南京国防园某滑坡机理及治理方案研究

2022-09-01史建勇

建材与装饰 2022年25期

史建勇

（中煤长江生态环境科技有限公司，江苏南京 210046）

0 引言

滑坡是一种常见的自然灾害，而造成滑坡的原因众多，在日常生活、建设中具有重要意义[1-3]。滑坡的主要成因是在暴雨、地震以及人类活动等情况下使得边坡的下滑力大于抗滑力[4]。目前，对于滑坡的机理分析以及治理设计已有一些研究。例如，郭长宝等[5]通过遥感解译、形变分析以及野外调查对川西大渡河泸定段大型古滑坡的形成和演变过程进行分析，并利用数值模拟对其稳定性进行研究。杨小兰[6]探讨了金华市婺城区雅畈镇上岭殿村滑坡的形成机理，并对其稳定性进行了初步评价，提出前置反压处理措施。本文选择南京国防园西南侧山体滑坡作为研究对象，通过对滑坡的成因、滑坡体物质组成及结构特征以及其稳定性进行综合分析，提出合理的治理方案，旨在消除滑坡的危害。

1 滑坡区地质环境条件

1.1 工程概况

国防园位于南京市鼓楼区虎踞路，占地面积较大，园内山体属清凉山山脉。本次治理区位于国防园内的山体西南侧小洼地，上山道路下方，西南距秦淮河约115m。

1.2 地形地貌

国防园内的山体属清凉山山脉，山脉呈南西北东向延伸。清凉山属于构造剥蚀低山地貌类型，地形坡度整体平缓，局部变化较大，清凉山最高峰海拔标高约59m，国防园内山体最高峰标高约49m。

治理区位于山体西南侧，景区在山腰修建了上山道路、坡脚修建了栈道，地形基本保持原貌。受滑坡影响，坡体上陡下缓，坡体最大高差14m。

国防园内植被发育，树木丛生。受滑坡地质灾害影响，治理区坡面植被发育一般，局部无植被发育。

1.3 气象条件

南京市鼓楼区属北亚热带湿润气候区，区域内季风显著，冬冷夏热，四季分明，日照充足，雨量充沛。

1.4 水文地质条件

治理区位于国防园西南侧山体，附近较大地表水系为秦淮河，沿国防园西南侧通过，与治理区距离约115m。区内除降雨时所形成地表径流，周边无其他地表水系发育。

地下水的基本类型主要有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水。雨季雨水充沛时可临时富集于坡脚位置的松散岩类孔隙中。治理区地势较高，钻探施工期间，雨水较少，在钻孔中及探槽中均未测得孔隙潜水和基岩裂隙水位。土层松散孔隙大，富水性好；岩层为白垩系角砾岩，胶结较好，裂隙发育一般，富水性较差。地下水的补、迳、排条件好，主要沿松散岩类孔隙进行。

1.5 地质构造与地震

清凉山周边大地构造单元处于扬子准地台下扬子断陷带中的次级构造宁芜断陷盆地内，周边褶皱不甚发育，以断裂构造为主。主要是乌江-燕子矶长江断裂，是长江大断裂中的一段。在燕子矶以东、八卦洲青龙尾一带与东西向长江断裂相交。可能属于活动性断裂，其活动性表现在沿江断层陡崖和断层三角面的发育，在幕府山北侧有不同高度的水蚀溶洞存在，是断层南盘相对北盘上升的证据，从断层面的舒缓波状来看，可能为压扭性质断层。另外，长江江底基岩埋深不一，极有近现代活动的可能。为重磁异常梯级带，梯度较大，重力南高北低。

该区抗震设防烈度为Ⅶ度区，设计地震分组为第一组，设计地震基本加速度值为0.10g。

1.6 工程地质条件

治理区及周边出露下伏基岩主要包括白垩系上统浦口组泥质砂岩、砂岩、砂砾岩，侏罗系中统象山群下段石英岩状砂岩、石英砾岩。局部区域出露岩浆岩，主要为燕山早期闪长岩和燕山晚期石英闪长斑岩。根据岩土工程勘察报告和本次现场踏勘资料，治理区岩土体可分为3 个工程地质层和5 个工程地质亚层，描述如下。

