兰州伏龙坪坪区不稳定斜坡灾害现状及成因分析

2016-04-14刘青原

地球 2016年8期

关键词：规划区坡脚坡体

■刘青原

（甘肃有色工程勘察设计研究院甘肃兰州730000）

兰州伏龙坪坪区不稳定斜坡灾害现状及成因分析

■刘青原

（甘肃有色工程勘察设计研究院甘肃兰州730000）

以甘肃兰州市伏龙坪周边发育的不稳定斜坡灾害为例，对伏龙坪地区的不稳定斜坡灾害特征和形成机制进行简单的分析，为类似的坪体边缘地带不稳定斜坡灾害的规划和治理提供依据。

不稳定斜坡工程地质特征成因分析评价灾害发展趋势

1　概况

兰州市是我国地质灾害最为严重的省会城市之一，伏龙坪位于兰州市区南部，近年来，随着人口不断增长，在坪体边缘及沟口一带新建了许多的居民住宅和企业，坪体边缘斜坡的建设、削坡、倾倒垃圾、无序排水等人类工程活动大大的加剧了斜坡地段滑坡崩塌等地质灾害的发生，不稳定斜坡灾害十分严重。

2　地形地貌

伏龙坪规划区地形较平坦，总体上由南向北倾斜，地面坡度5%左右，地面高程1570-1690m。地貌类型主要有黄河Ⅲ、Ⅳ级阶地，在长期人类活动和地质应力等因素影响下，阶面较破碎，发育有不同规模的沟谷，沟谷多呈V、U型，切割深度达10-50m。Ⅲ级阶地位于雷坛河东岸一带，面积相对较小，地形较平坦，地面高程1540-1550m，属基座阶地，基座由新近系泥岩组成，阶地具二元结构，下部为厚度小于5m的冲洪积砂砾卵石，上部为厚度10-20m的粉土。Ⅳ级阶地范围较广，约占伏龙坪规划总面积的80%，属基座阶地，基座由新近系泥岩、砂质泥岩组成，阶地具二元结构，下部为冲洪积砂卵石夹漂石，上部为风积黄土。

3　不稳定斜坡的分布

伏龙坪规划区发育有不稳定斜坡共75处，主要分布在黄河Ⅳ级阶地前缘陡坎部位或较大冲沟（如自强沟、琵琶林沟等）两岸。坡体由马兰黄土（Q3eol）或人工填土（Q4ml）组成，斜坡自然坡度一般在40-50°左右，坡高20-55m不等，坡体受人类工程活动影响强烈，主要表现为上部坡肩地带修建房屋，下部坡脚切削修建房屋，坡面倾倒生活垃圾及排放生活污水。斜坡体变形迹象较明显，多处坡面见有小型黄土崩落。稳定性较差-差。潜在威胁坡脚、坡顶居民生命和财产安全。

4　不稳定斜坡形成原因分析

区内不稳定斜坡的形成主要由斜坡内部条件和外部诱发因素长期相互作用的结果。

（1）内部条件。地层岩性：伏龙坪规划区不稳定斜坡位于黄河Ⅳ级阶地陡坎地带或阶地内冲沟两侧，其岩性为人工填土或黄土。其中人工填土由当地居民建房在斜坡坡肩填土形成，或由倾倒的弃土垃圾形成，填土下部均为黄土。黄土结构松散、质地均一、无层理、颗粒以粉土为主、垂直节理裂隙发育、遇水易湿陷，软弱的岩土体性质为坡体失稳提供了有利条件。

地形地貌：斜坡坡度和高度是形成不稳定斜坡的基本条件。区内不稳定斜坡大部分坡度为40-50°，坡高20-55m不等，高陡的坡体不利于斜坡自身的稳定性。而且这些斜坡坡脚地带多有人类活动开挖形成的临空面，高陡的地形及坡脚临空均为不稳定斜坡发生地质灾害提供了有利的地形条件。

（2）外部诱发因素。降雨：降雨是不稳定斜坡发生灾害的主要诱发因素之一，雨水渗入到以黄土为主的斜坡体中，一方面加大斜坡体自重，另一方面降低了斜坡土体的强度，使坡体失稳，导致滑坡，崩塌等地质灾害发生。而强降雨形成的短时洪水，冲刷淘蚀坪体内沟谷两侧坡脚，削弱沟谷两侧坡体稳定性，加大斜坡失稳发生灾害的可能。近年来兰州降雨量逐年增多，伏龙坪坪体及周边不稳定斜坡发生地质灾害的次数也有逐年增多的趋势。

