深圳市罗湖建成区地质灾害特征及防治对策

张洪岩

(深圳市不动产评估中心(深圳市地质环境监测中心)，广东 深圳 518000)

1 引言

近年来，深圳市罗湖建成区地质灾害活动日趋活跃，特别是突发性的崩塌、滑坡等地质灾害活动时有发生，给罗湖建成区的经济社会可持续发展造成了严重的影响。进行地质灾害防治工作，减轻人民群众的生命财产损失，既是构建现代和谐社会的需要，也是维持人类社会与自然地质环境谐调发展的基础，具有重要的社会效益和经济价值。本文在全面分析罗湖建成区地质环境的基础上，开展对罗湖建成区地质灾害分布规律、成因机理和危害特征的系统研究，进而提出罗湖建成区地质灾害防治对策，以期为当地政府开展地质灾害防治和城市规划建设提供技术支撑。

2 罗湖建成区地质环境条件

2.1 气象与水文

深圳市罗湖建成区属亚热带海洋性季风气候，据1953～2020年气象统计资料，深圳市多年平均气温22.0 ℃，极端最高气温38.7 ℃，极端最低气温0.2 ℃。多年平均降雨量1933.2 mm，年最大降雨量2662.2 mm，年最小降雨量912.5 mm。罗湖建成区属深圳河流域，主要河流为深圳河、布吉河。

2.2 地形地貌

罗湖建成区北侧主要为低山丘陵地貌区，中部清水河等地有台地、谷地，东门片区为冲积平原。东、西两侧高，中部地势低。最高峰为梧桐山，标高943.89 m。

2.3 地层岩性

根据区域地质资料，罗湖建成区分布的地层有长城系(ChF)、蓟县系-青白口系银湖群(Jx-QbY)、南华系笔架山群(NhB)、石炭系测水组(Cc)、侏罗系塘厦组(J1-2t)、梧桐山组(J2-3w)、第四系(Q)及燕山期花岗岩。

2.4 地质构造

从区域地质构造上看，罗湖建成区主要受北东向深圳断裂带中的次级断裂—企岭吓～九尾岭断裂及横岗～罗湖断裂的控制[1]。该区属地震基本烈度Ⅶ度区。

2.5 水文地质条件

罗湖建成区地下水分布有松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种类型。松散岩类孔隙水主要为第四系孔隙潜水，赋存在第四系冲洪积层、覆盖型残积层和人工堆积层中。基岩裂隙水主要为块状岩裂隙水、层状岩裂隙水，多分布在区内变质岩、碎屑岩、花岗岩的裂隙之中。按裂隙的成因性质进一步分为节理裂隙水、风化裂隙水和构造裂隙水。

地下水主要接受大气降雨和地表水(包括生活废水)的补给，由高向低处径流，排泄于深圳河、布吉河内。地下水位受大气降水和人工排水的控制，水位不稳定，地下水富水性中等～贫乏，水质类型为HCO3·Cl—Na·Ca型。

2.6 人类工程活动特征

罗湖建成区属于深圳市的繁华闹市区，人口密集、经济发达，城市建设的各种工程活动频繁，其分布面广、影响深度大，已成为改变区内地形地貌和影响地质环境条件的主要动力。主要的工程活动有房屋建设、山体边坡开挖、道路及市政建设等。人类工程活动严重改变了山体周边地形地貌和山体的自然平衡[2]，容易引起崩塌、滑坡等地质灾害。

3 罗湖建成区崩塌、滑坡及潜在不稳定边坡的分布特征

3.1 崩塌、滑坡的分布特征

3.1.1 崩塌与滑坡地质灾害的分布受地层岩性的控制

罗湖建成区崩塌与滑坡地质灾害易发地层主要有整体状坚硬侵入岩组、整体块状坚硬火山岩组、变质岩类(厚层状坚硬变质岩组，薄层状软质岩组)及沉积岩组，其中整体状坚硬侵入岩组为燕山期花岗岩；整体块状坚硬火山岩组为侏罗系中上统梧桐山组；变质岩组包括厚层状坚硬的长城系、蓟县系-青白口系银湖群及薄层状软质岩的石炭系测水组；沉积岩组有厚层状硬质岩组的侏罗系塘厦组及其残积层和风化带等。崩塌与滑坡地质灾害主要分布在上述易滑地层之中。

