甘肃省东乡族自治县滑坡特征及成因分析

2016-09-22张瑞云

西部探矿工程 2016年3期

关键词：东乡县坡体土质

赵　欣，张瑞云

（甘肃省有色工程勘察设计研究院，甘肃兰州730000）

甘肃省东乡族自治县滑坡特征及成因分析

赵欣*，张瑞云

（甘肃省有色工程勘察设计研究院，甘肃兰州730000）

甘肃省东乡族自治县地质灾害多发，在东乡县地质灾害详细调查成果的基础上，对东乡境内发育的滑坡地质灾害进行了分类统计，并按照物质组成对滑坡特征进行了论述，同时对滑坡成因进行了分析，认为东乡县滑坡的形成主要受地形地貌、地质构造、地层岩性、水以及人类工程活动等方面的影响。

滑坡；类型；特征；成因分析

1　概述

甘肃省东乡族自治县（以下简称东乡县）位于处于陇中临夏盆地内，属深切的黄土沟壑区，滑坡等地质灾害发育。东乡境内的滑坡不仅分布广、数量多，而且规模大、危害严重，1983年著名的洒勒山滑坡即发生在境内果园乡。为进一步查明东乡县地质灾害及隐患的分布、形成地质环境条件和发育特征，为各级政府制定地质灾害防治规划提供基础地质依据，2013-2014年开展了东乡县地质灾害详细调查工作，共确定各类地质灾害及隐患点655处，其中滑坡147处。

2　滑坡类型及特征

东乡县发育的147处滑坡，按物质组成，可分为岩土质滑坡、土质滑坡和岩质滑坡。按滑体厚度，可分为浅层滑坡、中层滑坡、深层滑坡和超深层滑坡。根据滑坡的运动形式，可分为牵引式滑坡、推移式滑坡和复合式滑坡。根据滑体体积，可分为特大型滑坡、大型滑坡、中型滑坡和小型滑坡。通过统计分析，东乡发育的滑坡以土质和岩土质、大型、牵引式、中深层滑坡居多（表1）。

2.1岩土质滑坡

区内共发育46处岩土质滑坡，主要分布于地形较陡、临空面较好、前缘开阔的高陡斜坡地段。滑体由黄土和新近系泥岩砂岩共同组成。滑坡轮廓形态特征明显，平面形态呈典型的“圈椅状”，各滑坡要素较清晰，部分老滑坡两侧形成双沟同源，舌部混杂堆积，难辨层次。下伏泥岩产状近水平或与坡向一致，滑动时红层托动上部黄土一起运动。此类滑坡一般是在自重、地下水等长期作用下，经累进性变形、破坏发展形成。变形破坏一般是蠕滑—拉裂—剪断型，滑动面多沿泥岩中的节理、裂隙等结构面发展形成。由于泥岩有较高的内聚力，其峰残强度效应较大且呈脆性破坏。因此，锁固段破坏时滑体失去了很大的抗滑力，同时也相应获得了很大的下滑力，使滑体处于力的极不平衡状态，所以此类滑坡通常有很大的滑动势能，且后部滑面较陡，有利于形成高速滑动。故岩土质滑坡一般呈群体分布，以中深层为主，多属大型或特大型滑坡。汪集乡对坡村滑坡就是典型的岩土质滑坡（图1）。

2.2土质滑坡

境内共发育土质滑坡60处，可分为黄土滑坡和堆积层滑坡2大类。

2.2.1黄土滑坡

黄土滑坡包括原生黄土及黄土状土滑坡，是区内常见的滑坡类型，共发育54处，主要分布于河谷高阶地前缘及黄土丘陵区的大型沟谷两侧陡坡地带，滑动面一般为土体内的裂隙面或黄土—泥岩界面。黄土滑坡的平面形态较规则，多呈圈椅状，后壁受垂直节理控制，一般较陡直光滑，坡度可达60°～70°，新滑坡后壁以上多见不连续圈椅状卸荷裂缝。斜坡地带滑体物质顺坡堆积而呈起伏不平的斜坡地形，坡度多在25°～35°之间，部分堆积体呈大蒜状。堆积物质松散，易被坡面水流及沟谷地表水流直接冲蚀，再次搬运堆积于沟道之中。黄土滑坡变形破坏方式多为牵引式。除少数规模较大的土质滑坡外，一般滑坡侧缘及内部冲沟不发育。由于区内黄土层厚度不等，所以滑坡体积厚度不等，以中深层、大中型为主。董岭乡赵家村村委会滑坡就是较为典型的黄土滑坡（图2）。

