甘肃环县樊家川乡山体滑坡的发育特征及变形影响因素分析

2021-11-26朱利辉张新民

西部资源 2021年1期

关键词：环县

朱利辉张新民

摘要：甘肃省庆阳地区地形以沟谷岸坡为主，黄土层覆盖厚度大，特别是该区北部环县以滑坡为主的地质灾害较为发育。甘肃环县樊家川乡山体滑坡尤为典型，近年来降水量较大，强暴雨等极端天气频发，防灾减灾形势非常严峻，故本文以环县樊家川乡山体滑坡为例，分析其特征以及变形影响因素，以期对陇东黄土地区的山体滑坡类地质灾害防治提供参考。

关键词：环县；樊家川；山体滑坡；不稳定斜坡

Development characteristics and deformation influencing factors of landslide in Fanjiachuan village，Huan County，Gansu Province

Zhu-Li hui1，Zhang-Xin min2

1.Geological Survey of Gansu Province，Lanzhou 730000 2.Qingyang Natural Resources Bureau，Qingyang 745000

ABSTRACT： In Qingyang area of Gansu Province，the landform is mainly gully bank slope，and the Loess cover is thick，especially in the northern part of the area，the landslide is the main geological hazard in Huan County. The mountain landslide in Fanjiachuan Township，Huan County，Gansu Province，is particularly typical. In recent years，the mountain landslide in Fanjiachuan Township，Huan County province has experienced heavy rainfall and frequent extreme weather such as heavy rainstorms，the characteristics and deformation influencing factors are analyzed in order to provide reference for the prevention and control of landslide-like geological disasters in the Loess area of East Gansu.

Key Words： Development Characteristics；landslide；unstable slope；influencing factors。

環县樊家川乡山体滑坡于樊家川村东侧山体之上。近年来，本区山前地带普遍有开挖坡脚建房、坡面改造的现象，加上当地脆弱的生态环境，地质灾害频繁发生，对当地经济发展和人民生命财产的安全带来极大威胁。严重制约了当地经济发展，防灾减灾形势非常严峻。故本文通过分析发育特征及变形影响因素，以期对陇东黄土地区的山体滑坡类地质灾害防治提供参考。

1.自然地理环境概况

环县位于甘肃省东部、庆阳地区西北部，东邻华池县和陕西定边县，南连庆阳、镇原，西、北方与宁夏的固原、同心、盐池三县接壤。樊家川乡位于环县东北部，距环县县城约38km，由省道211及乡村便道相连，交通较为便利。

环县属于半干旱大陆性气候区，气候温凉干燥，日照充足，四季分明，据环县县城气象站提供的资料表明，区内多年平均降水量407.3mm，1964年降水量最大，其值达812.9mm，1987年降水量最小，仅277.2mm，降水年变率大，日最大降水量88.5mm。区内多年平均气温8.6℃，7月份最高温度37.5℃，1月份最低温度-23.2℃，多年平均蒸发量1674mm，平均无霜期143天，冻土深度1.09m，最早冻结在10月中旬，最晚解冻期在4月份。区内风多，风力强，冬春多偏北风，夏秋多偏南风。

环江属马莲河上游水系，发源于环县甜水乡樊沟泉，全长140km，是县境内主要河流，项目区发育有数条坡面型冲沟，常年干涸，仅在强降水时节存在坡面汇流。

2.地质环境条件

2.1地形地貌

根据地形地貌的成因和形态划分，勘查区属于陇东黄土高原沟壑区。调查区海拔1170m～1350m，海拔最高位于边坡中部，最低处位于安塞川沟谷，相对高差180m，顶部山梁呈浑圆状和梁状，由于人工改造，坡体下部坡面较平整、陡峭，为人工削方所致，坡体中下部出现有滑坡现象，规模较小[1]。樊家川乡西侧边坡距居民区较近，整体较陡，坡度为55°～75°。

2.2地层岩性

根据调查及钻探情况，工作区出露的地层主要为第四系和白垩系，按照从新到老分述如下：

第四系（Q）：全新统冲洪积物（Q4al+pl）、上更新统马兰黄土（Q3eol）、中更新统离石黄土（Q2eol）。

白垩系（K）：白垩系砂质泥岩岩组（K1 Z5）：分布于勘查区河谷一带的坡体下部，岩性为蓝灰、灰绿色与紫褐色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩，粉粒状结构，块状构造，铁钙质胶结，致密坚硬。