地震：地震是引发斜坡失稳的一个重要因素之一，兰州地区处于新构造运动强烈地区，伏龙坪地区的不稳定斜坡高度大，坡度陡，当地震发生时，地震对斜坡坡体加载的惯性力作用使斜坡体下滑力大大增加，从而导致斜坡失稳发生地质灾害。

人类工程活动：人类工程活动是影响斜坡稳定性的主要因素，伏龙坪规划区人类工程活动强烈，其影响不稳定斜坡稳定性的主要方式有：

①坡脚削坡修路、建房：伏龙坪区内人多地少，且坪体中间平坦的地段已住满居民，后来的居民只能向坪体边缘及沟谷内建房，部分居民为了扩大建房面积，对斜坡坡脚进行削坡取地，致使斜坡坡脚临空面增大。同时区内斜坡坡顶及坡脚修建道路时也对原有山体进行削坡，致使斜坡坡脚临空，斜坡坡面增大。

②坡顶边缘建房：伏龙坪区内人口居住密集，靠近坪体边缘地带更是如此，部分居民修建的房屋距坡肩不足0.5m，人为地为斜坡增加荷载。坡顶部分居民还在坡肩地带用草袋、水果箱装土或夯土造地，人为地增大坡肩面积后修建房屋。坡肩房屋加载及人为造地都对斜坡稳定性造成的极大的影响。

③堆放垃圾：伏龙坪坪体边缘地带居民生活环境条件较差，公共设施缺乏，加之居民环境意识薄弱，居民直接将垃圾倾倒在坡面上，坡面堆积厚度1—3m不等，松散的垃圾不仅污染了环境，而且降低了斜坡坡体强度，增加坡体荷载，从而导致斜坡失稳发生灾害。

④污水排放：伏龙坪坪体边缘地带居民房屋混乱，市政设施不全，坪体边缘多数地段没有统一的排水系统，居民直接将污水倾倒在斜坡上，生活污水长期沿斜坡向下排放，冲刷斜坡，浸润黄土坡体，成为斜坡失稳的主要因素之一。

5　不稳定斜坡灾害的发展趋势

5.1地质灾害暴发的频率和规模在增加

根据资料分析和调查结果，伏龙坪规划区地质灾害暴发的频率呈不断增加的趋势，地质灾害类型以滑坡、崩塌为主，泥石流相对较少。

根据区内以往灾害发生调查统计，2000年以前，区内仅发生过一次大的地质灾害；2001年—2005年区内发生过2次地质灾害；2005年至2012年区内发生8次地质灾害。显而易见，地质灾害发生的次数呈逐年上升趋势，受灾人数、财产呈明显增加趋势。

5.2人类活动诱发的地质灾害增加，区域地质环境严重破坏

随着伏龙坪地区的发展，坪体上居住的人口不断增加，人类工程活动也不断加强，人类工程已是引发地质灾害的主要原因之一。调查结果表明，主要是坡脚切削、坡顶填土修路建房，生活垃圾无序排放，没有完善的排水设施等。区域地质环境遭到严重的破坏，台缘斜坡遭到严重破坏，斜坡坡度增加，部分地段远远大于自然休止角，随时都有下滑的可能。同时，斜坡上污水的排放，严重改变了原有斜坡的土体物理力学性质，增大了坡体土体的湿度、容重，降低了土体的剪力，加速地质灾害的形成。

例如：2000年以前，伏龙坪上居民较少，主要集中于坪体中部平缓地段，受地质灾害的威胁较少；2000年以后，随着城市建设规模的扩大和居住人口的增加，居民房屋已扩建至坪体边缘地带，坡脚切削、坡顶填土修路建房加大了不稳定斜坡的危险性。

5.3地质灾害损失不断加大

由于伏龙坪居住人口不断增多，地质灾害造成的损失也不断加大。根据调查，2000年以前，区内仅发生过一次大的地质灾害，造成3户人家的房屋损毁12间，被迫搬迁，直接经济损失10万元；2000年以来，规划区发生崩塌、滑坡共11处，造成造成1人死亡、4人受伤，约500万元财产损失，目前稳定性仍较差，严重威胁77人生命与1610万元财产的安全。目前在75处不稳定斜坡危险区内受严重威胁的人口1617人，财产48930万元。