甘肅省東鄉(xiāng)族自治縣滑坡特征及成因分析

趙　欣，張瑞云

（甘肅省有色工程勘察設(shè)計研究院，甘肅蘭州730000）

甘肅省東鄉(xiāng)族自治縣滑坡特征及成因分析

趙欣*，張瑞云

（甘肅省有色工程勘察設(shè)計研究院，甘肅蘭州730000）

甘肅省東鄉(xiāng)族自治縣地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)，在東鄉(xiāng)縣地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查成果的基礎(chǔ)上，對東鄉(xiāng)境內(nèi)發(fā)育的滑坡地質(zhì)災(zāi)害進行了分類統(tǒng)計，并按照物質(zhì)組成對滑坡特征進行了論述，同時對滑坡成因進行了分析，認為東鄉(xiāng)縣滑坡的形成主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水以及人類工程活動等方面的影響。

滑坡；類型；特征；成因分析

1　概述

甘肅省東鄉(xiāng)族自治縣（以下簡稱東鄉(xiāng)縣）位于處于隴中臨夏盆地內(nèi)，屬深切的黃土溝壑區(qū)，滑坡等地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育。東鄉(xiāng)境內(nèi)的滑坡不僅分布廣、數(shù)量多，而且規(guī)模大、危害嚴重，1983年著名的灑勒山滑坡即發(fā)生在境內(nèi)果園鄉(xiāng)。為進一步查明東鄉(xiāng)縣地質(zhì)災(zāi)害及隱患的分布、形成地質(zhì)環(huán)境條件和發(fā)育特征，為各級政府制定地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃提供基礎(chǔ)地質(zhì)依據(jù)，2013-2014年開展了東鄉(xiāng)縣地質(zhì)災(zāi)害詳細調(diào)查工作，共確定各類地質(zhì)災(zāi)害及隱患點655處，其中滑坡147處。

2　滑坡類型及特征

東鄉(xiāng)縣發(fā)育的147處滑坡，按物質(zhì)組成，可分為巖土質(zhì)滑坡、土質(zhì)滑坡和巖質(zhì)滑坡。按滑體厚度，可分為淺層滑坡、中層滑坡、深層滑坡和超深層滑坡。根據(jù)滑坡的運動形式，可分為牽引式滑坡、推移式滑坡和復(fù)合式滑坡。根據(jù)滑體體積，可分為特大型滑坡、大型滑坡、中型滑坡和小型滑坡。通過統(tǒng)計分析，東鄉(xiāng)發(fā)育的滑坡以土質(zhì)和巖土質(zhì)、大型、牽引式、中深層滑坡居多（表1）。

2.1巖土質(zhì)滑坡

區(qū)內(nèi)共發(fā)育46處巖土質(zhì)滑坡，主要分布于地形較陡、臨空面較好、前緣開闊的高陡斜坡地段。滑體由黃土和新近系泥巖砂巖共同組成?；螺喞螒B(tài)特征明顯，平面形態(tài)呈典型的“圈椅狀”，各滑坡要素較清晰，部分老滑坡兩側(cè)形成雙溝同源，舌部混雜堆積，難辨層次。下伏泥巖產(chǎn)狀近水平或與坡向一致，滑動時紅層托動上部黃土一起運動。此類滑坡一般是在自重、地下水等長期作用下，經(jīng)累進性變形、破壞發(fā)展形成。變形破壞一般是蠕滑—拉裂—剪斷型，滑動面多沿泥巖中的節(jié)理、裂隙等結(jié)構(gòu)面發(fā)展形成。由于泥巖有較高的內(nèi)聚力，其峰殘強度效應(yīng)較大且呈脆性破壞。因此，鎖固段破壞時滑體失去了很大的抗滑力，同時也相應(yīng)獲得了很大的下滑力，使滑體處于力的極不平衡狀態(tài)，所以此類滑坡通常有很大的滑動勢能，且后部滑面較陡，有利于形成高速滑動。故巖土質(zhì)滑坡一般呈群體分布，以中深層為主，多屬大型或特大型滑坡。汪集鄉(xiāng)對坡村滑坡就是典型的巖土質(zhì)滑坡（圖1）。