2.3水文地质条件

根据地下水的形成、分布、埋藏与水力特征，本区地下水可分为沟谷冲洪积层潜水和松散岩类裂隙水两种。

沟谷冲洪积层潜水：分布于安塞川河谷漫滩，含水层主要为冲洪积砂砾石、粉砂及粉土层，透水性较强，矿化度多小于1g/L。

松散岩类裂隙水：该类水主要赋存于白垩系砂岩、泥岩、粉砂岩的裂隙中。

2.4地质构造、新构造运动与地震

（1）地质构造：本区位于鄂尔多斯地台南缘陕甘宁盆地西部，为大面积的黄土所覆盖。该盆地是一个以中生代陆相沉积为主体的大型内陆拗陷盆地，呈近南北向矩形轮廓，周围被活动断裂所围限。盆地内部有开阔平缓的隆起及坳陷带，有隐状的东西向和北东向断裂带，总体构造变动极为微弱，地层产状非常平缓。（2）新构造运动：在本区以大面积整体性隆起为特征，使沟谷迅速下切，形成切蚀沟壑地貌和重力侵蚀地貌。调查区沟谷主沟及支沟均呈“V”字形，沟谷切深一般在80m以上，中上游沟床比降多在20%～30%。沟谷两侧滑坡、崩塌、坍—滑塌发育，坡面重力侵蚀强烈。（3）地震：按照《建筑抗震设计规范》（GB50011—2010），工作区抗震设防烈度为Ⅶ度，第二组，设计基本地震动峰值加速度为0.10g。

2.5岩土体工程地质特性

根据勘查区岩土体类型及其工程地质性质可划分为以下类型：土体工程地质特性：黄土（Q3eol、Q2eol）：马兰黄土厚度5m～20m，土质较均匀，具大孔隙，垂直节理裂隙发育。天然含水率9.5%～12%，天然容重13.6kN/m3～14.5kN/m3，干容重12.4kN/m3～13.2kN/m3，孔隙率50.1%～53.6%，液限25.4%～ 26.0%，塑限16.4%～16.7%，压缩系数0.18～0.67MPa-1，压缩模量3.19MPa～11.56MPa，黏聚力16.6kPa～18.2kPa，内摩擦角 25.8°～27.0°，湿陷性系数0.030～0.054，属湿陷性黄土；离石黄土致密，含钙质结核，属于非湿陷性黄土。

岩体工程地质特性：沉积相软弱—半坚硬层状砂质泥岩岩组（K1Z5）：该岩组为白垩系环河组泥岩，强风化，在人工开挖的高陡边坡下部呈带状产出，岩性为蓝灰、灰绿色与紫褐色泥岩、砂质泥岩、泥质粉砂岩，粉粒状结构，块状构造，泥岩表面风化强烈，节理、裂隙极为发育。天然容重22.423.1kN/m3，干容重20.6kN/m3～21.5kN/m3，天然含水率7.34%～8.48%，孔隙率11.29%～15.26%，天然抗压强度8.22MPa～8.41MPa，残余内摩擦角31.3°～32.4°，黏聚力2.35MPa～3.20MPa。

3.不稳定斜坡的发育特征

3.1 X1不稳定边坡

该不稳定边坡位于樊家川派出所后侧山体，为居民切削坡脚建房而形成的土质边坡，坡宽60.0m，坡脚高程1215.0m，坡顶高程1238.0m，相对高差23m，边坡断面呈上缓下陡的折线状，上部坡度约24°，下部约55°～60°。房屋距离坡脚约10m，坡顶呈内凹状，降水易汇集下渗。

该不稳定边坡由于切削坡体建房，坡脚内凹呈折线状延伸，边坡前缘凌空面较大，土体破碎，坡面水力冲蚀明显，表层土体滑塌迹象明显；边坡后缘坡度较缓，栽种樹木，顺后缘修建有一条汇水渠，受降水下渗影响，发育有一条卸荷裂缝，裂缝宽2cm～5cm，深约20cm～40cm，久之，随降水汇集下渗，裂隙进一步扩展，极易发生滑塌。

3.2 X2不稳定边坡

该不稳定边坡坡宽165.0m，坡高34.5m，为居民开挖坡脚建房形成，属于土质边坡，边坡断面呈折线状。坡脚呈陡坎状，平均坡度在70°～75°以上，高程约1215.2m，坡顶高程约1249.7m。坡脚处分布有9口窑洞，现已废弃，房屋与坡脚最小距离仅为2m。

边坡前缘临空，坡体呈直立状，该边坡经切削坡脚向内开挖形成9口窑洞，现已废弃，洞内空心而洞口封堵，由于年久失修，洞口顶部土体发生剥落、坍塌；坡面土体破碎，顺坡向发育有多条裂隙；边坡后缘平缓，发育有一条裂缝，裂缝宽一般为1cm～4cm，深一般为10cm～50cm。

3.3 X3不稳定边坡

该不稳定边坡位于安塞广场后侧山体前缘，属于人工开挖坡体建房等形成的土质边坡，坡宽56m，坡脚高程1214.1m，坡顶高程1252.5m，相对高差38.4m。由于开挖坡体，坡面起伏较大，呈上缓下陡的折线状。坡脚陡坎段，坡度约71°～74°，上部缓坡段，坡度约50°～55°。

