成縣紙坊鎮上街社不穩定斜坡特征及影響因素分析

何天淼

(甘肅省地質礦產勘查開發局第三地質礦產勘查院，甘肅 蘭州 730000)

甘肅省成縣紙坊鎮紙坊村上街社不穩定斜坡位于紙坊鎮西側Ⅲ級階地地帶，平面形態呈近東西向展布，坡面形態呈“直線”狀，上街社不穩定斜坡坡頂為紙坊上街社村民耕地，坡腳處坐落有上街社村民，主要威脅區域有居民61戶208人，鎮政府及派出所相關單位工作人員184人，寺廟一座，耕地8畝，道路240 m，財產約2 362萬元。

1 自然地理概況

紙坊鎮地理位置屬秦嶺山脈近分水嶺南側，山脈走向近東西，為構造剝蝕的中低山地貌區，山勢陡坡雄偉，比高大，區域斷垣殘壁、峰回路轉、鱗次櫛比。流域最高峰是北側的馬蓮山，海拔1 475 m。

勘查區地貌為構造剝蝕低山丘陵，海拔950～1 400 m，相對高差200～400 m。其特點是山頂較平緩，呈垅崗狀、長條狀展布，溝谷多呈“V”型。區內不穩定斜坡為Ⅲ級階地前緣斜坡，溝谷兩側階地經過長期的地質作用，與周邊黃土丘陵融為一體。

紙坊鎮位于西漢水一級支溝，西漢水隸屬于嘉陵江一級支流，水系較發達，溝谷縱橫，溝壑密度5 km/km2。西漢水發源于北道區羅家堡，匯流口為略陽縣徐家坪，在成縣境內長度為82 km，境內流域面積為470 km2，多年平均流量26.43 m3/s，多年平均入境流量為75 426萬m3，多年平均自產水量為7 929.82萬m3，多年平均地表總量為8 335.82萬m3，最大洪峰流量4 970 m3/s，平均年輸沙模數為1 714.80萬t/km2，平均年輸沙量為80.60萬t，境內河床平均比降為2.80‰。每年春冬季為枯水期，雨季河水量增大。

2 地質環境概況

勘查區內出露地層主要有新近系泥巖及第四系松散堆積物等本區位于武都—天水地震帶西亞帶，在歷史上地震災害較為頻繁。1542年秦州屬縣發生4級6度地震，山崖崩墜；1548年隴右地震十余次，此外在1649年發生5級以下地震兩次。2008年“5.12”汶川大地震波及該區，并造成一定的破壞。根據《建筑抗震設計規范》(GB 50011—2010)附錄A.0.25規定，該場地抗震設防烈度為8度(第二組)，設計基本地震加速度值為0.20g。

3 不穩定斜坡的特征

成縣上街社不穩定斜坡發育成縣紙坊鎮鎮鎮府南側，可分為X1斜坡、X2斜坡和X3斜坡。X1斜坡坡寬190 m，坡高3～19 m，坡度約60°～80°；X2斜坡坡寬90 m，坡高10～13 m，整體坡度約55°；X3斜坡坡寬100 m，坡高10～15 m，坡度約60°～70°。隨著近年來人口密度的不斷加大，建筑物加密，以及極端暴雨天氣和該地區地震的頻發，坡體存在的窯洞在近年來出現多次小范圍的垮塌、溜滑(邊坡垮塌)，局部坡體發育拉張裂縫縱向貫通等變形跡象。

3.1 X1斜坡特征

3.1.1 形態特征

根據X1斜坡的形態特征，進一步將其細分為X1-1、X1-2和X1-3三段。

X1-1不穩定斜坡位于X1不穩定斜坡西側，該斜坡平面形態呈“直線”形，剖面形態呈現近直線形，坡向約160°，該斜坡以西北～東南走向展布，寬約70 m，坡腳高程約1 208 m，坡頂高程約1 222 m，坡體高差10～14 m，坡度60°～80°，局部直立，坡腳均為居民區，局部建筑物緊鄰坎邊，坡頂為耕地，坡面植被覆蓋率約30%，局部因開挖裸露。目前斜坡現狀高陡，坡面凹凸不平，局部發育縱向拉張裂縫、垮塌等變形跡象。