3.1.2 崩塌与滑坡地质灾害的分布受地形地貌的控制

地形地貌控制着山体斜坡的临空面发育特征，而斜坡上的崩塌及滑坡变形破坏活动又是地貌动力作用过程的表现形式。罗湖建成区地形地貌形态复杂，低山丘陵区斜坡的崩塌和滑坡数量较多，特别是莲塘一带的火山岩风化层斜坡地段，边坡陡峭，坡面形态各异，为崩塌及滑坡的形成提供了良好的临空面条件，在陡坡地段沿风化裂隙和卸荷裂隙密集部位易产生崩塌及滑坡活动。

3.1.3 崩塌与滑坡地质灾害的分布受降水的控制

罗湖建成区气候高温多雨，特别是在台风季节，台风常伴随着强降雨过程。崩塌与滑坡地质灾害的分布严格受降雨强度和降雨时间长短的控制。如深圳市罗湖区罗芳污水处理厂边坡地段，受降雨影响于2002年8月3日发生崩塌灾害，主要崩塌体有3处(图1)。其中Ⅰ号崩塌位于罗芳污水处理厂东侧边坡。崩塌体长约28 m，塌落下来的岩块、碎石约300 m3，将原有高3 m多的毛石挡土墙和上部的护栏摧毁、压垮；该崩塌影响直径为30 m左右，影响深度约7 m，预计潜在的崩塌土石方量将超过1000 m3。Ⅱ号崩塌的潜在影响直径约为20 m，影响深度约5 m。

图1 罗芳污水处理厂边坡崩塌分布

3.1.4 崩塌与滑坡的分布特征受人类工程活动的控制

人类工程活动，特别工程开挖坡脚，极易改变山体斜坡的应力状态，从而引起斜坡崩塌及滑坡活动。罗湖建成区诱发崩塌及滑坡地质灾害的人类工程活动有开挖边坡建房和公路开挖边坡等。

切坡建房强度大的地带崩塌分布密集，其多发生在雨季。降雨和人工切坡形成的临空面是崩塌及滑坡产生的直接诱发因素，切坡建房形成的人工边坡以坡顶崩塌及滑坡为主，降雨从坡顶残积土及强风化岩层下渗引起崩塌及滑坡；坡脚崩塌及滑坡较少。

新修公路边坡地带在通车1～3年内的雨季经常发生大量崩塌及滑坡地质灾害，主要是因不合理开挖路堑边坡改变了斜坡的应力平衡状态而导致的崩塌活动。如从盐田区沙头角至罗湖区长岭的罗沙盘山公路，在2003年通车后的3年内，每年雨季都发生规模不等的崩塌及滑坡活动，导致边坡挡土墙倒塌，局部路面产生裂缝，威胁行车安全。2005年8月19日至20日，深圳市连降暴雨，导致罗沙盘山公路产生近20处大小不等的崩塌、滑坡，造成公路被迫关闭数天，社会影响极大。其中最典型的路段为K1+141～K1+304，在约170 m长的路段发育2处滑坡、3处小型崩塌(图2)；崩塌及滑坡均出现在公路沿线的一段高陡边坡上，该段边坡平面上处于一个外凸的山咀，边坡高6～20 m，坡度50°，坡向340～110°，边坡上部由第四系风化残积层组成，为褐红色粉质粘土，下部为强风化及中风化侏罗系梧桐山组凝灰质砂岩；崩塌、滑坡都发生于上部土质坡段，明显受土岩接触面的控制。

图2 K1+141～K1+304路段边坡崩塌及滑坡分布

3.2 潜在不稳定边坡的分布特征

罗湖区属低山丘陵地貌区，土地供需矛盾突出，在山体周边切坡、回填拓展土地资源成为必然之举。潜在不稳定边坡分布受地形地貌及人类工程活动的控制，主要分布于山前坡脚、原始地形坡度较平缓的地带。各地块在开挖山体及回填沟谷平整土地时，在地块前缘、后壁往往形成高陡的人工边坡。

