甘肅環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)山體滑坡的發(fā)育特征及變形影響因素分析

朱利輝 張新民

摘要：甘肅省慶陽地區(qū)地形以溝谷岸坡為主，黃土層覆蓋厚度大，特別是該區(qū)北部環(huán)縣以滑坡為主的地質(zhì)災害較為發(fā)育。甘肅環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)山體滑坡尤為典型，近年來降水量較大，強暴雨等極端天氣頻發(fā)，防災減災形勢非常嚴峻，故本文以環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)山體滑坡為例，分析其特征以及變形影響因素，以期對隴東黃土地區(qū)的山體滑坡類地質(zhì)災害防治提供參考。

關鍵詞：環(huán)縣；樊家川；山體滑坡；不穩(wěn)定斜坡

Development characteristics and deformation influencing factors of landslide in Fanjiachuan village，Huan County，Gansu Province

Zhu-Li hui1，Zhang-Xin min2

1.Geological Survey of Gansu Province，Lanzhou 730000 2.Qingyang Natural Resources Bureau，Qingyang 745000

ABSTRACT： In Qingyang area of Gansu Province，the landform is mainly gully bank slope，and the Loess cover is thick，especially in the northern part of the area，the landslide is the main geological hazard in Huan County. The mountain landslide in Fanjiachuan Township，Huan County，Gansu Province，is particularly typical. In recent years，the mountain landslide in Fanjiachuan Township，Huan County province has experienced heavy rainfall and frequent extreme weather such as heavy rainstorms，the characteristics and deformation influencing factors are analyzed in order to provide reference for the prevention and control of landslide-like geological disasters in the Loess area of East Gansu.

Key Words： Development Characteristics；landslide；unstable slope；influencing factors。

環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)山體滑坡于樊家川村東側(cè)山體之上。近年來，本區(qū)山前地帶普遍有開挖坡腳建房、坡面改造的現(xiàn)象，加上當?shù)卮嗳醯纳鷳B(tài)環(huán)境，地質(zhì)災害頻繁發(fā)生，對當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展和人民生命財產(chǎn)的安全帶來極大威脅。嚴重制約了當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展，防災減災形勢非常嚴峻。故本文通過分析發(fā)育特征及變形影響因素，以期對隴東黃土地區(qū)的山體滑坡類地質(zhì)災害防治提供參考。

1.自然地理環(huán)境概況

環(huán)縣位于甘肅省東部、慶陽地區(qū)西北部，東鄰華池縣和陜西定邊縣，南連慶陽、鎮(zhèn)原，西、北方與寧夏的固原、同心、鹽池三縣接壤。樊家川鄉(xiāng)位于環(huán)縣東北部，距環(huán)縣縣城約38km，由省道211及鄉(xiāng)村便道相連，交通較為便利。

環(huán)縣屬于半干旱大陸性氣候區(qū)，氣候溫涼干燥，日照充足，四季分明，據(jù)環(huán)縣縣城氣象站提供的資料表明，區(qū)內(nèi)多年平均降水量407.3mm，1964年降水量最大，其值達812.9mm，1987年降水量最小，僅277.2mm，降水年變率大，日最大降水量88.5mm。區(qū)內(nèi)多年平均氣溫8.6℃，7月份最高溫度37.5℃，1月份最低溫度-23.2℃，多年平均蒸發(fā)量1674mm，平均無霜期143天，凍土深度1.09m，最早凍結(jié)在10月中旬，最晚解凍期在4月份。區(qū)內(nèi)風多，風力強，冬春多偏北風，夏秋多偏南風。

環(huán)江屬馬蓮河上游水系，發(fā)源于環(huán)縣甜水鄉(xiāng)樊溝泉，全長140km，是縣境內(nèi)主要河流，項目區(qū)發(fā)育有數(shù)條坡面型沖溝，常年干涸，僅在強降水時節(jié)存在坡面匯流。

2.地質(zhì)環(huán)境條件

2.1地形地貌

根據(jù)地形地貌的成因和形態(tài)劃分，勘查區(qū)屬于隴東黃土高原溝壑區(qū)。調(diào)查區(qū)海拔1170m～1350m，海拔最高位于邊坡中部，最低處位于安塞川溝谷，相對高差180m，頂部山梁呈渾圓狀和梁狀，由于人工改造，坡體下部坡面較平整、陡峭，為人工削方所致，坡體中下部出現(xiàn)有滑坡現(xiàn)象，規(guī)模較小[1]。樊家川鄉(xiāng)西側(cè)邊坡距居民區(qū)較近，整體較陡，坡度為55°～75°。

