甘肃省靖远县三滩镇朝阳村不稳定斜坡特征及稳定性评价

刘青松

(甘肃省地矿局第二地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730020)

1 引言

不稳定斜坡是对人民的生命及财产安全造成危害的主要地质灾害之一[1-2]。甘肃省中部靖远县地处祁连山余脉、腾格里沙漠向黄土高原过渡地带。区内2处不稳定斜坡直接威胁斜坡坡顶三滩中学及坡脚朝阳小学、幼儿园及村民共计1 083人的生命及财产安全，险情等级为特大型。为减轻地质灾害危害，改善生存发展空间，本文研究该2处不稳定斜坡的特征，分析其致灾影响因素，评价坡体稳定性，服务于为当地群众创造一个安全的生存生活条件和经济发展空间的重大民生需求。

2 区域自然地理与地质环境条件

2.1 自然地理条件

三滩镇位于靖远县城北部23 km，黄河西岸，东与东湾镇相望，原名三角城。本次研究的不稳定斜坡位于三滩镇朝阳村5社，共发育2处不稳定斜坡,分别命名为X1、X2。本次勘查范围地理位置：东经104°40′9″～104°40′15″，北纬36°41′13″～ 36°41′34″。项目区东距黄河约3.6 km，地处侵蚀堆积河谷平原向构造侵蚀中低山过度地带，勘查区内未见常年流水河流。

2.2 地质环境条件

项目区地貌类型为侵蚀—堆积河谷平原，主要为黄土掩埋的黄河Ⅳ级高阶地，由冲洪积物组成，近年来人工改造改变了项目区原有地形地貌。地势总体西高东低，高程1 345.00～1 386.5 m，相对高差41.5 m，东侧基岩直接出露。

项目区地层简单，有白垩系和第四系。白垩系下伏于第四系，岩性为砂砾岩、砂岩。砂砾岩坡段砾石磨圆度、分选性差，成岩性较差；砂岩坡段局部岩体产状近平缓，节理裂隙及风化裂隙较发育。马兰黄土垂直节理裂隙发育，疏松、多孔。全新统杂填土分布于勘查区斜坡顶部，为坡顶修建房屋时回填形成，厚约0.2～0.5 m不等。含有建筑垃圾及少量生活垃圾，土体松散，力学性质差。

靖远县地处陇西旋卷构造体系与河西构造体系交汇地带[3]，新生代以来新构造运动活跃，项目区处于天水—兰州—河西走廊地震带，有记载以来靖远县共发生地震17次。邻区强烈地震每次都波及到调查区，造成区内大量崩塌、滑坡的发生。靖远县抗震设防烈度为Ⅷ度，地震动峰值加速度为0.2 g。

2.3 工程地质条件

勘查区岩体属碎屑岩建造，中厚层—薄层较坚硬至软弱砂岩夹泥岩岩组。该岩组中砂岩质地坚硬，而泥岩则较软弱，为不良工程地质岩组。马兰黄土处于软塑—可塑状态，是调查区崩塌、滑坡灾害的多发地层和易滑岩组。

3 不稳定斜坡特征及影响因素

3.1 不稳定斜坡特征

勘查区受地形地貌、地层岩性、地质构造、地震活动以及居民建房等的影响，区内地质环境条件较为脆弱，区内共发育有2处不稳定斜坡X1和X2，见图1。

X1起于勘查区南三滩中学东南角上山道路处，总坡宽615 m，斜坡走向南北，平面形态呈“弧”形，其中坡体中部发育170 m朝阳石窟群，属岩土质斜坡，物质组成为第四系上更新统冲洪积粉土和白垩系砂岩、泥岩夹砂砾岩，第四系冲洪积层粉土及卵石层厚度自西向东自北向南逐渐减小。斜坡总体坡高8～34 m，坡度35°～80°，为开挖坡脚修路及坡顶修建房屋开挖而成，坡体砂砾岩、砂岩成岩性差，表层风化严重，局部裂隙发育，以风化裂隙为主，表面平直，以泥质或碎屑充填为主，部分无充填，结合很差。坡面形态大致呈“折线”形，上缓下陡，局部直立。X1局部存在明显的变形迹象，斜坡前缘出现局部崩塌，发育小裂缝及斜坡南侧贯穿裂缝，斜坡的主要变形方式为崩塌，威胁坡顶中学、压埋坡脚小学及居民、民房。