罗湖建成区危险性大的潜在不稳定边坡有36处，边坡坡高多>5 m，坡度为30°～60°的边坡达半数以上，边坡类型以岩土混合质边坡居多(表1)。

表1 潜在不稳定边坡特征统计

4 罗湖建成区崩塌、滑坡及潜在不稳定边坡的形成原因

4.1 软质岩石斜坡中崩塌、滑坡的形成原因

罗湖建成区沿罗芳～黄竹园一带展布的深圳断裂带[3]，分布着石炭系测水组变质石英砂岩、板岩和千枚岩，因构造作用和热动力变质作用强烈，风化带深厚，且穿插有糜棱岩带。该区域内部分斜坡历史上曾产生过老滑坡或老错落，建设过程中未考虑老滑坡稳定，随意开挖厂坪以致诱发老滑坡复活。如莲塘水厂滑坡，武警六支队住宅楼后错落转化的破碎岩石滑坡等。其成因主要是由于母岩中含较多的变质矿物，在湿热的气候条件下风化迅速，且风化变质后的矿物具有膨胀性，淋滤、聚集在不同的风化带界面，形成变质矿物富集带；特别在节理面和层间错动带富集变质矿物薄膜，在边坡开挖坡体松弛的条件下，雨季中地表水极易下渗至上述变质矿物富集带，使之饱水软化，产生群体型的滑坡和崩塌。如罗沙公路西岭山路堑边坡的北坡东段3处滑坡，滑带均产生于中风化与强风化带交界面，而南坡西段的滑坡和崩塌则沿一断层糜棱带发育而成。

4.2 厚层状坚硬变质岩类斜坡中崩塌和滑坡的形成原因

在罗湖建成区黄贝岭～园林～围岭一带分布着长城系和蓟县系-青白口系银湖群斜长片麻岩、石英岩、片岩等，上覆侏罗系塘厦组中下部的长石石英砂岩、泥岩、粉砂岩，二者呈不整合接触。在这两种地层中产生的病害主要有二类：一是，人工边坡的顶部强风化带在暴雨条件下，因土体饱水或裂隙中形成瞬时水压沿边坡走向产生一系列崩塌和滑坡，如黄贝岭的北坡和东坡，长约300 m的坡段产生崩塌和滑坡数十处；二是，震旦系地层历史上遭受多次动力变质作用，往往形成非常贯通的蚀变带，而这一蚀变带物质多为深变质片岩(云母片岩，绿泥石片岩)，风化后具膨胀性，边坡开挖后由于坡体松弛，雨季中地表水下渗至蚀变带，形成沿此蚀变带滑动的滑坡，且多成群出现。如武警医院后山边坡滑坡，松朱水贝滑坡，啤酒厂滑坡和西坡滑坡等。

4.3 厚层火山岩斜坡中崩塌和滑坡的形成原因

在罗湖建成区东侧莲塘地带，分布有侏罗系梧桐山组火山凝灰岩，含集块凝灰岩、流纹岩等，层状或似层状，当开挖边坡坡向与岩层走向基本一致时，形成小规模顺层岩石滑坡，如莲塘工业区钢窗厂滑坡。该类岩组的强风化残积土具有膨胀性，因而形成沿强风化带与中风化带、中风化带与微风化带间的滑动。如罗沙公路梧桐山隧道～伯公坳隧道间，路基边坡即有3处此类型的滑坡，滑体厚度一般5～6 m，其中一处每到雨季即滑动，造成交通多次中断。特别是位于多组断裂交汇部位的边坡，岩石破碎，强风化带深厚，往往形成山体错落。如梧桐山隧道出口段，由于受到莲麻坑～伯公坳近东西向断裂和近南北向断层影响，风化带厚达40～50 m，形成山体错落，隧道开挖中即多处塌方，地表产生数条环状裂缝，坡体松弛，位于错落体中的隧道通车后多处漏水，严重影响交通。

4.4 残积层和风化带中崩塌和滑坡的形成原因

该类滑坡滑体厚度主要取决于残积层厚度，一般小于5 m，其基岩顶面多呈洼槽状易于聚水，残积层中含有膨胀矿物，边坡开挖后，即产生滑动。

深圳地区边坡病害类型最多，危害最大和分布最广的是人工边坡滑坡。其主要特征是规模小(一般数千至2万m3)、分布广、种类多，在暴雨中突然产生而危害大。

4.5 潜在不稳定边坡的形成原因

潜在不稳定边坡的形成原因主要如下：

(1)由于用地紧张，罗湖建成区在山体周边开挖、回填开拓造地进行工程建设的现象普遍存在，导致在山体周边的坡地区形成大量潜在不稳定边坡，有的开挖及回填深度达几十米，特别是在违法兴建的房屋建筑地带，由于削坡建房形成密集的潜在不稳定边坡。

