永靖縣陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡形成條件及基本特征

范鵬舉

（甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000）

近年來，隨著極端氣候的不斷出現(xiàn)，甘肅省臨夏回族自治州、臨夏縣、永靖縣、和政縣、廣河縣、康樂縣、東鄉(xiāng)族自治縣、積石山保安族東鄉(xiāng)族撒拉族自治縣境內(nèi)出現(xiàn)大范圍強(qiáng)降雨天氣，由于強(qiáng)降雨持續(xù)時(shí)間較長(zhǎng)，形成危害性較大的群發(fā)性崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。其中以永靖縣陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡尤為典型。

1 自然地理環(huán)境概況

研究區(qū)位于臨夏回族自治州永靖縣陳家溝村，屬于隴中南部冷溫帶半濕潤(rùn)氣候區(qū)，其氣候特點(diǎn)是春夏溫和，秋季涼爽，冬季寒冷干燥，氣溫日差較大，降水分布不均勻。根據(jù)永靖縣氣象站資料，年平均氣溫6.4℃，最高氣溫32.6℃，最低氣溫-21.6℃，年平均降水量493.5mm。研究區(qū)位于洮河支流八陽河中游右岸支溝張家溝，為黃土沖溝，降雨時(shí)多形成暴洪，平時(shí)為干溝。土壤類型主要有黑壚土、黑土、黃綿土和紅土四大類型。屬森林草原地帶，樹種資源較貧乏，主要有楊、柳、榆、臭椿等12種。

2 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境概況

2.1 地形地貌

研究區(qū)處于隴西黃土高原區(qū)，場(chǎng)地位于八陽河右岸山坡地區(qū)，為黃土丘陵地貌。場(chǎng)地山坡南高北低，自然坡度15°～35°，多為坡耕地，均為黃土覆蓋區(qū)。西側(cè)由于受雨洪水的向源侵蝕作用形成一處不穩(wěn)定斜坡。斜坡寬度110m，高8m～25m，平均坡度35°，斜坡后緣近乎直立，坡度接近90°，斜坡整體呈“C”狀。

2.2 地層

研究區(qū)出露的地層比較簡(jiǎn)單，主要為新近系和第四系，其地層巖性及分布特征如下：

新近系：為新近系上新統(tǒng)臨夏組，零星出露于陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡西側(cè)沖溝底部。巖性為磚紅色泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖，以砂質(zhì)結(jié)構(gòu)為主，層狀構(gòu)造，產(chǎn)狀近于水平。

第四系：第四系分布廣泛，主要為上更新統(tǒng)及全新統(tǒng)，其成因類型較多，有風(fēng)積、崩滑堆積等。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)處于祁呂賀“山”字形構(gòu)造體系的祁呂弧形褶皺帶西翼和河西構(gòu)造體系的復(fù)合部位（圖1-5）。區(qū)內(nèi)次級(jí)構(gòu)造輪廓較為發(fā)育，主要由臨夏、臨洮坳陷帶和三甲集—虎關(guān)隱伏隆起組成。

2.4 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震

區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)較為活躍，以間歇性的垂直上升運(yùn)動(dòng)為主。具有明顯地繼承性、差異性的特點(diǎn)，在八陽河河谷兩岸形成多級(jí)階地，各階地高差顯著。這種多階地的存在及階地高差懸殊的變化，表現(xiàn)出區(qū)域性升降運(yùn)動(dòng)劇烈而頻繁的特征。

根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖》，永靖縣抗震設(shè)防烈度為Ⅶ度，設(shè)計(jì)基本地震加速度值為0.15g。

3 巖土體工程地質(zhì)類型

3.1 巖體類型及工程地質(zhì)特征

區(qū)內(nèi)巖體類型為軟弱層狀碎屑巖巖組，由新近系上新統(tǒng)臨夏組組成。巖性為泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)砂巖、砂巖，層狀構(gòu)造，表層風(fēng)化強(qiáng)烈，強(qiáng)風(fēng)化層一般厚0.5m～3.0m，質(zhì)地較為軟弱，遇水極易軟化。自由膨脹率41.5%～63%，平均天然重度20.15KN/m3，內(nèi)聚力（c）17.7-237.2Kpa，內(nèi)摩擦角（Ф）19.7°～40.6°，單軸抗壓強(qiáng)度11Mpa左右。

3.2 土體類型及工程地質(zhì)特征

土體的工程地質(zhì)特征，主要由組成土體各類土的工程地質(zhì)特征和土體的結(jié)構(gòu)決定[1]。區(qū)內(nèi)土體大致可劃分為風(fēng)積、沖洪積兩類，其工程地質(zhì)性質(zhì)如下：

黃土：巖性為淺黃色粉土，粒度成分以粉粒為主，占70%左右，土質(zhì)均勻，結(jié)構(gòu)疏松，具大孔隙，垂直節(jié)理發(fā)育。干燥-稍濕，稍密，易溶鹽含量較高，具粒狀架空接觸式結(jié)構(gòu)，具有濕陷性。區(qū)域上黃土的濕陷系數(shù)為0.081～0.108，自重濕陷系數(shù)為0.042～0.055，具有中—強(qiáng)濕陷性，并具自重濕陷性，濕陷等級(jí)為Ⅱ～Ⅳ級(jí)自重濕陷性土。