2.2土質(zhì)滑坡

境內(nèi)共發(fā)育土質(zhì)滑坡60處，可分為黃土滑坡和堆積層滑坡2大類。

2.2.1黃土滑坡

黃土滑坡包括原生黃土及黃土狀土滑坡，是區(qū)內(nèi)常見的滑坡類型，共發(fā)育54處，主要分布于河谷高階地前緣及黃土丘陵區(qū)的大型溝谷兩側(cè)陡坡地帶，滑動面一般為土體內(nèi)的裂隙面或黃土—泥巖界面。黃土滑坡的平面形態(tài)較規(guī)則，多呈圈椅狀，后壁受垂直節(jié)理控制，一般較陡直光滑，坡度可達60°～70°，新滑坡后壁以上多見不連續(xù)圈椅狀卸荷裂縫。斜坡地帶滑體物質(zhì)順坡堆積而呈起伏不平的斜坡地形，坡度多在25°～35°之間，部分堆積體呈大蒜狀。堆積物質(zhì)松散，易被坡面水流及溝谷地表水流直接沖蝕，再次搬運堆積于溝道之中。黃土滑坡變形破壞方式多為牽引式。除少數(shù)規(guī)模較大的土質(zhì)滑坡外，一般滑坡側(cè)緣及內(nèi)部沖溝不發(fā)育。由于區(qū)內(nèi)黃土層厚度不等，所以滑坡體積厚度不等，以中深層、大中型為主。董嶺鄉(xiāng)趙家村村委會滑坡就是較為典型的黃土滑坡（圖2）。

表1　東鄉(xiāng)縣滑坡類型統(tǒng)計表

2.2.2堆積層滑坡

主要是老滑坡再發(fā)育的滑坡和發(fā)育于斜坡中下部一帶第四系松散堆積物中的滑坡。

老滑坡再次發(fā)育的滑坡多為古老滑坡部分或局部的錯動滑移，整體復(fù)活滑動的很少。規(guī)模相對較小，堆積物質(zhì)松散、粘結(jié)力小，多為中淺層，巖性組成為黃土、泥巖碎塊混雜堆積，結(jié)構(gòu)零亂。

第四系松散堆積物中的滑坡一般分布于河流岸坡較陡、易受水水侵蝕的地段。堆積層一般較松散，土石混雜，底部與基巖的接觸面傾向坡外，內(nèi)部有傾向坡外且較連續(xù)的細粒土透鏡體或夾層，抗剪強度較低，且相對隔水。地表水流易于入滲，細粒土夾層部位地下水作用比較活躍，在水的軟化作用和坡腳水流的沖刷作用下，易沿這些結(jié)構(gòu)面發(fā)生滑動。此類滑坡一般為淺層，規(guī)模以中小型為主。鎖南鎮(zhèn)王家山滑坡是較典型堆積層滑坡（圖3）。

2.3巖質(zhì)滑坡

巖質(zhì)滑坡主要分布于巖性較為軟弱、結(jié)構(gòu)破碎的新近系中，發(fā)育形成主要受巖層中的構(gòu)造裂隙、軟弱夾層等結(jié)構(gòu)面控制，滑體大部分為強風化層，地震、降水和地下水活動是主要誘發(fā)因素。變形破壞方式比較復(fù)雜，主要有塑流—拉裂型、滑移—彎曲型等，如那勒寺鎮(zhèn)劉家溝口東側(cè)滑坡（圖4）。

3　滑坡成因分析

東鄉(xiāng)縣滑坡的形成主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水以及人類工程活動等方面的影響。

3.1地形地貌

東鄉(xiāng)縣屬強烈侵蝕的丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)溝深坡陡，切割強烈，地形破碎，共發(fā)育大小沖溝3083條，總長約5220km，溝壑密度平均達204條/km2，平均切割密度3.5km/km2。地形相對高差多在300～600m之間，溝坡坡度多大于35°，區(qū)內(nèi)高而陡的斜坡所形成的有效臨空面使滑坡產(chǎn)生具備了基本地形條件。根據(jù)調(diào)查資料統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡的原始斜坡坡度多在28°以上，尤其集中在32°～48°的坡度范圍內(nèi)，而坡形多為弧形凸型或直線型坡。從滑坡區(qū)域分布來看，巨型、大型成群發(fā)育的滑坡大都發(fā)生于巴謝河河谷區(qū)及規(guī)模較大的沖溝內(nèi)，其開闊的溝谷地形、高陡的斜坡臨空面為重力侵蝕提供了良好空間。

