、秋季属于台风季节，每年6～9月常受台风袭击，三十年一遇最大风速为24.4m/s，台风常夹暴雨。由于区内山坡较陡，山体坡残积土较厚，降雨尤其是强暴雨是诱发山体滑坡、滑坡等地质灾害的主要因素。山体没有河流、水库、水塘等地表水系。

2.3 区域地质构造

在区域上地质灾害点位于新华夏系吴川—四会断褶带与贵子弧形构造交接地带南缘，以新华夏系构造体系为主。经调查区内未见断裂构造形迹。综合区域地质资料判定区域断裂活动不是本滑坡发生诱发因素。地质构造简单。

2.4 地层岩性及其工程性质

2.4.1 地层岩性

经资料收集及钻探资料，边坡由坡积土、花岗岩残积土及强风化花岗岩组成，按土层的结构、工程性质及埋藏分布条件等自上而下划分为第四系坡积层粉质黏土（Qdl）、残积层砂质黏性土（Qel）、加里东中期花岗岩（第一阶段）强风化花岗岩（γ31）等共3个层组。

第四系坡积层（Qdl）

①层粉质黏土：黄色、灰黄色、红褐色，可塑，以黏粉粒为主组成，含较多砂粒，顶部局部含有植物根系，遇水易软化。该层主要分布于边坡表层，厚度较小，揭露厚度0.5－5.3m。

主要物理力学指标平均如下：含水量W=25.7%，天然密度 =1.54g/cm3，液性指数IL=-0.23，孔隙比e=1.203，压缩系数a1-2=1.12MPa-1，压缩模量ES=1.99MPa，黏聚力Cq=20KPa，内摩擦角 =21.1°。

根据土工试验、原位测试结果及有关规范，结合本地区经验，建议土层承载力特征值fak=140KPa。

第四系残积层（Qel）

②层砂质黏性土：黄色、黄白色、黄红色，可塑，以黏粉粒为主组成，含大量砂粒，局部夹大量石英砾，遇水易软化。该层为边坡主要分布在边坡中上部，厚度较大，揭露厚度2.7－12.2m。为花岗岩残积土。

主要物理力学指标平均如下：含水量W=17.1%，天然密度 =1.47g/cm3，液性指数IL=-0.5，孔隙比e=1.146，压缩系数a1-2=0.89MPa-1，压缩模量ES=2.63MPa，黏聚力Cq=17KPa，内摩擦角 =27.3°。

根据土工试验、原位测试结果及有关规范，结合本地区经验，建议地基承载力特征值采用180KPa。

加里东中期花岗岩（第一阶段）( γ31)

③层强风化花岗岩：灰黄色、灰色，原岩结构破坏严重，岩芯多呈半岩半土状，含大量砂粒，风化不均匀，局部夹中风化碎石块，岩体极破碎。该层主要分布于边坡底部，厚度大。同时边坡露头揭露，边坡北端该层多呈半岩半土状，而边坡南端约20m，多呈碎块状，节理裂隙极发育，岩石极其破碎。

主要物理力学指标平均如下：含水量W=22.6%，天然密度 =1.49g/cm3，液性指数IL=-0.3，孔隙比e=1.214，压缩系数a1-2=1.16MPa-1，压缩模量ES=1.94MPa，黏聚力Cq=11.1kPa，内摩擦角 =25.4°。

根据土工试验、原位测试结果及有关规范，结合本地区经验，建议地基承载力特征值采用400kPa。

2.4.2 地层工程性质

①层粉质黏土为坡积形成，含较多砂粒，厚度较小，主要分布于边坡表层

②层砂质黏性土为花岗岩残积土，含大量砂粒，主要分布于边坡中上部。自然条件下，土层抗剪强度较高，工程性质较好；若遇水浸泡，土体易软化崩解。

③层强风化花岗岩，主要分布于边坡下部，工程性质较好，但节理裂隙极发育，风化不均匀，夹较多中风化石块，软硬相杂，边坡较陡时易发生滑坡等。

降雨时，雨水渗入土体，土体自重应力增大，土体抗剪强度大幅度降低，又易被遇水冲刷，工程性质变差，边坡稳定性降低，可能引发滑坡地质灾害。总体上认为滑坡区工程地质条件差[1]。

2.5 水文地质条件

边坡主要由残坡积土及强风化花岗岩组成，上部残坡积土均为弱透水地层，富水性弱。下部强风化花岗岩为弱－中等透水性。调查期间，坡面、坡脚均未见泉水、渗水情况。

地下水主要是松散岩类孔隙潜水和基岩裂隙半承压水。地下水补给主要为大气降雨。雨水部分以地表径流形式自然排出勘查区，部分渗入地下形成包气带水。包气带水主要以下降泉形式排出，部分以蒸发形式排泄。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，地下水埋深较大，对边坡影响小。勘查区水文地质条件简单。

2.6 人类工程活动

人类工作活动主要是削坡建房和开荒种植。削坡建房，改变了原地形地貌特征，形成高陡边坡，坡脚卸荷，破坏了原山体平衡，而且坡面大部分裸露且无防护措施，在雨水冲刷及湿润下，很容易发生滑坡；开荒种植，将坡面开挖成阶梯状，每级高约1.5m，平台宽2～5m。导致坡面排水不畅，平台积水渗入边坡地层引发坡面岩土层变形滑动。可见人类工程活动对地质环境的影响较大。