堆積土：分布于場(chǎng)地西側(cè)沖溝內(nèi)，巖性為黃土崩滑松散堆積土，厚度3.0m～8.0m,深褐色，土質(zhì)疏松，工程地質(zhì)條件差。

4 不穩(wěn)定斜坡形成條件及基本特征

4.1 區(qū)域黃土梁峁的發(fā)育條件和特征

研究區(qū)位于陳家溝村西北側(cè)，境內(nèi)地形地貌主要屬黃土梁茆、黃土丘陵溝壑區(qū)，區(qū)內(nèi)分布有大量的黃土陡崖、陡坡、其高度、坡度以及臨空面，為地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了最基本的客觀地形條件。

經(jīng)調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)域內(nèi)黃土滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)育于遭受傾向侵蝕和沖溝深切的黃土斜坡帶、黃土梁間凹地及黃土梁茆邊緣地帶；同時(shí)由于部分區(qū)域上部黃土與下部泥巖成層狀分布，產(chǎn)狀傾斜，易順層產(chǎn)生滑動(dòng)，形成良好的滑動(dòng)界面。黃土與泥巖間往往具有順坡向分布的泥質(zhì)軟弱帶或巖土界面，這些軟弱帶的埋深，在很大程度上決定了滑坡體的規(guī)模，其形狀直接控制著滑坡體的穩(wěn)定狀態(tài)，成為導(dǎo)致黃土滑坡的基本控制因素。

降水水是土質(zhì)滑坡最為重要的誘發(fā)因素，孔隙水壓力產(chǎn)生及水對(duì)土體強(qiáng)度的弱化，都是導(dǎo)致災(zāi)害發(fā)生的重要原因。由于黃土具有大孔隙，弱膠結(jié)等結(jié)構(gòu)特征，以及強(qiáng)烈的水敏性。暴雨對(duì)坡體穩(wěn)定性的影響主要表現(xiàn)在雨水通過黃土垂直和側(cè)向滲透，坡體的孔隙水壓力增大、容重增加、基質(zhì)吸力減小。斜坡變形破壞與年降雨量的季節(jié)變化有明顯對(duì)應(yīng)相關(guān)，其活動(dòng)強(qiáng)度與降雨量大小呈滯后的正相關(guān)關(guān)系。在黃土滑坡的形成條件中，地下水的活動(dòng)為斜坡變形破壞提供了十分重要的動(dòng)力條件。地下水沿裂隙面下滲并常在溝谷底部溢出，改變了斜坡的水文地質(zhì)條件，一方面增加了斜坡土體的重量，對(duì)不穩(wěn)定土體產(chǎn)生靜水壓力或動(dòng)水壓力及向上的浮托力，另一方面降低了斜坡體中軟弱結(jié)構(gòu)面的抗剪強(qiáng)度，并起著溶解、沖刷的作用，使不穩(wěn)定土體和穩(wěn)定土體之間的側(cè)向摩擦力減小，降低了黃土斜坡土體的穩(wěn)定性。

4.2 溝道的形成條件分析和基本特征

陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡為土質(zhì)斜坡，主要是由于集中排水潛蝕、侵蝕、沖刷，沖溝向源侵蝕現(xiàn)象嚴(yán)重，沖溝黃土經(jīng)過多年的雨洪水沖刷，向源侵蝕進(jìn)一步加劇，溝底物質(zhì)流失，坡腳失穩(wěn)發(fā)生崩滑，久而久之形成現(xiàn)狀溝道及不穩(wěn)定斜坡。

溝道位于斜坡的西側(cè)，溝腦至溝口共計(jì)長(zhǎng)約300m，縱坡降為123.3‰，溝道切割深度11m，溝腦寬110m，該溝腦為陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡段，斜坡高約25m，頂部直立接近90°，下部坡體約15°～35°，坡長(zhǎng)32m，由于雨水長(zhǎng)期沖刷、侵蝕坡面破碎、裂縫發(fā)育，斜坡底部落水洞發(fā)育，深約0.5m～3m，洞口寬1m～4m；洞口寬1m～4m；中游段溝道寬約60m，溝道左岸為緩坡，坡度25°～35°為草地，右岸為陡坎高約7m，該段溝道坡度較緩，但由于長(zhǎng)期雨水沖蝕，溝道底部小型沖溝發(fā)育，寬約0.2m～0.3m，深約0.1m～0.2m；溝口段地勢(shì)平坦，約80m，為村民耕地，該段溝道成為泥土堆積區(qū)，由降雨沖蝕上游邊坡土體，順溝道下泄，經(jīng)搬運(yùn)最后在溝口段堆積。

5 結(jié)束語

文章通過對(duì)陳家溝鉛鋅礦不穩(wěn)定斜坡的自然地理環(huán)境、區(qū)域地質(zhì)環(huán)境、巖土體工程地質(zhì)類型的分析，總結(jié)了不穩(wěn)定斜坡形成條件及基本特征。