3.2地層巖性

地層巖性是滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的重要內(nèi)因和物質(zhì)基礎(chǔ)。不同類型的巖土體具有不同的物理力學性質(zhì)，組成的斜坡具有不同的穩(wěn)定性，地層巖性對滑坡的發(fā)育有著明顯的控制作用。

東鄉(xiāng)縣所處的臨夏盆地是一個以前震旦系變質(zhì)巖及古生代侵入巖為基底的新生代盆地，盆地內(nèi)廣泛出露新近系上新統(tǒng)臨夏組與第四系黃土，總體形成黃土—泥巖、砂巖的區(qū)域性巖土體結(jié)構(gòu)類型。區(qū)內(nèi)的上新統(tǒng)臨夏組產(chǎn)狀平緩，層理清楚，構(gòu)成近水平層狀地質(zhì)體，出露的主要地層為臨夏組第三、四巖性段，巖性為泥巖、砂巖及礫巖等。第四巖性段以含鈣質(zhì)團塊的泥巖為特征并夾有1～2層膠結(jié)礫巖，而第三巖性段以紫紅色砂質(zhì)泥巖為主，夾有數(shù)層（單層厚度0.3～0.4m）砂巖和灰綠色條帶狀泥巖、泥灰?guī)r。巖體裂隙較發(fā)育，部分達到并超過強裂隙率（8%）標準。泥巖遇水易軟化，特別是條帶狀灰綠色泥巖含粘土礦物成分高，水理反應(yīng)強烈，遇水易軟化膨脹，使抗剪強度大大降低。這套易滑的泥巖地層在區(qū)內(nèi)沖溝兩側(cè)斜坡及巴謝河沿岸廣泛出露，為滑坡的形成提供了良好條件。而區(qū)內(nèi)黃土分布面廣，巖性為粉土，其厚度較大，結(jié)構(gòu)疏松，濕陷性強，縱向節(jié)理及高傾角節(jié)理裂隙發(fā)育（表2）。據(jù)本次調(diào)查統(tǒng)計，區(qū)內(nèi)黃土節(jié)理裂隙傾角大多大于45°，且順坡向（與沖溝走向同）的節(jié)理裂隙極為發(fā)育，裂隙面平整，延伸性好。黃土的特殊結(jié)構(gòu)使降雨易于入滲，土體的抗剪強度不斷降低，控滑結(jié)構(gòu)面不斷擴展，最終不僅單純形成黃土滑坡，而且與下伏的臨夏組軟巖層組合，易使整個斜坡產(chǎn)生蠕滑拉裂變形破壞，導(dǎo)致大規(guī)模的黃土—泥巖滑坡形成。

表2　區(qū)內(nèi)各地層裂隙率統(tǒng)計表

區(qū)內(nèi)古滑坡、老滑坡堆積體物質(zhì)松散，巖土混雜，利于大氣降水的滲入，故部分老滑坡失穩(wěn)而形成新滑坡，特別是巴謝河流域北岸，其Ⅱ級階地礫卵石層上普遍分布有一層含腐殖質(zhì)高的灰黑色亞粘土，其抗剪強度低，阻滑力弱，岸坡堆積的次生黃土、坡積層及一些古、老滑坡在降雨入滲作用及自身重力作用下，易導(dǎo)致局部失穩(wěn)而再次產(chǎn)生滑坡，因此，形成在古滑坡上發(fā)育老滑坡，繼而發(fā)生新滑坡的現(xiàn)象。

3.3地質(zhì)構(gòu)造

東鄉(xiāng)縣地質(zhì)構(gòu)造相對不發(fā)育，對滑坡地質(zhì)災(zāi)害的影響主要表現(xiàn)為新構(gòu)造運動及地震的影響。新構(gòu)造運動對滑坡的影響一般是通過對地貌的改造實現(xiàn)的，最終歸結(jié)為地形的影響，前已述及?？傮w而言，新構(gòu)造運動使山地不斷抬升，流水不斷下切，斜坡高差不斷增加，其穩(wěn)定性不斷降低，同時也使老滑坡堆積逐步抬高，臨空面加大，前緣坡體逐步變陡，造成滑體失穩(wěn)，形成新的災(zāi)害，這是目前區(qū)內(nèi)災(zāi)害不斷發(fā)生的重要因素。