2.2地層巖性

根據(jù)調(diào)查及鉆探情況，工作區(qū)出露的地層主要為第四系和白堊系，按照從新到老分述如下：

第四系（Q）：全新統(tǒng)沖洪積物（Q4al+pl）、上更新統(tǒng)馬蘭黃土（Q3eol）、中更新統(tǒng)離石黃土（Q2eol）。

白堊系（K）：白堊系砂質(zhì)泥巖巖組（K1 Z5）：分布于勘查區(qū)河谷一帶的坡體下部，巖性為藍灰、灰綠色與紫褐色泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，粉粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，鐵鈣質(zhì)膠結(jié)，致密堅硬。

2.3水文地質(zhì)條件

根據(jù)地下水的形成、分布、埋藏與水力特征，本區(qū)地下水可分為溝谷沖洪積層潛水和松散巖類裂隙水兩種。

溝谷沖洪積層潛水：分布于安塞川河谷漫灘，含水層主要為沖洪積砂礫石、粉砂及粉土層，透水性較強，礦化度多小于1g/L。

松散巖類裂隙水：該類水主要賦存于白堊系砂巖、泥巖、粉砂巖的裂隙中。

2.4地質(zhì)構(gòu)造、新構(gòu)造運動與地震

（1）地質(zhì)構(gòu)造：本區(qū)位于鄂爾多斯地臺南緣陜甘寧盆地西部，為大面積的黃土所覆蓋。該盆地是一個以中生代陸相沉積為主體的大型內(nèi)陸拗陷盆地，呈近南北向矩形輪廓，周圍被活動斷裂所圍限。盆地內(nèi)部有開闊平緩的隆起及坳陷帶，有隱狀的東西向和北東向斷裂帶，總體構(gòu)造變動極為微弱，地層產(chǎn)狀非常平緩。（2）新構(gòu)造運動：在本區(qū)以大面積整體性隆起為特征，使溝谷迅速下切，形成切蝕溝壑地貌和重力侵蝕地貌。調(diào)查區(qū)溝谷主溝及支溝均呈“V”字形，溝谷切深一般在80m以上，中上游溝床比降多在20%～30%。溝谷兩側(cè)滑坡、崩塌、坍—滑塌發(fā)育，坡面重力侵蝕強烈。（3）地震：按照《建筑抗震設計規(guī)范》（GB50011—2010），工作區(qū)抗震設防烈度為Ⅶ度，第二組，設計基本地震動峰值加速度為0.10g。

2.5巖土體工程地質(zhì)特性

根據(jù)勘查區(qū)巖土體類型及其工程地質(zhì)性質(zhì)可劃分為以下類型：土體工程地質(zhì)特性：黃土（Q3eol、Q2eol）：馬蘭黃土厚度5m～20m，土質(zhì)較均勻，具大孔隙，垂直節(jié)理裂隙發(fā)育。天然含水率9.5%～12%，天然容重13.6kN/m3～14.5kN/m3，干容重12.4kN/m3～13.2kN/m3，孔隙率50.1%～53.6%，液限25.4%～ 26.0%，塑限16.4%～16.7%，壓縮系數(shù)0.18～0.67MPa-1，壓縮模量3.19MPa～11.56MPa，黏聚力16.6kPa～18.2kPa，內(nèi)摩擦角 25.8°～27.0°，濕陷性系數(shù)0.030～0.054，屬濕陷性黃土；離石黃土致密，含鈣質(zhì)結(jié)核，屬于非濕陷性黃土。

巖體工程地質(zhì)特性：沉積相軟弱—半堅硬層狀砂質(zhì)泥巖巖組（K1Z5）：該巖組為白堊系環(huán)河組泥巖，強風化，在人工開挖的高陡邊坡下部呈帶狀產(chǎn)出，巖性為藍灰、灰綠色與紫褐色泥巖、砂質(zhì)泥巖、泥質(zhì)粉砂巖，粉粒狀結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，泥巖表面風化強烈，節(jié)理、裂隙極為發(fā)育。天然容重22.423.1kN/m3，干容重20.6kN/m3～21.5kN/m3，天然含水率7.34%～8.48%，孔隙率11.29%～15.26%，天然抗壓強度8.22MPa～8.41MPa，殘余內(nèi)摩擦角31.3°～32.4°，黏聚力2.35MPa～3.20MPa。

3.不穩(wěn)定斜坡的發(fā)育特征

3.1 X1不穩(wěn)定邊坡

該不穩(wěn)定邊坡位于樊家川派出所后側(cè)山體，為居民切削坡腳建房而形成的土質(zhì)邊坡，坡寬60.0m，坡腳高程1215.0m，坡頂高程1238.0m，相對高差23m，邊坡斷面呈上緩下陡的折線狀，上部坡度約24°，下部約55°～60°。房屋距離坡腳約10m，坡頂呈內(nèi)凹狀，降水易匯集下滲。

