甘肅合水縣典型滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征及形成因素分析

靳仲娥

(甘肅省地質(zhì)調(diào)查院，甘肅 蘭州 730000)

1 序言

甘肅省合水縣地處鄂爾多斯盆地西南部，境內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，造成了嚴(yán)重的人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。最新的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查表明，全縣共發(fā)育有各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)162處，滑坡97處，占各類(lèi)地質(zhì)災(zāi)害一半以上，是合水縣境內(nèi)危害最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型(圖1)。近幾年來(lái)，合水縣在治理滑坡地質(zhì)災(zāi)害等方面采取了有力的措施，災(zāi)害防治效果顯著，但由于地質(zhì)災(zāi)害形成的復(fù)雜性，地質(zhì)災(zāi)害仍在不斷發(fā)生。因此，本文通過(guò)分析典型的滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征和形成條件，提出有效的治理措施，對(duì)于區(qū)內(nèi)減災(zāi)防災(zāi)和促進(jìn)地方經(jīng)濟(jì)發(fā)展，建立和諧社會(huì)，具有重要的現(xiàn)實(shí)意義[1]。

2 地質(zhì)環(huán)境概況

合水縣位于隴東黃土高原，子午嶺橫貫縣域中北部，區(qū)域地勢(shì)總體為北部高，南部低，海拔980～1 687 m，地貌類(lèi)型以侵蝕—堆積河谷地貌、黃土殘塬地貌和黃土丘陵地貌為主。

區(qū)域上位于天(池)—環(huán)(縣)向斜的東翼，自中晚元古代以來(lái)基本上處于長(zhǎng)期穩(wěn)定狀態(tài)，表現(xiàn)為整體上升與沉降為主的垂直運(yùn)動(dòng)，構(gòu)造簡(jiǎn)單。出露地層以白堊系、新近系和第四系為主。

區(qū)內(nèi)河流屬黃河水系，境內(nèi)以北西—南東走向的子午嶺為分水嶺，子午嶺以東匯入葫蘆河，子午嶺以西注入馬蓮河。境內(nèi)河流主要有馬蓮河、縣川河、固城河、葫蘆等河四條河流，其中縣川河、固城河為馬蓮河一級(jí)支流。

3 滑坡地質(zhì)災(zāi)害特征

3.1 滑坡類(lèi)型劃分

滑坡是調(diào)查區(qū)危害最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，主要分布于調(diào)查區(qū)黃土殘塬邊緣斜坡地帶和馬蓮河、固城河、縣川河及葫蘆河兩側(cè)斜坡帶?；骂?lèi)型按照物質(zhì)組成劃分，均為土質(zhì)黃土；按照滑體厚度劃分，淺層滑坡36處，(<10 m)占50.00%，中層滑坡30處，(10～25 m)占41.67%，深層滑坡6處，(25～50 m)占8.33%；以運(yùn)動(dòng)形式劃分，牽引式滑坡占總數(shù)的48.61%，推移式滑坡占總數(shù)的51.39%；根據(jù)滑體體積劃分，特大型滑坡占總數(shù)的2.78%，大型滑坡占總數(shù)的27.78%，中型滑坡占總數(shù)的48.61%，小型滑坡占總數(shù)的20.83%[2]。通過(guò)統(tǒng)計(jì)分析，合水縣發(fā)育的滑坡類(lèi)型均為黃土滑坡，中型、推移式、中淺層滑坡居多(圖1)。

3.2 滑坡形態(tài)特征及規(guī)模

以吉峴鄉(xiāng)新城子滑坡為例，該滑坡地處黃土殘塬邊緣沖溝溝岸，為土質(zhì)、牽引式滑坡，滑坡總體呈NW-ES向展布，平面形態(tài)呈“簸箕”形，剖面形態(tài)呈“凹”形，主滑方向210°?；麦w高100～120 m，長(zhǎng)260 m，寬120 m。經(jīng)本次調(diào)查，滑體厚度8～12 m，平均厚度10 m，滑坡總方量31.2 × 104m3，屬中型滑坡(圖1)。

圖2 吉峴鄉(xiāng)新城子滑坡剖面示意圖

3.3 滑坡基本要素

(1)滑坡周界：新城子滑坡滑體輪廓清晰，其后緣為滑坡陡壁，后緣高程1 090 m；滑坡剪出口位于坡體中下部近坡腳一帶，前緣高程2 100 m；東西兩側(cè)以坡面植被發(fā)育處為界。

(2)滑坡后壁：新城子滑坡后壁呈“圈椅”狀，壁面傾向約205°，傾角45°～50°，坎高20～35 m，坡面零亂。后壁植被覆蓋率低，零星分布雜草等，出露地層為粉土。

