打磨溝村不穩(wěn)定邊坡特征及成因分析

李玲玲

(甘肅工業(yè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院地質(zhì)學(xué)院，甘肅 天水741025）

邊坡是指為保證路基穩(wěn)定，在路基兩側(cè)做成的具有一定坡度的坡面，按不同的分類(lèi)依據(jù)可分為不同的類(lèi)型，按成因可分為人工邊坡和自然邊坡，按地層巖性可分為土質(zhì)邊坡和巖質(zhì)邊坡，按照穩(wěn)定程度，分為穩(wěn)定邊坡、不穩(wěn)定邊坡和極限平衡狀態(tài)邊坡[1]。不穩(wěn)定邊坡常發(fā)生滑動(dòng)或崩塌破壞，大規(guī)模的邊坡巖、土體破壞能引起交通中斷、建筑物倒塌、江河堵塞、水庫(kù)淤填，給人民生命財(cái)產(chǎn)帶來(lái)巨大損失。打磨溝村不穩(wěn)定邊坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)、危險(xiǎn)性大，在長(zhǎng)期的降雨、漏水、荷載、自身重力等的作用下，滑塌區(qū)可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，甚至導(dǎo)致村民房屋倒塌，危及當(dāng)?shù)卮迕竦纳?cái)產(chǎn)安全，明確打磨溝村不穩(wěn)定邊坡的地質(zhì)特征、分析其形成原因，對(duì)該邊坡的防治極為重要。

1 不穩(wěn)定邊坡概況

2017 年10 月13 日下午，榆中縣銀山鄉(xiāng)打磨溝村打磨溝社東北側(cè)不穩(wěn)定邊坡后緣出現(xiàn)裂縫，出現(xiàn)局部失穩(wěn)滑塌。該不穩(wěn)定邊坡位于榆中縣銀山鄉(xiāng)打磨溝村打磨溝社通往大灘和茨坪村的鄉(xiāng)村道路邊。地理坐標(biāo)：東經(jīng)103°53′52.70″，北緯35°49′7.45″，高程2381m?；鷧^(qū)形態(tài)呈倒梯形，底寬約4m，頂寬約8m，高約12m，滑體厚度約2.0～4.0m，斜坡滑塌滑移距離約10m，堆積方量約150m3，滑塌后坡體后緣通村水泥道路懸空，隨時(shí)有可能在接縫處斷裂或掉落的可能。由于滑塌區(qū)坡頂通村道路排水渠的滲漏作用等，加劇了整個(gè)坡體的不穩(wěn)定性，有再次發(fā)生大規(guī)模滑塌的可能性。該不穩(wěn)定邊坡所在區(qū)域居民集中，且其變形特征明顯，目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，對(duì)坡頂17 戶(hù)68 人的生命及財(cái)產(chǎn)安全威脅較大，影響范圍較廣，對(duì)打磨溝村道路和村民的出行及生活帶來(lái)了極大的不便。

2 不穩(wěn)定邊坡特征分析

2.1 不穩(wěn)定邊坡形態(tài)特征

榆中縣銀山鄉(xiāng)打磨溝村打磨溝社不穩(wěn)定邊坡發(fā)育于打磨溝村東北側(cè)，該不穩(wěn)定邊坡地理坐標(biāo)為：東經(jīng)103°53′52.70″，北緯35°49′7.45″，坡腳高程2369m，坡頂高程2381m，如圖1。

圖1 榆中縣銀山鄉(xiāng)打磨溝村打磨溝社不穩(wěn)定邊坡遙感圖

該不穩(wěn)定邊坡寬約400m，坡長(zhǎng)約12～15m，坡頂高程2381m，其地質(zhì)剖面圖（如圖2），坡向98°，坡度70～80°，局部直立或臨空，主要由自然因素和村民修建房屋開(kāi)挖山坡坡體而綜合影響而形成。不穩(wěn)定邊坡坡面裸露，基本無(wú)植被覆蓋。該不穩(wěn)定邊坡坡頂和坡腳居民集中，且有通村的道路從坡頂通過(guò)，對(duì)邊坡的擾動(dòng)性較大，道路內(nèi)側(cè)為緊臨居民區(qū)，坡腳到村民住宅區(qū)的距離約2～3m，局部緊鄰坡腳。

圖2 榆中縣銀山鄉(xiāng)打磨溝村打磨溝社不穩(wěn)邊坡地質(zhì)剖面圖

2.2 不穩(wěn)定邊坡物質(zhì)組成及結(jié)構(gòu)特征

該不穩(wěn)定邊坡主要由第四系上更新統(tǒng)黃土構(gòu)成，厚度大于20m，粒度組成以粉粒為主，含少量粘粒，質(zhì)地均勻，結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育，有自重濕陷性；礦物成份主要為石英、長(zhǎng)石，次為親水黏土礦物，質(zhì)地均勻，無(wú)層理，具有粒狀架空式接觸現(xiàn)象，干燥-潮濕；淺黃色、灰黃色。濕陷性系數(shù)0.056－0.152，自重濕陷性系數(shù)0.022－0.096，為中強(qiáng)濕陷性黃土，粘聚力C 值為12－32kPa，內(nèi)摩擦角φ 值為25.4－32.6°，標(biāo)準(zhǔn)承載力值120kPa。