該不穩(wěn)定邊坡由于切削坡體建房，坡腳內(nèi)凹呈折線狀延伸，邊坡前緣凌空面較大，土體破碎，坡面水力沖蝕明顯，表層土體滑塌跡象明顯；邊坡后緣坡度較緩，栽種樹木，順后緣修建有一條匯水渠，受降水下滲影響，發(fā)育有一條卸荷裂縫，裂縫寬2cm～5cm，深約20cm～40cm，久之，隨降水匯集下滲，裂隙進一步擴展，極易發(fā)生滑塌。

3.2 X2不穩(wěn)定邊坡

該不穩(wěn)定邊坡坡寬165.0m，坡高34.5m，為居民開挖坡腳建房形成，屬于土質(zhì)邊坡，邊坡斷面呈折線狀。坡腳呈陡坎狀，平均坡度在70°～75°以上，高程約1215.2m，坡頂高程約1249.7m。坡腳處分布有9口窯洞，現(xiàn)已廢棄，房屋與坡腳最小距離僅為2m。

邊坡前緣臨空，坡體呈直立狀，該邊坡經(jīng)切削坡腳向內(nèi)開挖形成9口窯洞，現(xiàn)已廢棄，洞內(nèi)空心而洞口封堵，由于年久失修，洞口頂部土體發(fā)生剝落、坍塌；坡面土體破碎，順坡向發(fā)育有多條裂隙；邊坡后緣平緩，發(fā)育有一條裂縫，裂縫寬一般為1cm～4cm，深一般為10cm～50cm。

3.3 X3不穩(wěn)定邊坡

該不穩(wěn)定邊坡位于安塞廣場后側(cè)山體前緣，屬于人工開挖坡體建房等形成的土質(zhì)邊坡，坡寬56m，坡腳高程1214.1m，坡頂高程1252.5m，相對高差38.4m。由于開挖坡體，坡面起伏較大，呈上緩下陡的折線狀。坡腳陡坎段，坡度約71°～74°，上部緩坡段，坡度約50°～55°。

滑坡坡腳寬約21m，高約28m，滑體厚度約2m～5m，滑塌方量約620m3，屬于小型牽引式黃土滑坡?；w堆積于坡腳，毀壞坡腳處已建的磚墻，由于規(guī)模較小，坡腳人員分布較少，未造成人員傷亡。由于切削坡腳建房，該不穩(wěn)定邊坡臨空面較大，土體破碎，坡面裂縫極其發(fā)育，坡頂發(fā)育有多條裂縫，如在其他因素影響下，極易發(fā)生滑塌。

3.4 X4不穩(wěn)定邊坡

該不穩(wěn)定邊坡位于樊家川中心育兒園后側(cè)山體，為土質(zhì)邊坡，坡寬136.0m，坡腳高程1213.0m，坡頂高程1239.0m，相對高差26m，由于切削坡體建房，坡腳呈陡坎狀，坡面較起伏不大，較順直，平均坡度52°～57°，坡頂為一平臺，寬約4m～10m。坡腳處房屋密集，距離坡腳3m～7m。該不穩(wěn)定邊坡由于切削坡體建房，臨空面較大，坡面土體松散，水力沖蝕明顯，發(fā)育有多條順坡向沖痕。

3.5 X5不穩(wěn)定邊坡

根據(jù)坡高、坡度等地貌特征，將X5不穩(wěn)定邊坡分為兩段，編號X5-1、X5-2，其基本特征如下：（1）X5-1不穩(wěn)定邊坡。該不穩(wěn)定邊坡為居民開挖坡腳建房形成的土質(zhì)邊坡，坡寬51.0m，坡度65°～70°坡腳高程1213.3m，坡頂高程1231.8m，相對高差18.5m，坡面呈內(nèi)凹圓弧形。坡腳處房屋密集，距離坡腳約1m～3m，坡體中部由于開挖窯洞形成臺地，臺地寬11m～15m，臺地內(nèi)側(cè)分布有5口窯洞，用于居住或堆放雜物，坡頂較緩，有村道通過。根據(jù)勘查，坡體物質(zhì)組成上部為馬蘭黃土，厚10m～18m，下部為離石黃土，厚6m～15m。該不穩(wěn)定邊坡由于側(cè)向開挖坡體修建窯洞，破壞了坡體的完整性，窯洞上部土體出現(xiàn)局部滑塌現(xiàn)象，后經(jīng)過坡面平整，修建護面墻等措施，才有效地治理了滑塌。坡頂上部較平緩，降水易匯集下滲，發(fā)育有一條卸荷裂縫。（2）X5-2不穩(wěn)定邊坡。該不穩(wěn)定邊坡為土質(zhì)邊坡，坡寬78.0m，坡高6.5m～13.2m，坡腳由于開挖建房呈陡坎狀，坡度64°～73°，房屋距離坡腳4m～6m，坡頂有寬約3m村道通過，較平緩。坡體上部為馬蘭黃土，厚10m～18m，下部為離石黃土，厚6m～15m。該不穩(wěn)定邊坡坡腳處局部有小規(guī)模滑塌，坡面水力沖蝕明顯，坡頂未見明顯變形。

