忻阜高速忻州—长城岭段滑坡地质灾害发育特征及形成机制分析

【摘 要】滑坡是斜坡上部分岩土体由于自然及人为因素的影响，在重力作用下，沿其内部某一或多个破裂软弱面（或带）向下做整体滑动的过程与现象，是山区建设中常见的地质灾害之一，对人类的生产、生活和发展空间产生严重危害。本文在分析滑坡发生的自然背景的基础上，论述了滑坡的发育特征和形成机制，表明研究区内既存在有利于滑坡形成的地质地貌条件，又有不合理的人为活动的因素。深入研究滑坡的形成条件和成灾机理的，对该区地质灾害的预防与治理提供必要的技术支持，对区内进行工程建设活动具有积极的指导意义。

【关键词】滑坡；发育特征；形成机制

【Abstract】Landslide is part of rock and soil on the slope due to natural and man-made factors， the gravity， along the internal surface of a weak or broken （or with） the process of sliding down and do the whole phenomenon， is a mountain building one of the common geological disasters， for the production of human life and serious harm development. This paper analyzes the landslide occurred on the basis of the natural background， discusses the development of the landslide characteristics and formation mechanism， indicating that the study area there was not only conducive to the formation of geological features landslide conditions， there are irrational elements of human activity. In-depth study of the formation conditions and landslide disaster mechanism， the geological disaster prevention and management to provide the necessary technical support for construction activities for the region has a positive significance.

【Key words】Landslide；Development characteristics；Formation mechanism

1. 前言

忻州～阜平高速公路[1]是山西省规划的“三纵八横”主骨架第三横的重要组成部分，拟建公路位于山西省北中部的忻州市东部，路线全长131.985Km，起自忻州市忻府区秦城，终至河北省阜平县黑崖沟村，穿过山西省忻州市、五台县、定襄县以及河北省阜平县，是连接山西省中东部与河北省的的重要交通枢纽之一。沿线发育9处滑坡，对公路建设及正常运行造成严重影响。

2. 自然地理概况

研究区属温带半干旱大陆季风气候；主要河流为滹沱河及其支流；地形起伏较大，最大相对高差1150m，属低中山、中山、高中山及山间河谷等地貌单元，地形地貌复杂；跨越滹沱河新裂陷与五台山块隆两个构造单元，经历多期构造运动，断裂与褶曲构造发育；地层岩性变化大，出露地层有太古界变质岩，古生界和新生界沉积岩。地表主要出露有变质岩及第四系松散堆积物，工程地质条件较差。沿线人类工程活动主要为采煤、采铝、采石等，受煤矿采空的影响，线路附近可见地面塌陷、地裂缝等地质灾害，受矿山规模进一步扩大，地质环境将遭到更严重破坏。

3. 滑坡发育特征

3.1 总体特征。

研究区共发育滑坡9处，主要分布在挖方工程量较大的陡坡地带，规模上看：2个中型，7个小型；从岩性及结构面特征看：土岩接触型滑坡3个、土质顺层滑坡3个，基岩同层滑坡3个；从滑床埋深看：全属浅层滑坡，其中滑床埋深≤5m的8个，埋深10m的1个。

滑体断面多为斜坡状，少数为平台状，前缘较陡，滑坡后壁发育，可见到高3～6m圈椅状构造，且往往双沟同源。其中有3处滑体上可见到马刀树、醉汉林，滑坡特征明显，滑动方式兼具滑移与崩塌性质。

3.2 个体特征。

（1）望景岗滑坡（H1、H2）。

位于五台县望景岗村北台忻线75Km处，属侵蚀低中山区，沟谷深切，呈“V”型，切割深度120～200m。原始地形呈缓坡，坡度8～20°，坡向170°，前缘较陡（50～60°），岩性为下元古界滹沱超群郭家寨群西河里组（Pt13x）紫红色板岩、砂质板岩及长石砂岩，产状140∠45°，与坡向一致，节理发育，风化破碎。坡面缓倾地段堆积有第四系上更新统（Q3dl-pl）坡洪积砾石土，岩性疏松，厚度3～6m。堆积层局部沿基岩风化壳向沟谷滑动，滑方170°，使坡面下降1～1.5m，后缘成弧形（图1）。H1滑体宽150m，长约50m，厚约4.5m，体积3.375×104m3；H2滑坡宽40m，长40m，厚约2～5m，体积0.36×104m3，均属小型。系由前缘切坡形成临空面，长期风化、重力、降水等作用下发生，极不稳定。

（2）望景岗滑坡（H3）。

位于五台县望景岗村北；属侵蚀低中山区，沟谷深切，呈“V”型，最大切割深度60m。原始地形较陡，坡度10～30°，坡向155°，前缘临空高度8m。岩性为下元古界滹沱超群郭家寨群西河里组（Pt13x）紫红色板岩及长石砂岩，岩层产状142°∠43°，为顺向坡，风化强烈。由于筑路切坡开挖扰动，坡体失稳，在降雨作用下沿基岩风化壳向沟谷滑移，滑向155° （图2，图3）。滑体宽100m，长50m，厚约5m，体积2.5×104m3，属小型，稳定性差。

（3）茹家垴滑坡（H4）。

该滑坡位于五台县茹家垴村西、台忻公路东（AK57+700～AK7+900右100m），处于侵蚀低中山区，原始地形较陡，坡度约50°，坡高75m，斜坡后部为林地，人工开挖使前缘形成高50mr 临空面，上部为厚约20m的马兰黄土，柱状节理发育；下部为厚约55m的浅红色粉质粘土夹钙质结核层。地下水较丰富，使含水层（砂砾石）底部粘土软化，其岩土体在自重作用下顺软化层面滑移，而且为多次滑动，新老滑体叠置。该滑坡后壁直立，高度15～20m，可见长3～7m，宽1～3cm的裂缝，遇持续强降水仍有继发小规模滑坡。