(2)兴修道路开挖山体形成大量的潜在不稳定边坡。

(3)罗湖建成区内市政工程供水、排水、供电、河道整治等工程活动，在区内形成大面积的高陡人工边坡，如深路堑边坡、高填方路堤边坡、水库大坝边坡和垃圾填埋场边坡等。

5 罗湖建成区地质灾害的危害特征

深圳市罗湖建成区由于城市化程度高，建筑及道路网密集，人口集中，工厂、学校、机关单位、住宅区密集，崩塌和滑坡将直接威胁其筑物和人员的安全，造成建筑物、市政设施损坏，交通、通讯中断，停水、停电、停气等。

(1)发生于城市区的崩塌、滑坡，由于其周边建筑密布，人口集中，往往造成人员伤亡和巨大的经济损失。

(2)发生于公路、铁路沿线的山体斜坡崩塌、滑坡对道路上的车辆、行人构成极大的威胁，且给运输和人们的出行带来不便，影响人们的生产、生活。

(3)深圳山体斜坡崩塌、滑坡地质灾害除上述两种主要的危害外，还危及自来水厂、高压线等市政及公用设施的安全[4]。

(4)深圳有大量采石取土场，尤其是一些关闭石场，地势荒僻，缺乏管理，违章临建林立，由于采石场采掘面边坡高陡，稳定性差，为山体斜坡崩塌形成提供了良好的条件；同时采石场周边有大量的弃土弃渣，极为松散，物理力学性质差，稳定性差，往往成为滑坡多发地段。

(5)山体斜坡崩塌、滑坡除形成一些直接危害外，还常常产生一些次生灾害，如阻塞沟谷、排水渠道形成洪水，损坏燃气管道造成火灾等。

6 罗湖建成区地质灾害防治对策

近20年来，由于罗湖建成区经济发展快速，人口众多，特别是地质灾害易发地段的人口集中，密度大，导致地质灾害防灾减灾工作的难度明显上升；同时，罗湖建成区建筑物集中，重要的生命线工程结构复杂，需要保护的重点工程和设施很多，导致地质灾害的防灾减灾工作复杂性强，一旦产生突发性的地质灾害活动，其危险性大，危害程度高。因此，罗湖建成区的地质灾害的防治应根据不同的地质环境条件和地质灾害发育特征制定适宜性好、针对性强的防治方案。在遵循地质灾害防治基本原则的基础上，地质灾害防治可分为地质灾害预防措施和工程治理措施两大类。

6.1 地质灾害防治的基本原则

根据罗湖建成区地质灾害发生、发展和演变的特征及经济社会发展对地质灾害防治工作的要求，罗湖建成区地质灾害防治工作必须坚持科学的发展观，重视地质灾害的系统科学研究，加强政府财政资金的投入，坚持综合治理和系统规划。在地质灾害防治工作中，坚持“以防为主，防重于治，防治结合”的防治方针和“因地制宜、分步实施、重点突出、综合治理”的防治原则，将生物措施、工程措施和非工程措施有机地结合在一起，努力提高地质灾害防治工作的生态效益、经济效益和社会效益。

6.2 地质灾害的预防措施

崩塌及滑坡的预防措施包括三个方面，一是加强崩塌、滑坡的变形监测，特别是降雨期的监测工作，一有险情，及时预报，减少人员伤亡；二是采用遮挡构筑物，对崩滑的松散岩土体进行支挡消能，减缓崩滑体物质的运动速度，保护人员及建筑物的安全，主要措施有修建山坡拦石平台、拦石桩、拦石网及拦石墙等；三是利用各种渠道宣传普及有关地质灾害方面的科学知识，加强群测群防工作，提高人民群众对突发地质灾害的应急反应能力和防灾意识。