X1-2斜坡位于X1-1斜坡東側，坡腳低于X1-1斜坡4～5 m，該斜坡平面形態呈“直線”形，坡向約158°，坡寬約100 m，坡腳高程約1 203 m，坡頂高程約1 222 m，坡體高差約15～19 m，坡度約60°～80°，剖面形態呈凸面形，坡頂為耕地，在坡頂臨近X1-3斜坡有涼亭一處，房屋一處，靠近房屋處有一高壓輸電線桿，坡腳為村民房屋，坡面下部坡度大植被稀少，斜坡坡頂分布大量雜木。目前該不穩定斜坡現狀高陡，坡面凹凸不平，局部發育縱向拉張裂縫、錯臺和垮塌等變形跡象。X1-2斜坡緊鄰X1-1斜坡，坡腳有一2層房屋，房屋緊鄰斜坡而建。X1-2斜坡坡腳有1個窯洞，深度約1 m，高度約1 m，為村民的豬圈。根據現場調查，該段斜坡坡僅有二層房屋緊鄰坡腳，坡腳建筑主要用于堆放雜物，房屋均為簡易房屋。

X1-3斜坡位于X1-2斜坡東側，該斜坡平面形態呈弧形分布，坡向約120°～158°，坡寬約20 m，坡腳高程約1 203 m，坡頂高程約1 210 m，坡體高差約3～7 m，坡度約60°～80°，上部斜坡坡度較緩，坡度約30°，坡頂為上山便道，便道一般寬度1～2 m，局部寬5～6 m，坡腳房屋密集，坡面下部坡度大植被稀少。

3.1.2 斜坡體物質成分

X1斜坡物質組成主要為黃土和粉質黏土，黃土在勘查區內表層分布，土黃色，垂向裂隙和節理較為發育，稍濕，松散[1]。粉質黏土層厚10～23 m，黃褐色，稍濕，稍密～中密，局部含礫石；礫石含量約為25%，其余為砂質充填，局部夾層鈣質膠結，分選差，磨圓度好，母巖以砂巖為主，局部夾有粉細砂透鏡體。

3.1.3 變形特征

因極端天氣頻發，X1斜坡坡體已經出現局部變形跡象，主要表現為邊坡局部垮塌、裂縫發育和出現負地形等。該段不穩定斜坡由黃土及粉質黏土組成，因修建房屋及窯洞開挖坡腳而形成，坡體近直立，因斜坡高陡，坡面裂隙發育，在雨水的作用下，粉質黏土遇水軟化，失水干縮，加劇了斜坡的變形。

3.2 X2斜坡

3.2.1 形態特征

X2斜坡位于X1斜坡東側，與X1斜坡以上山便道為界，X2斜坡平面形態呈“凹弧”形，坡向約10°，寬約90 m，坡腳高程約1 209 m，坡頂高程約1 222 m，坡體高差約10～13 m，坡度55°，坡面較為平整，緊鄰上山道路處斜坡，坡面凸出下部近于直立，中部較為平緩，上部較為陡峭，坡頂為經濟林地，栽植有核桃樹等經濟作物，坡面上部雜木茂盛，靠近X1斜坡處坡頂有寺廟一處，坡腳為紙坊鎮政府及派出所等企事業單位及道路。

3.2.2 斜坡體物質成分

X2斜坡物質組成主要為黃土和粉質黏土，黃土在勘查區表層分布，土黃色，垂向裂隙和節理較為發育，稍濕，松散。粉質黏土層厚10～23 m，黃褐色，稍濕，稍密～中密，局部含礫石；礫石含量約為25%，其余為砂質充填，局部夾層鈣質膠結，分選差，磨圓度好，母巖以砂巖為主，局部夾有粉細砂透鏡體[2]。