（4）滑石片滑坡（H5、H6）。

位于五台县滑石片村，坡体岩性为第四系上更新统粉土（马兰黄土）及中更新统粘土，厚5～20m，柱状节理发育。切坡形成高15m直立边坡，在强降水及自重力的作用下沿黄土与浅红色粉质粘土接触面产生滑动。H5宽25m，长18m，厚3m，体积0.135×104m3；H6宽120m，长16m，厚5m，体积0.96×104m3，后缘分布有裂缝，长3～5m，宽5～100m，遇持续降水有可能继续滑移，不稳定。

（5）旺胜庄滑坡（H7）。

该滑坡位于五台县旺胜庄村南，属溶蚀侵蚀高中山区，相对高差250～300m，大面积出露寒武系中统（∈2）灰岩及泥灰岩，坡脚残留清水河Ⅲ级阶地，岩性为第四系上更新统冲积（Q3al）粉土及砾石层，厚度3～20m。前缘受清水河侧向冲蚀，岸坡土体失稳，沿土岩接触面发生滑坡（图4）。滑体宽30m，长15m，厚4m，体积0.18万m3，属小型。滑坡后壁直立，高度3～8m，目前基本稳定。

（6）石咀滑坡（H8、H9）。

位于石咀村东长原线北侧，属剥蚀高中山，相对高差80～200m，山坡较为陡峭，坡度30～45°，地表出露上太古界五台超群石咀群板峪口组（Ar31b）长石石英岩及变粒岩，岩层产状280∠8°，与坡向320°同向，岩体风化强烈，风化壳厚度3～5m。筑路切坡使坡脚临空，高度3～5m，在降水作用下，风化岩体发生蠕滑变形，滑体宽300m，长120m，厚3～5m，体积1.54～1.92万m3，属小型。其上树木多为醉汉林及马刀树，基本稳定状态。

4. 滑坡形成机制分析

4.1 水的作用是主要诱因之一。

水的作用是诱发滑坡的最主要因素。水的作用包括降水渗入、地表水（特别是洪水冲蚀）、地下水的作用等。降水尤其是丰水年雨季连续降水、暴雨时段是滑坡的高发期。降水入渗既能增大松散岩土体容重，又能浸润接触面（滑面），减小抗剪阻力，导致滑坡形成。地表水在河流凹岸的侵蚀冲刷，造成坡体前缘临空，坡体易失稳发生滑动；地下水特别是山坡堆积层与基岩接触面及粘土层面在多雨季节形成上层滞水，软化接触面及层面，对滑坡的形成起重要作用。

4.2 软弱岩层、特殊的地形地貌提供有利条件。

研究区内软弱岩层是形成滑坡的不利内在条件，岩性疏松、斜坡坡度较陡是本区滑坡形成的重要条件，不利于松散堆积体的稳定，所有滑坡地段斜坡前缘坡陡临空面大，临空高度5～8m；中部及上部斜坡较缓，坡度多在8～20°之间，少数坡度大于30°，有利于松散岩土体堆积和雨水汇聚下渗。这种上缓下陡的松散斜坡堆积体易于滑动，加之坡面两侧有冲沟发育使坡体突出，能增大临空面，减小抗剪阻力，有利于助滑。

4.3 软弱结构面是主要控制性滑移面。

滑坡体内存在的软弱结构面尤其是顺坡结构面对滑坡的形成十分有利，区内滑坡上部的松散覆盖层并不厚，其下与基岩的接触面倾向顺坡且倾斜角度大，多大于30°，基岩风化面即有可能成为滑面或滑带造成滑动。其次第四系松散岩类的软弱面——粘土层面，粘土层面倾向与山坡一致，且倾角小于斜坡倾角，易形成滑坡的控制性滑移面。

4.4 特殊的地层岩性极有利于滑坡的形成。

研究区内多为变质岩，特殊的地质构造条件，导致区域内黄土节理裂隙发育、变质岩易风化破碎，为大气降水的入渗提供了有利条件，并且加速黄土节理裂隙的扩展及变质岩的风化破碎程度，有利于滑坡的形成。

4.5 人类工程活动是不可忽视的原因。

随着社会经济的发展，村民盖房、城镇扩建、公路修建等人类工程活动随之加强，不可避免要切坡、开挖、平整场地，破坏了山体原来的稳定性，使山坡斜坡变陡、堆积层与基岩接触面裸露，前缘临空，在降水作用下，容易诱发滑坡或导致已有滑坡复活，带来方便的同时也带来了一系列负面影响。

上述有关滑坡形成条件与影响因素，随时空变化有主导与从属之分，也有各自作用与相互综合作用之特点，既不等量，也不可能共有，从而体现了滑坡的个体特征。

5. 结语

分析研究表明，区内滑坡是各种地质环境因素（地形地貌、地质构造及新构造运动、大气降水等）综合作用的结果，其中大气降水起主控作用，而人类工程活动也是造成滑坡产生的主要原因，表明研究区内滑坡等地质灾害的发展趋势受当地自然环境变化、人类工程活动等因素控制，应加强对当地生态环境的保护工作，进行工程活动时应尽量避免造成自然环境的进一步恶化而带来新的地质灾害。

参考文献

[1] 李保清，陈菊红等，忻州～阜平高速公路忻州——长城岭段地质灾害危险性评估报告[R]，山西省第三地质工程勘察院，2005.5.

[文章编号]1619-2737（2015）12-14-353

[作者简介] 刘旭军（1969-），籍贯：山西省长治市人，学历：本科，职称：工程师，在山西省第四地质工程勘察院从事水工环地质工作。