打磨溝村不穩定邊坡特征及成因分析

李玲玲

(甘肅工業職業技術學院地質學院，甘肅 天水741025）

邊坡是指為保證路基穩定，在路基兩側做成的具有一定坡度的坡面，按不同的分類依據可分為不同的類型，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邊坡和巖質邊坡，按照穩定程度，分為穩定邊坡、不穩定邊坡和極限平衡狀態邊坡[1]。不穩定邊坡常發生滑動或崩塌破壞，大規模的邊坡巖、土體破壞能引起交通中斷、建筑物倒塌、江河堵塞、水庫淤填，給人民生命財產帶來巨大損失。打磨溝村不穩定邊坡目前處于不穩定狀態、危險性大，在長期的降雨、漏水、荷載、自身重力等的作用下，滑塌區可能會進一步擴大，甚至導致村民房屋倒塌，危及當地村民的生命財產安全，明確打磨溝村不穩定邊坡的地質特征、分析其形成原因，對該邊坡的防治極為重要。

1 不穩定邊坡概況

2017 年10 月13 日下午，榆中縣銀山鄉打磨溝村打磨溝社東北側不穩定邊坡后緣出現裂縫，出現局部失穩滑塌。該不穩定邊坡位于榆中縣銀山鄉打磨溝村打磨溝社通往大灘和茨坪村的鄉村道路邊。地理坐標：東經103°53′52.70″，北緯35°49′7.45″，高程2381m。滑塌塌區形態呈倒梯形，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，隨時有可能在接縫處斷裂或掉落的可能。由于滑塌區坡頂通村道路排水渠的滲漏作用等，加劇了整個坡體的不穩定性，有再次發生大規模滑塌的可能性。該不穩定邊坡所在區域居民集中，且其變形特征明顯，目前處于不穩定狀態，對坡頂17 戶68 人的生命及財產安全威脅較大，影響范圍較廣，對打磨溝村道路和村民的出行及生活帶來了極大的不便。

2 不穩定邊坡特征分析

2.1 不穩定邊坡形態特征

榆中縣銀山鄉打磨溝村打磨溝社不穩定邊坡發育于打磨溝村東北側，該不穩定邊坡地理坐標為：東經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 榆中縣銀山鄉打磨溝村打磨溝社不穩定邊坡遙感圖

該不穩定邊坡寬約400m，坡長約12～15m，坡頂高程2381m，其地質剖面圖（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挖山坡坡體而綜合影響而形成。不穩定邊坡坡面裸露，基本無植被覆蓋。該不穩定邊坡坡頂和坡腳居民集中，且有通村的道路從坡頂通過，對邊坡的擾動性較大，道路內側為緊臨居民區，坡腳到村民住宅區的距離約2～3m，局部緊鄰坡腳。

圖2 榆中縣銀山鄉打磨溝村打磨溝社不穩邊坡地質剖面圖

2.2 不穩定邊坡物質組成及結構特征

該不穩定邊坡主要由第四系上更新統黃土構成，厚度大于20m，粒度組成以粉粒為主，含少量粘粒，質地均勻，結構疏松，具大孔隙，垂直節理發育，有自重濕陷性；礦物成份主要為石英、長石，次為親水黏土礦物，質地均勻，無層理，具有粒狀架空式接觸現象，干燥-潮濕；淺黃色、灰黃色。濕陷性系數0.056－0.152，自重濕陷性系數0.022－0.096，為中強濕陷性黃土，粘聚力C 值為12－32kPa，內摩擦角φ 值為25.4－32.6°，標準承載力值120kPa。

2.3 不穩定邊坡變形特征

該地質災害隱患點長期存在，其中2014 年曾對該不穩定邊坡約35m 進行了應急工程治理，目前工程外觀效能良好。2017 年10月13 日晚23:40 分該不穩定邊坡未治理部分再次發生局部失穩滑塌，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。垮塌后坡體后緣約8m 水泥道路懸空，道路內側及村民房屋墻壁出現裂縫，道路外側公路護欄、通信桿、電桿向外傾斜，外側道路裂縫明顯，寬約2cm。該不穩定邊坡目前處于不穩定狀態，根據地質災害穩定性和危害程度分級表確定為危險性大[2]。在長期的降雨、漏水、荷載、自身重力等的作用下，垮塌區可能會進一步擴大。

其余未造成災害部分，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，且隨著近年來降雨的增多，這種垮塌有不斷加劇的趨勢[3]。

3 不穩定邊坡成因分析

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

3.1 地形地貌條件

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

3.2 坡體結構

不穩定邊坡坡體為黃土層，質地均勻，固結松散，不具層理，具大孔隙構造，垂直節理發育，具強濕陷性，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構破壞，促使斜坡發生失穩變形。

3.3 降水因素

由于組成坡體的土體結構疏松，不穩定邊坡體后緣及中部裂縫發育，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度，同時在降雨、人類生活排水等大量入滲條件下潛蝕作用加強，使原始斜坡朝不穩定的方向不斷地轉化，最終發生不穩定邊坡地質災害。

3.4 人類工程活動

村民在斜坡坡頂和坡腳處修建房屋及道路，開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作用，一方面不穩定斜坡會發生卸荷變形，進而產生大量裂縫，使得斜坡體自身原有的穩定性降低；另一方面隨著降雨等的入滲，黃土原有的物理力學性質發生變化，降低了土體原有的抗剪強度，進一步降低了不穩定邊坡的自身穩定，當破壞的應力應變達到自身穩定的臨界值時，土體內部的結構發生破壞，使土體沿某一軟弱面向下滑動，發生整體或局部滑塌。

4 結論

打磨溝村打磨溝社不穩定邊坡是高陡的黃土邊坡，土體結構疏松，地形切割強烈，坡面裸露，垂直節理發育，具強濕陷性，遇水易崩解。以及車輛擾動對邊坡穩定性影響大，造成不穩定邊坡失穩的內部因素不穩定邊坡的坡形、巖性以及坡體結構，外部因素主要降雨、坡頂的排水、滲水作用、車輛的擾動作用、以及修建房屋道路等人類工程活動。