卓尼县藏族中学不稳定斜坡变形破坏影响因素及破坏模式研究

何天淼

(甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000)

1 自然地理概况

甘肃省卓尼县藏族中学不稳定斜坡位于卓尼县柳林镇，为洮河南岸Ⅳ级阶地前缘斜坡，斜坡近东西向展布，坡脚为藏族中学，交通条件较为便利。研究区属甘南高寒湿润区，气候湿润，降水充沛，其降水量具有年内、年际分配不均，区域差异性较大的特征。研究区主要河流是洮河，洮河自夏河县流入区内，沿研究区中部从西北向东南进入岷县，在东北部的“插花地”，洮河沿西部边界流入渭源县，境内洮河总长174 km。

2 地质环境概况

卓尼县柳林镇位于甘南高原与陇南山地的交接地带，根据该区地貌成因类型及形态特征，研究区及周边可划分为构造-侵蚀中山地貌和侵蚀-堆积河谷平原地貌。卓尼县地处秦岭东西向构造带西端，北邻祁吕贺山字形构造体系前弧西翼，西吡康藏歹字型构造体系，东部已达武都弧形构造体系的西端，使得本区断裂、褶皱十分发育，构造形迹主要呈北西西向、北北西向展布。新生代以来，研究区新构造运动以垂直升降运动为主要的运动方式，明显具有继承性、差异性、间歇性的特点。挽近期活动断裂和上升幅度最强烈的地带仍沿袭中、古时期的断裂，褶皱展布，但其幅度具明显的差异性，研究区南部和北部上升最为强烈，而中部相对略有下降之势。

3 不稳定斜坡的特征

卓尼县藏族中学不稳定斜坡为洮河北岸Ⅳ级阶地前缘斜坡，斜坡近东西向展布，坡宽约240 m，斜坡高约100 m，坡度一般45°左右，前缘陡坎处局部超过50°。坡体植被发育，植被覆盖率大于60%，坡顶为古雅川公园及肋巴佛纪念馆。肋巴佛纪念亭属于甘肃省省级文物保护单位。坡脚为卓尼县柳林镇木耳村及藏族中学。根据现场勘查，卓尼县藏族中学不稳定斜坡整体稳定性较好，未发现整体变形迹象，坡体变形主要表现为坡体局部的滑塌破坏。根据斜坡形态特征，将斜坡自下而上分为四段斜坡：X1斜坡、X2斜坡、X3斜坡和X4斜坡。

3.1 X1斜坡特征

3.1.1 形态特征

X1斜坡坡宽约74 m，坡高约10～12 m，坡度约50°～60°，坡顶为林地，坡脚为藏族中学操场。在坡脚修建有浆砌块石挡土墙，长124 m，墙高5.0 m，墙顶设有防护网。挡墙上部斜坡呈陡坎状，坎高4～7 m，坡度50°～60°，局部近于直立，在降雨等不利工况下，局部出现小规模滑塌。

3.1.2 斜坡体物质成分

X1斜坡斜坡体物质成分为冲洪积碎石土及卵石。其中冲积碎石土为褐色，可见砂砾石，洪积成因，颗粒磨圆度差，级配较差，中密～密实[1]；卵石为青灰色，冲洪积成因，颗粒磨圆度较好，级配较差，中密～密实，母岩成分以灰岩和板岩为主，粒径20～200 mm的颗粒约占60%，粒径2～20 mm的颗粒约占25%，粒径0.075～2 mm的颗粒占13%，余者为粉土充填。

3.1.3 变形特征

X1斜坡坡度陡，坡脚可见卵石及碎石土出露，根据地层出露情况，变形特征主要表现为小型崩塌及卵石掉落。X1斜坡坡脚即为藏族中学操场，局部滑塌及落石将直接威胁师生的生命安全。

3.2 X2斜坡

3.2.1 形态特征

X2斜坡坡宽约50 m，坡高10～16 m，坡度约45°～55°，坡体顶部为上山便道，道路宽约3 m，为混凝土路面。在道路扩建工程实施过程中，将弃土堆积于道路外侧。这些弃土在降雨后，吸水饱和，重量增加，缓慢变形。在道路外侧，可见弃土沉降后，与混凝土路面出现裂缝，裂缝宽1～8 mm，旅游局已委派专人定期对裂缝回填。

3.2.2 斜坡体物质成分

X2斜坡为土质斜坡，斜坡体物质成分为黄土，浅黄色，松散-稍密，稍湿，无光泽，无摇震反应，富含植物根茎，含虫孔，临空面垂直节理发育，为坡体主要物质成分，呈被盖状广布于Ⅳ级阶地之上，成分以粉粒为主，均匀，疏松多孔，垂直节理发育，遇水软化，强度低，具有较强湿陷性[2]。

3.2.3 变形特征

X2斜坡的变形特征主要表现为坡体在道路外侧弃土的重力作用下，出现不稳定斜坡失稳现象。2017年10月，X2斜坡东侧出现滑坡，滑坡体宽约15 m，高约20 m，滑体厚度约0.5～0.8 m，滑体方量约130 m3。根据调查分析，出现滑坡的原因主要为道路外侧弃土长期变形，在雨后重度增加，达到极限状态，带动坡面土体向下滑动。滑坡两侧坡体因道路外侧也存在大量弃土，若不对其进行处理，随时会出现滑坡现象，将威胁坡脚藏族中学师生生命安全。