3.2.3 變形特征

X2斜坡坡面較為完整，暫未發現明顯變形破壞的跡象，但斜坡體物質組成主要為黃土及粉質黏土，在雨水的侵蝕作用下，坡面土體將不斷軟化，進而風化為碎塊狀，同時斜坡坡高10～13 m，坡度55°，臨空面大，在不利工況下，極易出現失穩破壞。

3.3 X3斜坡

3.3.1 形態特征

X3斜坡平面形態呈弧形，寬約100 m，坡腳高程約1 203 m，坡頂高程約1 230 m，坡體高差10～15 m，坡面較陡，坡度60°～70°，坡肩分布大量雜木，坡腳自北向南分布有廢棄窯洞7個。窯洞的存在，降低了坡體的穩定性，坡體臨空面大，局部出現多次滑塌，滑塌體堆積于坡腳。在斜坡南側有小型滑塌，滑塌體寬7～8 m，高5～6 m，厚2～3 m，體積約30 m3，滑塌體坡腳即為房屋，所幸滑塌規模較小，并未造成較大損失。

3.3.2 斜坡體物質成分

X3斜坡物質組成主要為黃土和粉質黏土，黃土在勘查區表層分布，土黃色，垂向裂隙和節理較為發育，稍濕，松散。粉質黏土黃褐色，稍濕，稍密～中密，局部含礫石；礫石含量約為25%，其余為砂質充填，局部夾層鈣質膠結，分選差，磨圓度好，母巖以砂巖為主，局部夾有粉細砂透鏡體。

3.3.3 變形特征

X3斜坡坡高，坡面較陡，臨空面大，坡體風化裂隙發育，坡腳窯洞的存在，大大降低了坡體的穩定性，現狀條件下，斜坡多次出現局部垮塌，在降雨及地震等不利工況下極易出現失穩破壞，威脅坡腳行人及住戶的生命和財產安全。斜坡南側局部出現滑塌，滑塌體體積約30 m3，坡面在降雨后多次出現局部滑塌，所幸未造成人員傷亡。

4 斜坡穩定性影響因素分析

地形地貌：斜坡坡體的臨空條件好，坡高約10～20 m，平均坡度45°～70°，局部近直立狀，適宜的坡度和一定的高差是產生斜坡失穩的基本地形條件，為該斜坡的滑塌創造了有利的地形條件[3]。

地層巖性：該不穩定斜坡豎直裂隙發育，易剝落崩塌，結構松散為地下水的聚集和貯存運移提供了有利場所；土體遇水易軟化，從而引發滑塌。

降雨：大氣降雨對斜坡穩定性的破壞作用主要表現在：降雨除產生坡面徑流外，有相當一部分滲入到坡體中，加大了坡體重量，增加了下滑力；坡體中的孔隙水壓力增加將降低有效應力，最終導致土體摩擦阻力降低；充斥于坡體裂隙中的地下水將對坡體產生靜水壓力，有利于斜坡滑塌；粉質黏土遇水易軟化，失水易干縮，在雨水的作用下，加速了斜坡坡面的風化變形破壞。

地震：地震是造成斜坡破壞的重要影響因素，許多大型崩滑的發生與地震的觸發密切相關。2008年“5·12汶川地震”和2013年岷縣“7·22地震”，勘查區震感強烈，致使坡體松動，加劇了斜坡累進性變形破壞。

人類工程活動：近年來隨著城市擴張，建筑工程、道路修建等人類工程活動頻繁，加之灌溉、生活污水的隨意排放及降雨、地震等因素的影響，斜坡變形破壞加劇，小型崩塌、滑塌時有發生，同時坡腳窯洞的存在加大了坡體失穩的可能性。

5 結論

本文在對成縣紙坊鎮上街社不穩定斜坡的自然地理、地質環境等背景特征了解的基礎上，詳細研究了該不穩定斜坡的形態特征、物質成分、變形特征，并且分析研究了斜坡變形影響因素，以期對該不穩定斜坡的防治工作提供指導。