甘肃合水县典型滑坡地质灾害特征及形成因素分析

靳仲娥

(甘肃省地质调查院，甘肃 兰州 730000)

1 序言

甘肃省合水县地处鄂尔多斯盆地西南部，境内地质灾害频发，造成了严重的人员伤亡和经济损失。最新的地质灾害调查表明，全县共发育有各类地质灾害隐患点162处，滑坡97处，占各类地质灾害一半以上，是合水县境内危害最严重的地质灾害类型(图1)。近几年来，合水县在治理滑坡地质灾害等方面采取了有力的措施，灾害防治效果显著，但由于地质灾害形成的复杂性，地质灾害仍在不断发生。因此，本文通过分析典型的滑坡地质灾害特征和形成条件，提出有效的治理措施，对于区内减灾防灾和促进地方经济发展，建立和谐社会，具有重要的现实意义[1]。

2 地质环境概况

合水县位于陇东黄土高原，子午岭横贯县域中北部，区域地势总体为北部高，南部低，海拔980～1 687 m，地貌类型以侵蚀—堆积河谷地貌、黄土残塬地貌和黄土丘陵地貌为主。

区域上位于天(池)—环(县)向斜的东翼，自中晚元古代以来基本上处于长期稳定状态，表现为整体上升与沉降为主的垂直运动，构造简单。出露地层以白垩系、新近系和第四系为主。

区内河流属黄河水系，境内以北西—南东走向的子午岭为分水岭，子午岭以东汇入葫芦河，子午岭以西注入马莲河。境内河流主要有马莲河、县川河、固城河、葫芦等河四条河流，其中县川河、固城河为马莲河一级支流。

3 滑坡地质灾害特征

3.1 滑坡类型划分

滑坡是调查区危害最严重的地质灾害类型，主要分布于调查区黄土残塬边缘斜坡地带和马莲河、固城河、县川河及葫芦河两侧斜坡带。滑坡类型按照物质组成划分，均为土质黄土；按照滑体厚度划分，浅层滑坡36处，(<10 m)占50.00%，中层滑坡30处，(10～25 m)占41.67%，深层滑坡6处，(25～50 m)占8.33%；以运动形式划分，牵引式滑坡占总数的48.61%，推移式滑坡占总数的51.39%；根据滑体体积划分，特大型滑坡占总数的2.78%，大型滑坡占总数的27.78%，中型滑坡占总数的48.61%，小型滑坡占总数的20.83%[2]。通过统计分析，合水县发育的滑坡类型均为黄土滑坡，中型、推移式、中浅层滑坡居多(图1)。

3.2 滑坡形态特征及规模

以吉岘乡新城子滑坡为例，该滑坡地处黄土残塬边缘冲沟沟岸，为土质、牵引式滑坡，滑坡总体呈NW-ES向展布，平面形态呈“簸箕”形，剖面形态呈“凹”形，主滑方向210°。滑坡体高100～120 m，长260 m，宽120 m。经本次调查，滑体厚度8～12 m，平均厚度10 m，滑坡总方量31.2 × 104m3，属中型滑坡(图1)。

图2 吉岘乡新城子滑坡剖面示意图

3.3 滑坡基本要素

(1)滑坡周界：新城子滑坡滑体轮廓清晰，其后缘为滑坡陡壁，后缘高程1 090 m；滑坡剪出口位于坡体中下部近坡脚一带，前缘高程2 100 m；东西两侧以坡面植被发育处为界。

(2)滑坡后壁：新城子滑坡后壁呈“圈椅”状，壁面倾向约205°，倾角45°～50°，坎高20～35 m，坡面零乱。后壁植被覆盖率低，零星分布杂草等，出露地层为粉土。

