甘肅合水縣典型滑坡地質災害特征及形成因素分析

靳仲娥

(甘肅省地質調查院，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，境內地質災害頻發，造成了嚴重的人員傷亡和經濟損失。最新的地質災害調查表明，全縣共發育有各類地質災害隱患點162處，滑坡97處，占各類地質災害一半以上，是合水縣境內危害最嚴重的地質災害類型(圖1)。近幾年來，合水縣在治理滑坡地質災害等方面采取了有力的措施，災害防治效果顯著，但由于地質災害形成的復雜性，地質災害仍在不斷發生。因此，本文通過分析典型的滑坡地質災害特征和形成條件，提出有效的治理措施，對于區內減災防災和促進地方經濟發展，建立和諧社會，具有重要的現實意義[1]。

2 地質環境概況

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

區域上位于天(池)—環(縣)向斜的東翼，自中晚元古代以來基本上處于長期穩定狀態，表現為整體上升與沉降為主的垂直運動，構造簡單。出露地層以白堊系、新近系和第四系為主。

區內河流屬黃河水系，境內以北西—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支流。

3 滑坡地質災害特征

3.1 滑坡類型劃分

滑坡是調查區危害最嚴重的地質災害類型，主要分布于調查區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斜坡帶。滑坡類型按照物質組成劃分，均為土質黃土；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%；以運動形式劃分，牽引式滑坡占總數的48.61%，推移式滑坡占總數的51.39%；根據滑體體積劃分，特大型滑坡占總數的2.78%，大型滑坡占總數的27.78%，中型滑坡占總數的48.61%，小型滑坡占總數的20.83%[2]。通過統計分析，合水縣發育的滑坡類型均為黃土滑坡，中型、推移式、中淺層滑坡居多(圖1)。

3.2 滑坡形態特征及規模

以吉峴鄉新城子滑坡為例，該滑坡地處黃土殘塬邊緣沖溝溝岸，為土質、牽引式滑坡，滑坡總體呈NW-ES向展布，平面形態呈“簸箕”形，剖面形態呈“凹”形，主滑方向210°。滑坡體高100～120 m，長260 m，寬120 m。經本次調查，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；東西兩側以坡面植被發育處為界。

(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。結構疏松，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，滑帶土主要由粉質黏土組成，滑帶土厚度約1～2 m。滑床后緣較陡，前緣靠近剪出口的部位則近水平。

3.4 滑坡穩定性定性分析

經現場調查，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°，發育多條斷續裂縫，延伸長度一般5～10 m，最長達15 m，縫寬一般0.3～0.5 m，最寬達0.8 m，深度5～8 m。后緣發育落水洞2處，平面形態呈圓形，洞口直徑達1～3 m。裂縫與落水洞現已回填，但在強降雨條件下仍有進一步變形趨勢。滑坡后壁呈“圈椅”狀，壁面坎高20～35 m，局部隱約可見擦痕，后緣發育落水洞。馬蘭黃土節理裂隙發育，存在溜土現象。綜上，認為該滑坡目前處于欠穩定的狀態。該滑坡未采取任何治理措施，在地震、降雨、坡體加載、坡體振動和地表水入滲等引發因素作用下，其失穩再次發生整體滑動或局部復活發生新滑坡的可能性大，發展趨勢為不穩定[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、前緣開闊的地形特點，為斜坡失穩發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能大，在重力作用下，具備了局部垮塌、下滑的動力條件。

4.2 巖土體結構因素

勘查區內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，在人類工程活動及水的作用下，極易形成垂直裂縫、陷穴、落水洞等，使坡體產生崩滑；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，容易引發式滑坡的發生，成為滑坡形成的內部因素之一。

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定條件，尤其是斜坡上部馬蘭黃土層，其本身的力學性質差，屬易滑塌土體，在其他因素的作用下很容易失穩滑動。

4.3 水的作用因素

降水是滑坡產生的主要引發因素之一。滑體主要由馬蘭黃土及離石黃土構成，結構疏松，入滲條件較好，雨季時，降水入滲，使滑體局部充水，形成臨時性含水層；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，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，一方面泉水排泄長期作用，帶走滑帶土中的細顆粒，使滑帶土孔隙率增大，抗剪強度降低。另一方面，滑動帶長期干濕交替的環境變化，使午城黃土表層風化，長期的這種作用，降低了抗剪強度，形成了一定厚度的軟弱帶。滑坡堆積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間延續而緩慢增加，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最大剪應力潛在滑移面相連，潛在滑移面貫通成滑動面形成滑坡。

4.4 人類工程活動的影響

滑坡區人類工程活動主要表現在坡頂耕植對天然植被的破壞，破壞了原有的林草植被。同時，坡面耕地在夏季被耕翻疏松，致使坡面結構發生破壞，加大了降水量的滲入。

5 滑坡治理建議

建議對新城子滑坡采取如下防治措施：(1)對滑體進行削坡減載，填埋滑體上的裂縫并壓實，防止滑體再次發生滑坡；(2)對滑坡后壁進行削坡減載，防治其失穩發生崩塌、滑坡災害；(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)加強滑坡及其后壁的變形監測，制定完善的安全預警機制和緊急情況處置方案。

6 結論

合水縣地質環境脆弱，地質災害頻發，滑坡是危害最嚴重的地質災害類型，滑坡類型均為黃土滑坡，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象，認為地形地貌、巖土體結構、水的作用、人類工程活動是誘發滑坡形成的主要因素，并針對具體條件提出相應的治理措施，為同類型的滑坡體治理提供參考。