兰州市皋兰山老狼沟滑坡形成机制及其危险性评价

2013-09-05王善堂

地下水 2013年5期

关键词：老狼滑体兰州市

杨桃，王善堂

(1.甘肃省核地质二一三大队，甘肃天水 741020;2.甘肃工程地质研究院，甘肃兰州 733000)

兰州市皋兰山老狼沟滑坡形成机制及其危险性评价

杨桃1，王善堂2

(1.甘肃省核地质二一三大队，甘肃天水 741020;2.甘肃工程地质研究院，甘肃兰州 733000)

兰州市皋兰山老狼沟滑坡位于兰州市城关区南山老狼沟西侧，皋兰山滑坡体以东，属泥岩切层老滑坡。目前滑体前缘西侧坡脚处局部滑体复活变形，形成了新滑坡，直接滑威胁着南山故园、南山公路、兰州远东汽车修理厂、甘肃水利机械化工程公司、欧亚印刷有限责任公司等四个厂区、220户居民，750余人以及南山路过往车辆和行人生命财产安全。因此查明该滑坡规模，并准确评价滑坡的危险性至关重要。在分析滑坡形成地质环境条件的基础上，结合滑坡结构和变形破坏特征分析滑坡形成机制，并对其危险性进行了评价，提出了加固护坡、支挡、排水工程以及环境监测等治理防护措施。

滑坡;危险性;治理防护

滑坡是我国发育范围广，威胁人数多、灾害损失大的灾种之一。每年发生的滑坡，都不同程度地造成许多损失［1，2］。兰州市区地处祁吕贺山字型构造体系前弧西翼与河西系武威～兰州构造带的复合部位，构造复杂，地质环境条件较差，城区边缘的侵蚀堆积黄土丘陵区滑坡灾害十分发育［3］。受自然环境条件和人为因素影响，滑坡直接威胁着兰州市城区部分居民的生命财产安全。本文通过分析研究兰州市皋兰山老狼沟滑坡的形成机制，并对其危险性进行准确评价，为兰州市防灾减灾具有十分重要的现实意义。

1 滑坡特征及形成机理

老狼沟滑坡位于兰州市城区以南皋兰山山前，西与皋兰山滑坡群相连，东与红山根滑坡群毗邻，北侧为兰州市城区。

1.1 滑坡特征分析

老狼沟滑坡位于老狼沟西侧，皋兰山滑坡以东，是一个巨型泥岩切层老滑坡。滑坡后壁明显，滑坡壁高达250 m，坡度34°，圈椅状构造。滑体上发育四级台坎，后缘均为半圆形。滑坡平面形态为呈“簸箕”形，滑坡周界十分明显。

滑体沿主滑方向的长度为620 m，宽度为470 m，面积为31.2×105m2，滑体平均厚度为60 m，总体积约1 872×104 m3，属巨型滑坡。滑坡主滑方向45°，滑坡体前缘高程为1 575 m，后缘1 725 m，相对高差160～190 m。滑坡坡度后部为3°～10°，中部为14°，前缘较陡，坡度为45°～80°，坡面起伏不平(图1)。滑体上植被发育。兰州市南山一带地质环境条件复杂，人类工程活动强烈，使之成为市区内以滑坡、崩塌为主的地质灾害易发地段。2005年5月30日16时许，持续降雨引发了城关区红山根西路83号院南边坡(老狼沟滑坡前缘)发生山体崩塌，直接经济损失约3万元。同时滑体西侧坡脚处局部滑体复活变形，形成新滑坡。

图1 老狼沟滑坡平面图

该滑坡滑面在滑体前缘及两侧均已出露，滑面总体形态呈圆弧形，向北东倾斜，在纵向上，前缘较缓，倾角8°～12°，后缘较陡，倾角 52°～58°(图 2)。

图2 老狼沟滑坡地质剖面图

2.2 滑坡形成机理

滑体的构成以泥岩为主，夹杂黄土，滑体后部部分地段覆盖黄土，厚度约1～3 m，而滑床则由新第三系泥岩构成。构成皋兰山的新第三系泥岩的倾向与坡向相反，但其中发育了2 ～20°∠65°～80°和330 ～355°∠70°～80°两组裂隙，其倾向与坡向一致，形成了有利于滑坡形成的坡体结构特征。

滑坡形成的皋兰山北坡自然斜坡高达390～430 m，坡度平均在48°;临空面条件不利于斜坡的稳定。

根据前人调查资料，皋兰山滑坡的形成主要引发因素是地震。1125年发生于金城关的7级地震就是该滑坡形成的主要原因

2 滑坡稳定性评价

根据滑坡堆积体与黄河Ⅱ级阶地的接触关系判断，该滑坡应属全新世初期或更早。滑坡堆积物为黄土与泥岩混杂物，由于受降水的长期侵蚀，滑坡体切割严重，其前缘呈锯齿状展布。滑坡经历了历史上的多次地震，未发现宏观的变形迹象。总之，该滑坡总体处于基本稳定状态。

选择主剖面A—A，圆弧滑动面计算采用詹布法，采用简化毕肖普法校核。计算工况为地震条件和非地震条件两种工况。

通过计算，在不考虑地震条件下，K=1.30，1.36，考虑地震条件下，K=1.19，1.25，可以表明，该滑坡是基本稳定的。但该滑坡前缘复活体，在地震力0.2 g下，滑坡稳定性系数0.65左右，滑体失稳Ⅲ—Ⅲ’剖面剩余下滑力为1636 KN/m。

3 防治工程建议

老狼沟滑坡地质环境条件较差，防治防治工程难度较大。建议采用截排水工程、支挡工程和锚固工程。其中排水沟设置应充分利用天然排水沟及公路边沟进行布置，支挡工程主要为滑坡体前缘复活滑坡区的前部布置一排抗滑桩进行支挡，桩长30～35 m，抗滑桩锚固段11 m，自由段19～24 m，桩截面选用1.8×2.4 m2的矩形桩，抗滑桩共布置18根，桩间距桩中桩为6 m;中后部预应力锚索，采用3排每孔6束预应力锚索，锚索长度50～56 m。