6.3 地质灾害的工程治理措施

崩塌及滑坡地质灾害的治理工程措施主要由减滑工程措施、抗滑支挡工程措施和绿化护坡三部分组成。

6.3.1 减滑工程措施

崩塌及滑坡的减滑工程措施有刷方减重、排除地表水和地下水工程等三类。

(1)刷方减重。刷方减重工程是一种降低崩塌危岩体、滑坡体及潜在不稳定边坡下滑力的直接工程措施。对滑坡进行刷方减重时，又常常与坡脚堆载反压结合在一起进行，前者是降低滑坡体的下滑力，后者是增加坡脚的抗滑力。

(2)地表排水工程。崩塌、滑坡及潜在不稳定边坡的变形破坏大都与地表水的入渗有关。对崩滑地带的地裂缝进行填实，并在周边拦截地表水，减少地表水沿裂缝的下渗，可以起到很好的防治效果。地表排水工程可分为边坡外围截水沟工程和边坡内排水工程，前者排除边坡外的地表水，后者排除边坡内的地表水，主要由排水明沟和集水井等组成。

(3)地下排水工程。排除滑坡体及潜在不稳定边坡内的地下水可以降低滑动带及潜在滑移面附近岩土体的含水量，提高边坡的稳定性[5]。地下排水工程可分为深层地下水排水工程和浅层地下水排水工程，深层地下水排水工程由截水盲沟、水平钻孔排水、深层集水井及盲洞等组成；浅层地下水排水工程由拦截外来地下水的截水沟、盲沟及水平钻孔等组成。

6.3.2 抗滑工程措施

抗滑工程措施包括抗滑挡土墙、抗滑桩、预应力锚索和锚固结构等。

(1)抗滑挡土墙。抗滑挡土墙是防治崩塌、滑坡及潜在不稳定边坡的有效方法之一，特别对中小型崩塌及滑坡体更为适用。随着地质灾害防治工程技术的发展，抗滑挡土墙由过去以重力式挡土墙为主的形式，发展到锚杆挡土墙、锚定板挡土墙和桩板式挡土墙等。

(2)锚固工程。锚固工程可分为锚杆和预应力锚索。锚杆为刚性材料，不能施加预应力，锚索为柔性材料，可以施加预应力。锚固工程对边坡岩土物质扰动小，对稳定崩塌块体、滑坡体及潜在不稳定边坡有很好的效果。

(3)抗滑桩。抗滑桩是滑坡整治的主要技术措施，应用广泛。抗滑桩既可以单独使用，也可以同锚固方法结合使用，它与抗滑挡土墙相比，具有施工扰动破坏程度轻，土方量少及安全可靠性程度高等特点。

抗滑桩的结构形式、平面布置、桩截面的大小及抗滑桩的长度取决于滑坡的稳定状态、滑坡体的规模、滑动面埋深、滑坡推力大小及施工条件等因素。一般而言，抗滑桩的具体桩位应置于滑坡体前部相对较薄，且下伏地基强度较高的地段，平面上成排状结构；桩截面可采用矩形或圆形，以矩形为主，受力面为短边，桩的截面形状应保证其上部受力段正面能产生较大的摩擦力，下部锚固段能抵抗较大的压力，截面具有很高的抗弯及抗剪强度。抗滑桩可以与预应力锚索结合在一起组成锚索抗滑桩，它可以减小抗滑桩的锚固长度及桩身截面；也可以在抗滑桩之间设置挡土板，构成桩板式挡土墙，从而提高抗滑桩的抗滑稳定效果。

6.3.3 绿化护坡

随着生态环境保护和景观功能的需要，绿化护坡技术发展很快，采用的方法有阶梯植被、格构植被及挂网植被等。绿化护坡实际上是在整治坡面上栽种适当的植物来保护边坡。

7 结语

通过对深圳市罗湖建成区地质环境条件和地质灾害分布进行分析，明确了该区地质灾害受地层岩性、地形地貌、降水和人类工程活动的控制；构造带、遇水膨胀软化的软弱夹层发育和较厚的风化残积层是崩塌、滑坡等地质灾害的形成原因；在研究本区地质灾害的危害特征的基础上，提出了“以防为主，防重于治，防治结合”的防治方针和“因地制宜，分步实施，重点突出，综合治理”的防治原则。提出了监测、修筑拦石墙、群测群防等地质灾害预防对策和减滑、抗滑及绿化护坡等工程治理措施。