X2位于三滩中学北侧，总坡宽180 m，斜坡走向东—西，平面形态呈“弧”形，属土质斜坡，坡体自上而下分别为第四系马兰黄土、黄土状粉土及卵石层。该斜坡为早期开挖坡脚、坡体中部修路建房屋而成，坡体垂直节理、裂隙发育，时常掉块、崩落，坡顶为果园，坡脚处为三滩中学教学楼，斜坡主要对坡脚三滩中学58名教师及486名学生造成威胁，坡面形态整体呈“直线”形。X2坡顶陡坎上部土体滑塌迹象明显，垂向卸荷裂隙发育，变形破坏以土体沿软弱结构面的崩塌、垮塌为主，主要变形方式为崩塌，威胁压埋坡脚三滩中学及过往学生。

3.2 不稳定斜坡致灾影响因素

受地质环境条件等多因素的综合影响，区内斜坡带破坏形式主要以倾倒式和滑移式为主，影响因素有：地形地貌、地层岩性和降雨、地震以及人类工程活动等。

不稳定斜坡发育区为黄河Ⅳ级阶地部位，2处斜坡前缘均陡峻，局部直立，具备不利于其稳定的临空条件。坡体受人为改造影响程度高，坡体地势起伏变化大，原始坡脚遭到改变，坡度变陡等。坡体前缘多处近直立状，坡面垂直裂缝及卸荷裂隙发育。X1不稳定斜坡发育区坡体高度一般在8～34 m，坡度约35°～80°，为岩土质斜坡，坡体较陡，基岩出露；X2斜坡坡高4～20 m，坡度约25°～85°，为土质斜坡，上部土体局部外凸，下部近于悬空，具备产生斜坡失稳的基本地形条件，有利于该斜坡的滑塌。

X1斜坡黄土及黄土状粉土具有大孔隙和垂直节理的特殊结构，垂直方向的渗透性较水平方向大，遇水崩解，抗剪强度低；X2岩质边坡的结构面倾向坡体临空面且倾角大，边坡开挖时，由于卸荷作用，这些陡倾结构面上部先行拉开。降雨时，上部拉张裂缝充水，由于动静水压力作用，软弱面前面的岩土体向临空面倾覆，从而产生崩塌破坏。

本区地处天水—兰州—河西走廊地震带，历史上发生过多次强震，地震活动在造成人员及财产巨大损失的同时，对地质环境的破坏也是极为强烈的。区内地层结构及接触关系不利于抗震。

4 坡体稳定性评价

基岩边坡的稳定性主要由坡体的节理裂隙控制。对边坡区发育的节理裂隙进行统计，分析最发育的节理面，以分析得出的最发育节理面制作赤平投影图，对基岩稳定性进行评价。在X1、X2坡体的危岩体处，均选取1 m × 5 m窗口范围，量取所有的结构面数据，进行统计分析，见图2。

4.1 X1坡体稳定性评价

通过上述节理统计，制作赤平投影图，分析认为X1坡体主要发育J1、J2结构面。J1结构面不稳定，沿此结构面产生崩塌型破坏；J2结构面基本稳定，主要起对岩体的切割破坏作用，有可能沿此结构面产生崩塌型破坏。根据现场调查，该坡体近年来发生数次小规模危岩体崩塌灾害，多为小型掉块，稳定性差，坡体内危岩体在自重工况下处于稳定状态，暴雨工况下处于欠稳定性状态，地震工况下处于不稳定状态。

4.2 X2坡体稳定性评价

通过上述节理统计，制作赤平投影图，分析认为X2坡体主要发育J3、J4结构面。J3、J4结构面均为控制切割不稳定危岩体。根据现场调查，该坡体主要由马兰黄土及黄土状粉土组成，自身结构不利于其稳定，且其周边坡体已有部分崩塌。在外部因素如地震、地表水、强降雨等外力作用下，极易发生崩塌、滑塌变形。综合判断其稳定性差。

5 结论

(1)勘查区内发育X1和X2处不稳定斜坡。X1岩土质斜坡坡宽615 m，走向南北，平面呈“弧”形，坡面呈“折线”形，上缓下陡，局部直立。X2土质斜坡坡宽180 m，走向东—西，平面呈“弧”形，坡面呈“直线”形。

(2)通过结构面统计及赤平投影分析，综合确定了斜坡的稳定性。X1不稳定斜坡在自重工况下处于稳定状态，在暴雨工况下处于欠稳定性状态，在地震工况下处于不稳定状态；X2不稳定斜坡在自重工况下处于欠稳定状态，在暴雨工况下处于不稳定状态，在地震工况下处于不稳定状态。