表1　东乡县滑坡类型统计表

2.2.2堆积层滑坡

主要是老滑坡再发育的滑坡和发育于斜坡中下部一带第四系松散堆积物中的滑坡。

老滑坡再次发育的滑坡多为古老滑坡部分或局部的错动滑移，整体复活滑动的很少。规模相对较小，堆积物质松散、粘结力小，多为中浅层，岩性组成为黄土、泥岩碎块混杂堆积，结构零乱。

第四系松散堆积物中的滑坡一般分布于河流岸坡较陡、易受水水侵蚀的地段。堆积层一般较松散，土石混杂，底部与基岩的接触面倾向坡外，内部有倾向坡外且较连续的细粒土透镜体或夹层，抗剪强度较低，且相对隔水。地表水流易于入渗，细粒土夹层部位地下水作用比较活跃，在水的软化作用和坡脚水流的冲刷作用下，易沿这些结构面发生滑动。此类滑坡一般为浅层，规模以中小型为主。锁南镇王家山滑坡是较典型堆积层滑坡（图3）。

2.3岩质滑坡

岩质滑坡主要分布于岩性较为软弱、结构破碎的新近系中，发育形成主要受岩层中的构造裂隙、软弱夹层等结构面控制，滑体大部分为强风化层，地震、降水和地下水活动是主要诱发因素。变形破坏方式比较复杂，主要有塑流—拉裂型、滑移—弯曲型等，如那勒寺镇刘家沟口东侧滑坡（图4）。

3　滑坡成因分析

东乡县滑坡的形成主要受地形地貌、地质构造、地层岩性、水以及人类工程活动等方面的影响。

3.1地形地貌

东乡县属强烈侵蚀的丘陵沟壑区，区内沟深坡陡，切割强烈，地形破碎，共发育大小冲沟3083条，总长约5220km，沟壑密度平均达204条/km2，平均切割密度3.5km/km2。地形相对高差多在300～600m之间，沟坡坡度多大于35°，区内高而陡的斜坡所形成的有效临空面使滑坡产生具备了基本地形条件。根据调查资料统计，区内发生滑坡的原始斜坡坡度多在28°以上，尤其集中在32°～48°的坡度范围内，而坡形多为弧形凸型或直线型坡。从滑坡区域分布来看，巨型、大型成群发育的滑坡大都发生于巴谢河河谷区及规模较大的冲沟内，其开阔的沟谷地形、高陡的斜坡临空面为重力侵蚀提供了良好空间。

3.2地层岩性

地层岩性是滑坡地质灾害发育的重要内因和物质基础。不同类型的岩土体具有不同的物理力学性质，组成的斜坡具有不同的稳定性，地层岩性对滑坡的发育有着明显的控制作用。

东乡县所处的临夏盆地是一个以前震旦系变质岩及古生代侵入岩为基底的新生代盆地，盆地内广泛出露新近系上新统临夏组与第四系黄土，总体形成黄土—泥岩、砂岩的区域性岩土体结构类型。区内的上新统临夏组产状平缓，层理清楚，构成近水平层状地质体，出露的主要地层为临夏组第三、四岩性段，岩性为泥岩、砂岩及砾岩等。第四岩性段以含钙质团块的泥岩为特征并夹有1～2层胶结砾岩，而第三岩性段以紫红色砂质泥岩为主，夹有数层（单层厚度0.3～0.4m）砂岩和灰绿色条带状泥岩、泥灰岩。岩体裂隙较发育，部分达到并超过强裂隙率（8%）标准。泥岩遇水易软化，特别是条带状灰绿色泥岩含粘土矿物成分高，水理反应强烈，遇水易软化膨胀，使抗剪强度大大降低。这套易滑的泥岩地层在区内冲沟两侧斜坡及巴谢河沿岸广泛出露，为滑坡的形成提供了良好条件。而区内黄土分布面广，岩性为粉土，其厚度较大，结构疏松，湿陷性强，纵向节理及高倾角节理裂隙发育（表2）。据本次调查统计，区内黄土节理裂隙倾角大多大于45°，且顺坡向（与冲沟走向同）的节理裂隙极为发育，裂隙面平整，延伸性好。黄土的特殊结构使降雨易于入渗，土体的抗剪强度不断降低，控滑结构面不断扩展，最终不仅单纯形成黄土滑坡，而且与下伏的临夏组软岩层组合，易使整个斜坡产生蠕滑拉裂变形破坏，导致大规模的黄土—泥岩滑坡形成。