滑坡坡脚宽约21m，高约28m，滑体厚度约2m～5m，滑塌方量约620m3，属于小型牵引式黄土滑坡。滑体堆积于坡脚，毁坏坡脚处已建的砖墙，由于规模较小，坡脚人员分布较少，未造成人员伤亡。由于切削坡脚建房，该不稳定边坡临空面较大，土体破碎，坡面裂缝极其发育，坡顶发育有多条裂缝，如在其他因素影响下，极易发生滑塌。

3.4 X4不稳定边坡

该不稳定边坡位于樊家川中心育儿园后侧山体，为土质边坡，坡宽136.0m，坡脚高程1213.0m，坡顶高程1239.0m，相对高差26m，由于切削坡体建房，坡脚呈陡坎状，坡面较起伏不大，较顺直，平均坡度52°～57°，坡顶为一平台，宽约4m～10m。坡脚处房屋密集，距离坡脚3m～7m。该不稳定边坡由于切削坡体建房，临空面较大，坡面土体松散，水力冲蚀明显，发育有多条顺坡向冲痕。

3.5 X5不稳定边坡

根据坡高、坡度等地貌特征，将X5不稳定边坡分为两段，编号X5-1、X5-2，其基本特征如下：（1）X5-1不稳定边坡。该不稳定边坡为居民开挖坡脚建房形成的土质边坡，坡宽51.0m，坡度65°～70°坡脚高程1213.3m，坡顶高程1231.8m，相对高差18.5m，坡面呈内凹圆弧形。坡脚处房屋密集，距离坡脚约1m～3m，坡体中部由于开挖窑洞形成台地，台地宽11m～15m，台地内侧分布有5口窑洞，用于居住或堆放杂物，坡顶较缓，有村道通过。根据勘查，坡体物质组成上部为马兰黄土，厚10m～18m，下部为离石黄土，厚6m～15m。该不稳定边坡由于侧向开挖坡体修建窑洞，破坏了坡体的完整性，窑洞上部土体出现局部滑塌现象，后经过坡面平整，修建护面墙等措施，才有效地治理了滑塌。坡顶上部较平缓，降水易汇集下渗，发育有一条卸荷裂缝。（2）X5-2不稳定边坡。该不稳定边坡为土质边坡，坡宽78.0m，坡高6.5m～13.2m，坡脚由于开挖建房呈陡坎状，坡度64°～73°，房屋距离坡脚4m～6m，坡顶有宽约3m村道通过，较平缓。坡体上部为马兰黄土，厚10m～18m，下部为离石黄土，厚6m～15m。该不稳定边坡坡脚处局部有小规模滑塌，坡面水力冲蚀明显，坡顶未见明显变形。

3.6 X6不稳定边坡

根据坡高、坡度等地貌特征，将X6不稳定边坡分为两段，编号X6-1、X6-2，

其基本特征如下：（1）X6-1不稳定边坡。该不稳定边坡为切削坡脚建房而形成的土质边坡，坡宽98.0m，坡脚高程1213.4m，坡顶高程1219.4m，相对高差6.0m～7.5m，坡脚呈陡坎状，坡度64°～67°，房屋距离坡脚约3m～4m，坡顶为一平台，平台宽12m～ 19m。据勘察，坡体物质组成为马兰黄土，厚6.0m～7.5m。

该不稳定边坡土体破碎，坡面受雨水冲蚀明显，有多条顺坡向的冲痕，坡顶发育有多条裂缝，缝宽一般为1cm～ 3cm，深一般为15cm～40cm。

（2）X6-2不稳定边坡。该不稳定边坡为土质边坡，坡宽82.0m，坡脚高程1213.0m，坡顶高程1237.5m，相对高差24.5m，坡体外凸，坡度60°～65°。坡脚处房屋密集，房屋距离坡脚1m～3m。据钻孔揭露，不稳定边坡上部为马兰黄土，厚6m～15m，下部为离石黄土，厚约10m～15m。

该不稳定边坡由于切削坡体建房，前缘临空，局部发生滑塌，坡顶发育有一条裂缝，裂缝宽3cm～7cm，深约20cm～50cm。

3.7 X7不稳定边坡

该不稳定边坡属于人工开挖坡体建房等形成的岩土质边坡，坡宽87.0m，坡脚高程1214.0m，坡頂高程1243.0m，相对高差29.0m，坡度约62°～65°，坡体经开挖修整，形成两级台坎，台坎宽约1.5m～2.0m，坡面较平整顺直。坡顶较平缓，坡脚距离公路约18m。

该不稳定边坡坡面雨水冲蚀明显，上部马兰黄土段发生局部滑塌，在坡顶有发育有一条卸荷裂缝。

4.不稳定边坡变形影响因素

4.1地形地貌

地处中低山之间相夹持的河谷地带，为左岸的一级阶地边坡地带，地形总体东高西低，边坡坡度较大，为不稳定边坡发育提供了有利的条件。

4.2地层岩性

第四系覆盖层结构松散，其物质组成主要为粉土，其强度低，具强湿陷性，当其含水量较大时，抗剪强度进一步降低，由于上部与下部的土层存在力学性质差异，易沿差异面发生滑移。

4.3人类工程活动