3.6 X6不穩(wěn)定邊坡

根據(jù)坡高、坡度等地貌特征，將X6不穩(wěn)定邊坡分為兩段，編號X6-1、X6-2，

其基本特征如下：（1）X6-1不穩(wěn)定邊坡。該不穩(wěn)定邊坡為切削坡腳建房而形成的土質(zhì)邊坡，坡寬98.0m，坡腳高程1213.4m，坡頂高程1219.4m，相對高差6.0m～7.5m，坡腳呈陡坎狀，坡度64°～67°，房屋距離坡腳約3m～4m，坡頂為一平臺，平臺寬12m～ 19m。據(jù)勘察，坡體物質(zhì)組成為馬蘭黃土，厚6.0m～7.5m。

該不穩(wěn)定邊坡土體破碎，坡面受雨水沖蝕明顯，有多條順坡向的沖痕，坡頂發(fā)育有多條裂縫，縫寬一般為1cm～ 3cm，深一般為15cm～40cm。

（2）X6-2不穩(wěn)定邊坡。該不穩(wěn)定邊坡為土質(zhì)邊坡，坡寬82.0m，坡腳高程1213.0m，坡頂高程1237.5m，相對高差24.5m，坡體外凸，坡度60°～65°。坡腳處房屋密集，房屋距離坡腳1m～3m。據(jù)鉆孔揭露，不穩(wěn)定邊坡上部為馬蘭黃土，厚6m～15m，下部為離石黃土，厚約10m～15m。

該不穩(wěn)定邊坡由于切削坡體建房，前緣臨空，局部發(fā)生滑塌，坡頂發(fā)育有一條裂縫，裂縫寬3cm～7cm，深約20cm～50cm。

3.7 X7不穩(wěn)定邊坡

該不穩(wěn)定邊坡屬于人工開挖坡體建房等形成的巖土質(zhì)邊坡，坡寬87.0m，坡腳高程1214.0m，坡頂高程1243.0m，相對高差29.0m，坡度約62°～65°，坡體經(jīng)開挖修整，形成兩級臺坎，臺坎寬約1.5m～2.0m，坡面較平整順直。坡頂較平緩，坡腳距離公路約18m。

該不穩(wěn)定邊坡坡面雨水沖蝕明顯，上部馬蘭黃土段發(fā)生局部滑塌，在坡頂有發(fā)育有一條卸荷裂縫。

4.不穩(wěn)定邊坡變形影響因素

4.1地形地貌

地處中低山之間相夾持的河谷地帶，為左岸的一級階地邊坡地帶，地形總體東高西低，邊坡坡度較大，為不穩(wěn)定邊坡發(fā)育提供了有利的條件。

4.2地層巖性

第四系覆蓋層結(jié)構(gòu)松散，其物質(zhì)組成主要為粉土，其強度低，具強濕陷性，當其含水量較大時，抗剪強度進一步降低，由于上部與下部的土層存在力學性質(zhì)差異，易沿差異面發(fā)生滑移。

4.3人類工程活動

不穩(wěn)定邊坡是山體邊坡地段的一種表生動力地質(zhì)現(xiàn)象。它們的形成需有特定的地質(zhì)條件，即一定的邊坡臨空面，易于滑動的巖、土體，有軟弱結(jié)構(gòu)面及地下水沿軟弱面不斷活動等基本的地質(zhì)條件。本次勘查的X1-X7不穩(wěn)定邊坡，坡度較陡，坡面無植被覆蓋，在降水或地震情況下，極易失穩(wěn)發(fā)生下滑位移。

5.結(jié)論

本文從自然地理狀況和地質(zhì)環(huán)境條件兩個方面入手，詳細分析了環(huán)縣樊家川鄉(xiāng)山體滑坡的發(fā)育特征及變形影響因素。該山體滑坡變形影響因素有三個方面，分別為地形地貌、地層巖性以及人類工程活動。

參考文獻：

[1]王玉才.河谷形狀對深覆蓋層上面板堆石壩變形的影響[J].地下空間與工程學報， 2013， 9（06）：1439-1442+1456.