3.3 X3斜坡

3.3.1 形态特征

X3斜坡坡宽约230 m，坡高3～30 m，坡度45°～50°，为道路扩建形成的人工斜坡，坡脚为上山道路，坡顶为一平台，栽植有松树等植被。

3.3.2 斜坡体物质成分

X3斜坡为土质斜坡，斜坡体物质成分为碎石土和黄土。冲积碎石土为褐色，可见砂砾石，洪积成因，颗粒磨圆度差，级配较差，中密～密实。黄土为浅黄色，松散-稍密，稍湿，无光泽，无摇震反应，富含植物根茎，含虫孔，临空面垂直节理发育，是坡体主要物质成分，呈被盖状广布于Ⅳ级阶地之上，成分以粉粒为主，均匀，疏松多孔，垂直节理发育，遇水软化，强度低，具有较强湿陷性。

3.3.3 变形特征

X3斜坡坡度陡，坡面垂直节理裂隙发育，变形特征主要表现为小型崩塌。不稳定斜坡体的主要形成原因为道路扩建过程中开挖坡体。不稳定斜坡坡面总体较为平整。坡体上部土体在降雨后，由于土体吸水作用，自重增大，多次出现滑塌现象。X3斜坡目前未发现整体变形迹象，但随着坡脚小型滑塌的不断发展，坡体抗滑力不断降低，可能引发坡体的整体滑塌。X3斜坡坡脚为藏族中学操场及木耳村村民房屋，斜坡如整体失稳将直接威胁师生的生命安全。

3.4 X4斜坡

3.4.1 形态特征

X4斜坡坡宽约130 m，坡高3～7 m，坡度45°～60°，为道路扩建形成的人工斜坡。坡脚为上山道路，坡顶为肋巴佛纪念亭。在纪念亭下部斜坡修建有浆砌石挡墙，墙高2～4 m。斜坡坡脚为排水渠，排水渠宽0.5 cm，深0.3 m。排水渠外侧为混凝土路面、踏步及护栏。坡顶平台为浆砌石挡墙围护回填形成的平台，沿原土及回填土出现裂缝，缝宽2～3 cm，为防止雨水入渗引起破坏，已用沥青封堵。在平台处雨水未汇集进入排水渠，而是沿坡面向下排泄，引发了X3斜坡的局部滑塌。

3.4.2 斜坡体物质成分

X4斜坡为土质斜坡，斜坡体物质成分为黄土。黄土，浅黄色，松散-稍密，稍湿，无光泽，无摇震反应，富含植物根茎，含虫孔，临空面垂直节理发育，为坡体主要物质成分，呈被盖状广布于Ⅳ级阶地之上，成分以粉粒为主，均匀，疏松多孔，垂直节理发育，遇水软化，强度低，具有较强湿陷性。

3.4.3 变形特征

X4斜坡坡度陡，变形特征主要表现为斜坡土体在雨水的作用下出现小型崩塌，斜坡局部地段高约7～8 m，在降雨地震等不利工况下，易出现失稳破坏现象。X4斜坡坡顶为肋巴佛纪念馆，斜坡失稳将对其安全造成威胁。

4 斜坡变形破坏影响因素分析

降雨：卓尼县年降水量678.1 mm，蒸发量1 238.3 mm，多年平均降水量500～700 mm之间，且集中于5—10月，占年降水量的83%～88%。大雨和暴雨发生较为集中，且历时短、高强度的降雨极易引发滑坡、崩塌等地质灾害的发生[3]。

地形条件：藏族中学不稳定斜坡高4～16 m，坡度约一般大于45°，坡体前缘临空，在地层岩性和水文地质条件成为滑坡形成的有利因素的条件下，在降雨或地震的作用下，较易引发滑坡等变形破坏。

地层岩性：坡体地层上部主要为黄土类土和卵石，黄土类土是滑坡体主要的物质，坡面表层分布的黄土状粉土结构松散，地表水体进入坡体一方面改变了坡体水文地质条件，另一方面加大了土体的容重，同时降低了最危险滑动面岩土层的抗剪强度。

人类工程活动：近年来随着城市扩张，建筑工程、道路修建等人类工程活动频繁，在降雨、地震等不利因素作用下，斜坡变形破坏加剧，小型崩塌、滑塌时有发生。

5 斜坡变形破坏模式分析

卓尼县藏族中学不稳定斜坡自下而上分为4段斜坡。根据目前坡体变形特征，X1斜坡目前主要表现为坡面的局部垮塌及坡面落石，随着坡脚滑塌的不断发展，将引发上部斜坡的整体滑动，破坏方式主要为牵引式破坏，考虑到X1斜坡坡体物质主要为卵石层，滑裂面近似圆弧状。X2斜坡主要变形为坡顶弃土的加载作用，坡顶弃土在降雨后，重度增加，坡体逐渐达到临界状态，将引发斜坡的推移式破坏，考虑到X2斜坡坡体物质主要为黄土层，滑裂面为圆弧状。X3斜坡目前主要表现为坡脚的局部垮塌，X3斜坡坡体高度大，随着坡脚滑塌的发展，斜坡抗滑力逐渐减小，易引发上部整体斜坡的牵引式破坏，考虑到X3斜坡坡体物质主要为黄土层，滑裂面为圆弧状。目前藏族中学段斜坡变形较为明显，且坡脚为藏族中学操场，斜坡一旦出现整体破坏将对藏族中学师生的生命安全造成极大的威胁，该段斜坡为本次治理工程的重点治理区域。X4斜坡目前主要表现为坡脚的局部垮塌，X4斜坡坡体高度较小，坡体物质主要为黄土，随着滑塌的发展，易引发斜坡的牵引式破坏，考虑到X3斜坡坡体物质主要为黄土层，滑裂面为圆弧状。

6 结论

本文在分析卓尼县藏族中学不稳定斜坡的自然地理、地质环境等背景特征的基础上，详细研究了该不稳定斜坡的形态特征、物质成分、变形特征，并且分析研究了斜坡变形影响因素和破坏模式，以期对该不稳定斜坡的防治工作提供指导。