表2　区内各地层裂隙率统计表

区内古滑坡、老滑坡堆积体物质松散，岩土混杂，利于大气降水的渗入，故部分老滑坡失稳而形成新滑坡，特别是巴谢河流域北岸，其Ⅱ级阶地砾卵石层上普遍分布有一层含腐殖质高的灰黑色亚粘土，其抗剪强度低，阻滑力弱，岸坡堆积的次生黄土、坡积层及一些古、老滑坡在降雨入渗作用及自身重力作用下，易导致局部失稳而再次产生滑坡，因此，形成在古滑坡上发育老滑坡，继而发生新滑坡的现象。

3.3地质构造

东乡县地质构造相对不发育，对滑坡地质灾害的影响主要表现为新构造运动及地震的影响。新构造运动对滑坡的影响一般是通过对地貌的改造实现的，最终归结为地形的影响，前已述及。总体而言，新构造运动使山地不断抬升，流水不断下切，斜坡高差不断增加，其稳定性不断降低，同时也使老滑坡堆积逐步抬高，临空面加大，前缘坡体逐步变陡，造成滑体失稳，形成新的灾害，这是目前区内灾害不断发生的重要因素。

地震作为新构造运动的一种表现形式，其对地质灾害影响是直接性的。地震活动直接松动斜坡岩土体，破坏岩体结构和坡体稳定性，引发滑坡等地质灾害。据史料记载和现场调查，并结合一些学者的研究资料，境内古、老滑坡的形成期与历史上地震活动周期具有同步性，而部分滑坡是由地震直接诱发形成，如考勒乡阴洼滑坡等。

3.4水的作用

3.4.1地下水

地下水是影响斜坡稳定性的重要因素，其作用主要表现在2个方面：一是地下水位上升增加了岩土体的荷载，加大了坡体重力，从而增加了坡体的下滑力；二是地下水的浸润、潜蚀及对岩土体易溶矿物的溶解等作用，使斜坡力学强度降低，同时静水压力及动水压力，也造成坡体抗滑阻力的降低，地下水的综合作用强烈影响着斜坡的稳定性。区内与滑坡形成有关的主要有2个含水层，一是黄土孔隙裂隙潜水含水层，该层与临夏组风化壳构成统一的含水层，地下水不仅对下部泥岩起软化作用，而且由于泥岩隔水作用，使该层地下水沿黄土与泥岩接触界面附近潜移、渗流，该层地下水的作用易使上部黄土沿岩土分界面滑移；二是临夏组第四岩性段底部的砾岩含水层，该含水层下部岩体均含不均一裂隙水，并以泉的形式排泄。地下水的不断渗流及对泥岩的软化，降低了坡体的稳定性，这是黄土—泥岩滑坡的重要影响因素。

3.4.2地表水

区内大部分冲沟沟道狭窄，滑坡堆积体直接压迫沟道，阻碍水流，少数沟谷常年性地表水及降雨引发的短暂洪流直接侧蚀、冲刷坡脚，滑坡前缘物质被不断带走，引发后部坡体失稳。而滑体内部冲沟发育，地形破碎，降雨引发的地表水流的不断切蚀，造成沟坡两侧坡体失稳，不断向冲沟内滑移。此外，刘家峡水库库水对岸坡的浸润及蓄水位升降对斜坡的影响，是造成库岸斜坡失稳的重要影响因素。

3.5人类工程活动

随着社会的发展，人口的增加，人类活动空间、方式和强度都在不断增加，一些不合理的经济活动直接或间接地诱发地质灾害的发生。区内人类经济工程活动诱发滑坡灾害主要表现在以下几个方面：一是开挖坡体，筑路建房，形成高陡边坡而产生滑坡；二是集中建房加载，诱发坡体失稳；三是农田灌溉及库水浸润坡脚，造成滑坡、崩塌。