地震作為新構(gòu)造運動的一種表現(xiàn)形式，其對地質(zhì)災(zāi)害影響是直接性的。地震活動直接松動斜坡巖土體，破壞巖體結(jié)構(gòu)和坡體穩(wěn)定性，引發(fā)滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。據(jù)史料記載和現(xiàn)場調(diào)查，并結(jié)合一些學者的研究資料，境內(nèi)古、老滑坡的形成期與歷史上地震活動周期具有同步性，而部分滑坡是由地震直接誘發(fā)形成，如考勒鄉(xiāng)陰洼滑坡等。

3.4水的作用

3.4.1地下水

地下水是影響斜坡穩(wěn)定性的重要因素，其作用主要表現(xiàn)在2個方面：一是地下水位上升增加了巖土體的荷載，加大了坡體重力，從而增加了坡體的下滑力；二是地下水的浸潤、潛蝕及對巖土體易溶礦物的溶解等作用，使斜坡力學強度降低，同時靜水壓力及動水壓力，也造成坡體抗滑阻力的降低，地下水的綜合作用強烈影響著斜坡的穩(wěn)定性。區(qū)內(nèi)與滑坡形成有關(guān)的主要有2個含水層，一是黃土孔隙裂隙潛水含水層，該層與臨夏組風化殼構(gòu)成統(tǒng)一的含水層，地下水不僅對下部泥巖起軟化作用，而且由于泥巖隔水作用，使該層地下水沿黃土與泥巖接觸界面附近潛移、滲流，該層地下水的作用易使上部黃土沿巖土分界面滑移；二是臨夏組第四巖性段底部的礫巖含水層，該含水層下部巖體均含不均一裂隙水，并以泉的形式排泄。地下水的不斷滲流及對泥巖的軟化，降低了坡體的穩(wěn)定性，這是黃土—泥巖滑坡的重要影響因素。

3.4.2地表水

區(qū)內(nèi)大部分沖溝溝道狹窄，滑坡堆積體直接壓迫溝道，阻礙水流，少數(shù)溝谷常年性地表水及降雨引發(fā)的短暫洪流直接側(cè)蝕、沖刷坡腳，滑坡前緣物質(zhì)被不斷帶走，引發(fā)后部坡體失穩(wěn)。而滑體內(nèi)部沖溝發(fā)育，地形破碎，降雨引發(fā)的地表水流的不斷切蝕，造成溝坡兩側(cè)坡體失穩(wěn)，不斷向沖溝內(nèi)滑移。此外，劉家峽水庫庫水對岸坡的浸潤及蓄水位升降對斜坡的影響，是造成庫岸斜坡失穩(wěn)的重要影響因素。

3.5人類工程活動

隨著社會的發(fā)展，人口的增加，人類活動空間、方式和強度都在不斷增加，一些不合理的經(jīng)濟活動直接或間接地誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。區(qū)內(nèi)人類經(jīng)濟工程活動誘發(fā)滑坡災(zāi)害主要表現(xiàn)在以下幾個方面：一是開挖坡體，筑路建房，形成高陡邊坡而產(chǎn)生滑坡；二是集中建房加載，誘發(fā)坡體失穩(wěn)；三是農(nóng)田灌溉及庫水浸潤坡腳，造成滑坡、崩塌。

4　結(jié)語

東鄉(xiāng)縣發(fā)育的滑坡類型以土質(zhì)和巖土質(zhì)、大型、牽引式、中深層滑坡居多。并按照物質(zhì)組成對巖土質(zhì)、土質(zhì)和巖質(zhì)滑坡的特征進行了論述，同時對滑坡成因進行了分析，認為東鄉(xiāng)縣滑坡的形成主要受地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、水以及人類工程活動等方面的影響。

［1］張倬元，王士天，王蘭生.工程地質(zhì)分析原理［M］.北京：地質(zhì)出版社.

［2］甘肅省地礦局.甘肅省區(qū)域地質(zhì)志［M］.北京：地質(zhì)出版社.

TD854

A

1004-5716（2016）03-0012-04

2015-03-06

趙欣（1975-），男（漢族），甘肅武威人，工程師，現(xiàn)從事水工環(huán)工作。