(3)滑坡體：新城子滑坡滑體厚度8～12 m，滑體由粉土組成。結(jié)構(gòu)疏松，地層紊亂，下部含大量磚紅色古土壤。

(4)滑床：新城子滑坡滑床在離石黃土中，滑帶土主要由粉質(zhì)黏土組成，滑帶土厚度約1～2 m?；埠缶壿^陡，前緣靠近剪出口的部位則近水平。

3.4 滑坡穩(wěn)定性定性分析

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，新城子滑坡前緣破碎凌亂，存在臨空面，斜坡坡度40°～50°；滑體平均坡度45°，發(fā)育多條斷續(xù)裂縫，延伸長(zhǎng)度一般5～10 m，最長(zhǎng)達(dá)15 m，縫寬一般0.3～0.5 m，最寬達(dá)0.8 m，深度5～8 m。后緣發(fā)育落水洞2處，平面形態(tài)呈圓形，洞口直徑達(dá)1～3 m。裂縫與落水洞現(xiàn)已回填，但在強(qiáng)降雨條件下仍有進(jìn)一步變形趨勢(shì)?；潞蟊诔省叭σ巍睜?，壁面坎高20～35 m，局部隱約可見(jiàn)擦痕，后緣發(fā)育落水洞。馬蘭黃土節(jié)理裂隙發(fā)育，存在溜土現(xiàn)象。綜上，認(rèn)為該滑坡目前處于欠穩(wěn)定的狀態(tài)。該滑坡未采取任何治理措施，在地震、降雨、坡體加載、坡體振動(dòng)和地表水入滲等引發(fā)因素作用下，其失穩(wěn)再次發(fā)生整體滑動(dòng)或局部復(fù)活發(fā)生新滑坡的可能性大，發(fā)展趨勢(shì)為不穩(wěn)定[3]。

4 滑坡形成因素分析

4.1 地形地貌因素

滑坡位于沖溝左岸斜坡一帶，坡體原始自然坡度40°～50°，上陡下緩。斜坡的這種后緣高陡、前緣開(kāi)闊的地形特點(diǎn)，為斜坡失穩(wěn)發(fā)生滑坡提供了良好的臨空條件。位于斜坡高處的黃土由于勢(shì)能大，在重力作用下，具備了局部垮塌、下滑的動(dòng)力條件。

4.2 巖土體結(jié)構(gòu)因素

勘查區(qū)內(nèi)地層巖性主要有馬蘭黃土、離石黃土及午城黃土。馬蘭黃土披覆于斜坡上部，具孔隙、濕陷性，在人類(lèi)工程活動(dòng)及水的作用下，極易形成垂直裂縫、陷穴、落水洞等，使坡體產(chǎn)生崩滑；滑坡前緣下付午城黃土，為隔水層，水體下滲極易形成軟弱帶，容易引發(fā)式滑坡的發(fā)生，成為滑坡形成的內(nèi)部因素之一。

斜坡的這種巖性組合特征，決定了斜坡本身就不具備良好的穩(wěn)定條件，尤其是斜坡上部馬蘭黃土層，其本身的力學(xué)性質(zhì)差，屬易滑塌土體，在其他因素的作用下很容易失穩(wěn)滑動(dòng)。

4.3 水的作用因素

降水是滑坡產(chǎn)生的主要引發(fā)因素之一。滑體主要由馬蘭黃土及離石黃土構(gòu)成，結(jié)構(gòu)疏松，入滲條件較好，雨季時(shí)，降水入滲，使滑體局部充水，形成臨時(shí)性含水層；滑坡前緣下部為午城黃土，為隔水層，在降雨、灌溉等條件下，水體下滲至午城黃土表層時(shí)，地下水受到阻隔后，即向水平方向逕流，在巖土體接觸面以泉的形式排泄，一方面泉水排泄長(zhǎng)期作用，帶走滑帶土中的細(xì)顆粒，使滑帶土孔隙率增大，抗剪強(qiáng)度降低。另一方面，滑動(dòng)帶長(zhǎng)期干濕交替的環(huán)境變化，使午城黃土表層風(fēng)化，長(zhǎng)期的這種作用，降低了抗剪強(qiáng)度，形成了一定厚度的軟弱帶?；露逊e物在自重或其他因素作用下，滑坡前緣堆積體位移變形隨時(shí)間延續(xù)而緩慢增加，滑坡中部、后緣失去支撐而變形，裂縫拉張，拉裂面逐漸向深部擴(kuò)展，伴隨著雨水、灌溉水下滲，在滲透水壓力作用下，拉裂面最終與滑坡體內(nèi)最大剪應(yīng)力潛在滑移面相連，潛在滑移面貫通成滑動(dòng)面形成滑坡。

4.4 人類(lèi)工程活動(dòng)的影響

滑坡區(qū)人類(lèi)工程活動(dòng)主要表現(xiàn)在坡頂耕植對(duì)天然植被的破壞，破壞了原有的林草植被。同時(shí)，坡面耕地在夏季被耕翻疏松，致使坡面結(jié)構(gòu)發(fā)生破壞，加大了降水量的滲入。

5 滑坡治理建議

建議對(duì)新城子滑坡采取如下防治措施：(1)對(duì)滑體進(jìn)行削坡減載，填埋滑體上的裂縫并壓實(shí)，防止滑體再次發(fā)生滑坡；(2)對(duì)滑坡后壁進(jìn)行削坡減載，防治其失穩(wěn)發(fā)生崩塌、滑坡災(zāi)害；(3)填埋滑坡后緣落水洞，防治地表水直接入滲坡體；(4)在滑坡堆積體周邊、中部及滑坡后緣修建截、排水渠，減少坡面地表水入滲；(5)加強(qiáng)滑坡及其后壁的變形監(jiān)測(cè)，制定完善的安全預(yù)警機(jī)制和緊急情況處置方案。

6 結(jié)論

合水縣地質(zhì)環(huán)境脆弱，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，滑坡是危害最嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型，滑坡類(lèi)型均為黃土滑坡，中型、推移式、中淺層滑坡居多。本文以典型的新城子滑坡為研究對(duì)象，認(rèn)為地形地貌、巖土體結(jié)構(gòu)、水的作用、人類(lèi)工程活動(dòng)是誘發(fā)滑坡形成的主要因素，并針對(duì)具體條件提出相應(yīng)的治理措施，為同類(lèi)型的滑坡體治理提供參考。