2.3 不穩(wěn)定邊坡變形特征

該地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)長(zhǎng)期存在，其中2014 年曾對(duì)該不穩(wěn)定邊坡約35m 進(jìn)行了應(yīng)急工程治理，目前工程外觀效能良好。2017 年10月13 日晚23:40 分該不穩(wěn)定邊坡未治理部分再次發(fā)生局部失穩(wěn)滑塌，形成底寬約4m，頂寬約8m，高約12m，滑移厚度約2.0～4.0m，斜坡垮塌滑移距離約10m，堆積方量約150m3的局部滑塌?？逅笃麦w后緣約8m 水泥道路懸空，道路內(nèi)側(cè)及村民房屋墻壁出現(xiàn)裂縫，道路外側(cè)公路護(hù)欄、通信桿、電桿向外傾斜，外側(cè)道路裂縫明顯，寬約2cm。該不穩(wěn)定邊坡目前處于不穩(wěn)定狀態(tài)，根據(jù)地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性和危害程度分級(jí)表確定為危險(xiǎn)性大[2]。在長(zhǎng)期的降雨、漏水、荷載、自身重力等的作用下，垮塌區(qū)可能會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大。

其余未造成災(zāi)害部分，坡面由于常年受雨水沖刷，自身重力、地震等作用的影響，也出現(xiàn)了不同程度的垮塌，形成深度、寬度不等的陡坎，且隨著近年來(lái)降雨的增多，這種垮塌有不斷加劇的趨勢(shì)[3]。

3 不穩(wěn)定邊坡成因分析

不穩(wěn)定邊坡災(zāi)害的成因主要由自然因素和人類(lèi)活動(dòng)共同作用形成[4]，原始的地形、地貌條件以及坡體物質(zhì)組成的物理力學(xué)性質(zhì)等是斜坡體產(chǎn)生災(zāi)害的基本條件，大氣降水以及后期的人類(lèi)工程活動(dòng)，如坡頂、坡腳的建房削坡作用，坡面、路面、村民院內(nèi)的匯水，水渠等的滲水、漏水作用等都會(huì)加劇該不穩(wěn)定邊坡失穩(wěn)的可能性。

3.1 地形地貌條件

災(zāi)害區(qū)地貌形態(tài)屬侵蝕、剝蝕黃土丘陵，山體較低，山坡坡度約25～45°，地形切割強(qiáng)烈，海拔一般為2350～2450m。該不穩(wěn)定邊坡坡面裸露，坡面植被覆蓋率差，在自然和人類(lèi)活動(dòng)的綜合作用下，形成坡度約70～80°，局部近似直立或臨空，相對(duì)高差約10～15m，高陡的黃土斜坡是該不穩(wěn)定邊坡形成的必要條件。

3.2 坡體結(jié)構(gòu)

不穩(wěn)定邊坡坡體為黃土層，質(zhì)地均勻，固結(jié)松散，不具層理，具大孔隙構(gòu)造，垂直節(jié)理發(fā)育，具強(qiáng)濕陷性，遇水易崩解，形成陡坎、落水洞、地裂縫等，有利于雨水滲漏致使其結(jié)構(gòu)破壞，促使斜坡發(fā)生失穩(wěn)變形。

3.3 降水因素

由于組成坡體的土體結(jié)構(gòu)疏松，不穩(wěn)定邊坡體后緣及中部裂縫發(fā)育，入滲條件好，雨水入滲后，加大了坡體巖土體自重，減小了巖土體原有的凝聚力，降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)在降雨、人類(lèi)生活排水等大量入滲條件下潛蝕作用加強(qiáng)，使原始斜坡朝不穩(wěn)定的方向不斷地轉(zhuǎn)化，最終發(fā)生不穩(wěn)定邊坡地質(zhì)災(zāi)害。

3.4 人類(lèi)工程活動(dòng)

村民在斜坡坡頂和坡腳處修建房屋及道路，開(kāi)挖山坡坡體形成高陡的臨空面，一方面增大了斜坡體的坡度，另一方面破壞了原有的坡面植被，隨著斜坡體自身重力、雨水的不斷沖刷，以及其他外力的持續(xù)作用，一方面不穩(wěn)定斜坡會(huì)發(fā)生卸荷變形，進(jìn)而產(chǎn)生大量裂縫，使得斜坡體自身原有的穩(wěn)定性降低；另一方面隨著降雨等的入滲，黃土原有的物理力學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，降低了土體原有的抗剪強(qiáng)度，進(jìn)一步降低了不穩(wěn)定邊坡的自身穩(wěn)定，當(dāng)破壞的應(yīng)力應(yīng)變達(dá)到自身穩(wěn)定的臨界值時(shí)，土體內(nèi)部的結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，使土體沿某一軟弱面向下滑動(dòng)，發(fā)生整體或局部滑塌。

4 結(jié)論

打磨溝村打磨溝社不穩(wěn)定邊坡是高陡的黃土邊坡，土體結(jié)構(gòu)疏松，地形切割強(qiáng)烈，坡面裸露，垂直節(jié)理發(fā)育，具強(qiáng)濕陷性，遇水易崩解。以及車(chē)輛擾動(dòng)對(duì)邊坡穩(wěn)定性影響大，造成不穩(wěn)定邊坡失穩(wěn)的內(nèi)部因素不穩(wěn)定邊坡的坡形、巖性以及坡體結(jié)構(gòu)，外部因素主要降雨、坡頂?shù)呐潘?、滲水作用、車(chē)輛的擾動(dòng)作用、以及修建房屋道路等人類(lèi)工程活動(dòng)。