（1）①1素填土：杂色，以坡积形成的粉质粘土为主，植被根茎发育，其结构松散，高压缩性，低强度，不均匀，主要分布在边坡坡体表层。

（2）①1A路基土：灰黄～紫红，表层为沥青混凝土地面，其下为人工压实填土，局部厚度较大，主要分布在坡顶现状道路下部。

（3）②残积土：灰黄，表部土壤层孔隙率稍大、强度低、压缩性高，其下部夹少量碎石的粘性土，强度较高。土层中的碎屑物质大小不均匀，棱角显著，无分选，无层理。

（4）③1强风化角砾岩：紫红色，岩芯呈砂土状夹碎块，手捏易碎，遇水易软化崩解，岩体极破碎，岩体基本质量等级为Ⅴ级。

（5）③2中风化角砾岩：紫红色，岩芯呈柱状，偶见钙质胶结的块状，为较软岩，岩体较完整，岩体基本质量等级为Ⅳ级。

2 滑坡体基本特征

2.1 滑坡体空间形态

滑坡体后缘处至上山道路路面，前缘至坡脚，两侧植被发育。滑动面呈圆弧形，滑床面倾角为：后缘的最大倾角为65°，中部的最大倾角为38°，前缘的最大倾角为20°，地势较平缓。据现场调查和已有勘查资料，最大滑体宽度约50m，前缘和后缘之间最大高差是14m。

2.2 滑坡体物质组成及结构特征

2.2.1 滑体组成

滑坡体主要由松散堆积层组成，物质组成为黏土、粉质黏土夹碎石及黏土，其中粉质黏土呈灰黄～紫红色，可塑～硬塑状态，碎石粒径多为2cm、偶夹大的碎石，滑体厚度最小为0.6m，最大可达2.0m，整体变化不大。

2.2.2 滑带（面）

目前出现的局部滑塌发生在斜坡的中上部，滑面展现为圆弧形，滑带（面）主要位于松散堆积层内。岩体倾角较小，基岩稳定，对边坡稳定有利。

3 滑坡成因分析

滑坡的形成受地形地貌、地质环境背景、降雨及人类工程活动等多种因素控制和影响。地形地貌、地质环境背景是其形成的基础条件，降雨等外在因素往往是促进其发展的诱导因素。

3.1 地形地貌

治理区属低山地貌，地形起伏较大。斜坡坡度较大，并且坡体前缘和后缘之间的最大高差为14m，坡脚地形平坦、开阔，现状地形条件为滑坡形成与位移提供了临空面。

3.2 地质条件

坡面覆盖层为素填土、残积土松散覆盖层，下伏基岩为强风化角砾岩，坡面上较多的松散土体为滑坡的形成提供了物质基础。在雨水浸润作用下，岩土体抗剪强度降低，可能发生滑坡地质灾害。

3.3 水的作用

治理区位于山体中下部，易于雨水汇集。区域内汛期降雨强度较大，常发生大暴雨，降雨沿坡顶后缘裂缝、坡面土体渗入，使得岩土层重量增加、下滑力增大，岩土体力学性质变差，抗剪强度降低，抗滑力降低，形成滑动面，从而诱发边坡发生滑坡。

3.4 人类活动

因景区开发需要，在山上修建了上山道路，改变了雨水地表径流；雨水在路面汇集后，从坡面径流转变为坡面雨水富集、渗入坡体，导致松散土体重度增大、抗剪强度降低，发生滑坡地质灾害。

滑坡的发生是以上各种因素综合作用的结果。地形地貌、地层岩性为滑坡形成的内在因素；工程活动和降雨是引发滑坡地质灾害的外在因素。岩土体在内外因素的共同作用下从局部发生剪断破坏，然后逐渐发展形成贯通的剪切破坏面、滑动面，最后发生滑坡。

4 稳定性评价和预测

4.1 地勘报告参数

根据现场调查、钻探等成果，并参考有关规范及地区经验，采用的岩土物理力学参数如表1 所示。

4.2 稳定性分析

4.2.1 稳定状态划分标准

根据《滑坡防治工程勘查规范》（GB/T 32864—2016），滑坡稳定性状态分为稳定（Fs＞1.15）、基本稳定（1.05＜Fs＜1.15）、欠稳定（1＜Fs＜1.05）和不稳定（Fs＜1）4 种状态[7]。

表1 岩土层物理力学参数

4.2.2 计算工况

综合分析治理区地质环境条件，本次选定天然工况、暴雨工况两种工况进行滑坡稳定性的计算。

4.2.3 稳定性计算结果

通过计算分析，在天然工况下，坡体的安全稳定系数大于1.13，处于基本稳定状态；暴雨工况下，坡体的安全稳定性系数为0.93，处于不稳定状态。

4.2.4 稳定性分析

目前，治理区内坡体多处已发生局部滑动，现状处于稳定状态，局部基本稳定状态，边坡坡度呈上陡下缓，坡面植被稀疏，且坡顶存在张拉裂缝，易受雨水冲刷、渗入。根据计算，天然状态下，边坡总体处于稳定状态；在久雨或暴雨影响下，坡体可能失稳，产生进一步滑坡的危险。滑坡的形成将进一步毁坏道路、破坏景观，并直接威胁到公园游客的生命安全，及时对其进行治理非常必要。