3 滑坡变形特征

3.1 滑坡范围确定

以滑坡后缘、侧缘为边界，剪切出口位于人工边坡处。

3.2 滑坡特征

1、滑坡微地貌

滑坡区范围总体按坡度划分三级坡段，如图1、图2所示。第一级坡段（人工边坡）高约8～10m边坡（坡顶高程268～270.5m，坡底高程260～261m），坡度60～75°，是削坡建房形成，坡面没有支护；第二级坡段位于一级坡段之上，是滑动面，坡高约20m，坡度约30°，仍有部分滑坡堆积物；第三级坡段是滑坡后缘壁，高约8m，坡度55°。

滑坡发生位置标高270.5～298.3m，横向宽14.7～22.3m，轴向长约40.3m，滑坡滑动面呈弧形状，滑面最大深度约3.5m，坡度24～28°。

2、滑坡基本特征

滑坡后缘高程约298m，后缘壁高约8m，坡度约55°，呈椅背状。侧缘呈直线状，侧缘壁高0～5m。前缘剪出口位于人工边坡处，高程270.5m，滑面线近直线，坡度24～28°。滑移面总体呈弧形状，滑面切割了①粉质黏性土层（坡积层）和②砂质黏性土（花岗岩残积土），最大深度约3.5m。滑床岩性为砂质黏性土、硬塑状，是花岗岩风化残积土。

滑坡体自东向西运动，剪切移动为主，总体运动距离约9m。滑坡体积约1200m3，属于小型滑坡。大部分滑坡物堆积于坡脚，少部分堆积于边坡标高270.5～289m范围。滑坡堆积物由砂质黏性土、粉质黏土组成。坡脚处的堆积物已被清理外运。堆积于人工边坡之上的堆积物(标高270.5～289m范围)没有被清理，堆积物上已长满草。

滑坡发生在花岗岩残坡积层内，滑坡体厚度最大约3.5m，滑面总体上呈弧形，以剪切运动为主，因此，本滑坡类型属于浅层残坡积层滑坡。

3.3 滑坡物质组成

如图2所示，第一级坡段由②层砂质黏性土及③层强风化花岗岩组成；第二级坡段主要由②层砂质黏性土组成，坡面堆积松散砂质黏性土，为滑坡堆积物；第三级坡主要由①层粉质黏土、②层砂质黏性土组成。

4 滑坡成因分析

4.1 地形地貌

发生滑坡的山体高差有85m，坡度约20°，汇水面积约0.2km2，可为滑坡提供较大势能。

村民在高差265～300m处，开荒种植，形成了一个个陡坎台阶形耕地，且在耕地内侧挖土沟。雨季期间，雨水集聚在土沟，便于渗入地层。

滑坡前缘，因削坡建校建房形成了高陡边坡，坡度60-75°；在滑床位置，山体坡度约30°；滑坡后缘壁呈，坡度55°。如此形成了下陡中缓上陡的，上部呈环形的微地形地貌。这种地形地貌非常有利于滑坡的形成[3][4]。

4.2 地层岩性

该处地层主要以砂质黏性土与强风化花岗岩为主。强风化花岗岩呈半岩半土状，其物理性质与砂质黏性土相似：黏性差，雨水易崩解软化。如此，为滑坡提供了丰富的物质基础。例如，滑坡后缘在雨季时常发生小崩塌，崩塌物堆积在滑床位置，与日俱增，极易发生二次滑坡或坡面泥石流。

4.3 降雨

大气降雨是诱发崩塌、滑坡地质灾害的主要自然因素[2]。尤其是久旱之后的连续大暴雨或台风天气，在较短时间内迅速增加致灾体自重，降低致灾体的粘聚力和抗剪能力，减少致灾体与灾源体之间的摩擦力，打破原有平衡，从而导致滑坡发生。

4.4 人类工程活动

人类工程活动主要体现在改变原有地形地貌，如削坡建房、开垦种植等，破坏了原山体平衡。

总而言之，特殊的地形地貌、地层岩性是发生滑坡的内因，降雨是诱因，人类工程活动是滑坡发生主要外因。各种因素综合影响下，才导致了此处滑坡的发生。

5 工程治理

1、边坡工程安全等级：边坡按土质边坡，治理范围相对高差约39m，崩塌可能造成人员伤亡或财产损失严重，按《建筑边坡工程技术规范》分级标准，边坡工程安全等级为一级。

2、边坡稳定安全系数：按《建筑边坡工程技术规范》，永久边坡一般情况稳定安全系数取1.30。

3、岩土参数详见下表

表1 天然状态下边坡岩土层参数建议值表

4、治理方案

依据消除地质灾害隐患，安全经济，少占土地、美化环境的原则。综合考虑工程地质、水文地质、气象、土地利用、生态环境及施工条件等因素的作用，根据地形滑坡特征，分区治理：

第一级坡段，滑坡剪切出口位置，采用挡墙+格构+锚杆巩固坡面；第二级坡段，滑坡主体位置，采用格构梁+锚索，防止滑坡再次滑动；第二级坡段，滑坡后缘壁位置，采用格构梁+锚索加固，防止后缘崩塌。同时，需完善排水系统，截水沟、排水沟需排水畅通无阻。此外，此次为小学附近，恢复绿化应采用草灌花卉结合，达到美化环境的要求。

6 结论与建议

1、滑坡属于浅层残坡积层滑坡，具有较明显的滑坡特征：前缘位于山脚人工边坡处；滑床呈直线，坡度24～28°；后缘陡峭；侧缘明显。

2、滑坡影响因素：地形地貌、地层岩性是内因，降雨与人类工程活动是外因。其中，降雨也是诱因。

3、治理方案根据地形地貌、滑坡特征分区治理：前缘采用挡墙+格构+锚杆加固，滑坡主体位置采用格构+锚索，滑坡后缘采用格构+锚索。