(3)滑坡体：新城子滑坡滑体厚度8～12 m，滑体由粉土组成。结构疏松，地层紊乱，下部含大量砖红色古土壤。

(4)滑床：新城子滑坡滑床在离石黄土中，滑带土主要由粉质黏土组成，滑带土厚度约1～2 m。滑床后缘较陡，前缘靠近剪出口的部位则近水平。

3.4 滑坡稳定性定性分析

经现场调查，新城子滑坡前缘破碎凌乱，存在临空面，斜坡坡度40°～50°；滑体平均坡度45°，发育多条断续裂缝，延伸长度一般5～10 m，最长达15 m，缝宽一般0.3～0.5 m，最宽达0.8 m，深度5～8 m。后缘发育落水洞2处，平面形态呈圆形，洞口直径达1～3 m。裂缝与落水洞现已回填，但在强降雨条件下仍有进一步变形趋势。滑坡后壁呈“圈椅”状，壁面坎高20～35 m，局部隐约可见擦痕，后缘发育落水洞。马兰黄土节理裂隙发育，存在溜土现象。综上，认为该滑坡目前处于欠稳定的状态。该滑坡未采取任何治理措施，在地震、降雨、坡体加载、坡体振动和地表水入渗等引发因素作用下，其失稳再次发生整体滑动或局部复活发生新滑坡的可能性大，发展趋势为不稳定[3]。

4 滑坡形成因素分析

4.1 地形地貌因素

滑坡位于冲沟左岸斜坡一带，坡体原始自然坡度40°～50°，上陡下缓。斜坡的这种后缘高陡、前缘开阔的地形特点，为斜坡失稳发生滑坡提供了良好的临空条件。位于斜坡高处的黄土由于势能大，在重力作用下，具备了局部垮塌、下滑的动力条件。

4.2 岩土体结构因素

勘查区内地层岩性主要有马兰黄土、离石黄土及午城黄土。马兰黄土披覆于斜坡上部，具孔隙、湿陷性，在人类工程活动及水的作用下，极易形成垂直裂缝、陷穴、落水洞等，使坡体产生崩滑；滑坡前缘下付午城黄土，为隔水层，水体下渗极易形成软弱带，容易引发式滑坡的发生，成为滑坡形成的内部因素之一。

斜坡的这种岩性组合特征，决定了斜坡本身就不具备良好的稳定条件，尤其是斜坡上部马兰黄土层，其本身的力学性质差，属易滑塌土体，在其他因素的作用下很容易失稳滑动。

4.3 水的作用因素

降水是滑坡产生的主要引发因素之一。滑体主要由马兰黄土及离石黄土构成，结构疏松，入渗条件较好，雨季时，降水入渗，使滑体局部充水，形成临时性含水层；滑坡前缘下部为午城黄土，为隔水层，在降雨、灌溉等条件下，水体下渗至午城黄土表层时，地下水受到阻隔后，即向水平方向迳流，在岩土体接触面以泉的形式排泄，一方面泉水排泄长期作用，带走滑带土中的细颗粒，使滑带土孔隙率增大，抗剪强度降低。另一方面，滑动带长期干湿交替的环境变化，使午城黄土表层风化，长期的这种作用，降低了抗剪强度，形成了一定厚度的软弱带。滑坡堆积物在自重或其他因素作用下，滑坡前缘堆积体位移变形随时间延续而缓慢增加，滑坡中部、后缘失去支撑而变形，裂缝拉张，拉裂面逐渐向深部扩展，伴随着雨水、灌溉水下渗，在渗透水压力作用下，拉裂面最终与滑坡体内最大剪应力潜在滑移面相连，潜在滑移面贯通成滑动面形成滑坡。

4.4 人类工程活动的影响

滑坡区人类工程活动主要表现在坡顶耕植对天然植被的破坏，破坏了原有的林草植被。同时，坡面耕地在夏季被耕翻疏松，致使坡面结构发生破坏，加大了降水量的渗入。

5 滑坡治理建议

建议对新城子滑坡采取如下防治措施：(1)对滑体进行削坡减载，填埋滑体上的裂缝并压实，防止滑体再次发生滑坡；(2)对滑坡后壁进行削坡减载，防治其失稳发生崩塌、滑坡灾害；(3)填埋滑坡后缘落水洞，防治地表水直接入渗坡体；(4)在滑坡堆积体周边、中部及滑坡后缘修建截、排水渠，减少坡面地表水入渗；(5)加强滑坡及其后壁的变形监测，制定完善的安全预警机制和紧急情况处置方案。

6 结论

合水县地质环境脆弱，地质灾害频发，滑坡是危害最严重的地质灾害类型，滑坡类型均为黄土滑坡，中型、推移式、中浅层滑坡居多。本文以典型的新城子滑坡为研究对象，认为地形地貌、岩土体结构、水的作用、人类工程活动是诱发滑坡形成的主要因素，并针对具体条件提出相应的治理措施，为同类型的滑坡体治理提供参考。