昌吉市庙尔沟村滑坡灾害发育特征及影响因素分析

雷育宾

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)



昌吉市庙尔沟村滑坡灾害发育特征及影响因素分析

雷育宾

(新疆地矿局第一水文工程地质大队，新疆 乌鲁木齐 830091)

昌吉市庙尔沟村位于天山北麓的中低山区，地势西南高东北低，地质环境条件较差，目前调查共发现滑坡2处。通过对庙尔沟村HP1滑坡地质灾害的详细调查与测绘，对滑坡发育特征及影响因素进行深入分析，研究结果表明： HP1滑坡为新滑坡，滑动部位总体形态为平面呈不规则椭圆形，滑坡体厚度在4～18 m左右；滑动面为土岩界面，滑坡体由风积粉土、坡积砂卵砾石组成，两侧以粉土为主，中部则以砂砾石为主；地形地貌、岩土体类型、地震、降雨和人类工程是研究区滑坡形成的主要成灾因素，为后续滑坡地质灾害点的防治提供理论依据

庙尔沟村；滑坡；发育特征；影响因素

新疆昌吉市庙尔沟乡庙尔沟村，行政区划属昌吉市庙尔沟乡管辖，距昌吉市67 km，距原庙尔沟乡政府约1 km。由于研究区位于低山区，区内山坡较陡，大部地区仅能步行，交通十分不便。2015年6月19日，新疆昌吉市庙尔沟乡庙尔沟村西侧发生一起滑坡地质灾害。本文在野外实地调查和室内资料收集整理分析的基础上，结合相关研究成果[1-6]，以研究区内发育的HP1滑坡作为研究对象，对研究区内孕灾环境、滑坡灾害发育特征以及主要影响因素等内容进行分析和评价，进而为后续当地政府对滑坡地质灾害点的防治工程设计提供理论基础。

1 研究区孕灾环境分析

1.1 自然地理概况

研究区属典型的中温带大陆性干旱气候特征，降水稀少，蒸发强烈，年(日)温差变幅大。根据头屯河制材厂气象站(距离研究区约1.5 km)资料显示，该区多年平均气温2.1℃，2月平均气温最低为-22.9℃，7月平均气温最高为20.5℃；多年平均降水量为386.2 mm；研究区东侧的头屯河由南向北纵贯昌吉全境，根据头屯河制材厂水文站资料，该河多年平均径流量为2.403亿 m3，最大径流量3.146亿 m3，最小径流量1.63亿 m3，其流域汇水面积约1 562 km2。

1.2 地形地貌

研究区位于天山北麓的中低山区，总体地势西南高东北低，海拔在1 476～1 675 m之间，总体地形起伏大。研究区西部为一平缓的斜坡，坡度小于5°。中西部为一向东南倾斜的单一斜坡地貌，地表植被较发育，主要为草本植物。斜坡坡面呈波状起伏，山梁由西向东展布，梁间沟谷呈“V”型，走向由西向东，长度200～350 m不等，纵坡20%～50%，沟底宽度3～15 m，沟谷横向相对高差5～30 m，纵向相对高差70～140 m。沟谷底部一般发育有顺坡向的细小冲沟，沟宽0.5～4 m，切割深度0.3～2.0 m不等。

1.3 地层岩性

研究区出露的地层主要为侏罗系和第四系。其中侏罗系为中统头屯河组，主要在研究区中部沟底及半坡上出露，为一套冲洪积相、河流相沉积，岩性主要为褐色、红褐色泥岩，灰绿色、土黄色砂岩组成。而第四系地层主要包括上更新统坡积层、上更新统风积层以及全新统冲洪积层。

1.4 地质构造及新构造运动

研究区属乌鲁木齐中生代山前坳陷之中偏西部齐古褶皱带，位于东庙尔沟向斜北翼。此外，研究区新构造运动活跃，控制着区内的地层分布及地貌特征。研究区位于河谷阶地西侧，差异性抬升运动，造成西侧地势不断升高，河谷不断下降，河谷阶地沉积较厚的冲洪积层；河谷阶地抬升过程中，河床相对下切，由于河流西侧谷坡高陡，基岩在河水侵蚀作用下变软，底部开始垮塌，上部形成张裂隙，并不断溯源，当垮塌堆积物达到一定厚度后形成整体滑动的滑坡。

1.5 水文地质条件

研究区内赋存的地下水类型主要由碎屑岩类裂隙孔隙水和第四系松散岩类孔隙潜水组成。

1.5.1 碎屑岩类裂隙孔隙水

碎屑岩类裂隙孔隙水含水层岩性主要为砂岩，孔隙较发育，裂隙在钙质胶结的岩层中发育，一般涌水量不大。碎屑岩类裂隙孔隙水主要接受大气降水入渗和片状洪流入渗补给，总体从西南向东北运移，以侧向径流排出和泉的形式排泄，由于在研究区内埋深大于90 m，埋深较大，因此对滑坡的形成无影响。

1.5.2 第四系松散岩类孔隙潜水

第四系松散岩类孔隙潜水主要分布于头屯河河谷地带，地下水水位埋深在河床地带小于1 m，由河床向两侧阶地增加，至研究区山坡坡脚地带水位埋深大于25 m。含水层岩性主要为砂卵砾石，单井涌水量100～1 000 m3/d，溶解性总固体204.87 mg/L，矿化度0.14 g/L，pH值8.38，水化学类型为HCO3·SO4-Ca·Mg型，主要接受河洪水的入渗补给及上游的侧向径流补给，以向下游侧向径流排泄为主。由于孔隙潜水水面距各滑坡滑面距离较大，对滑坡的形成无影响。

1.6 工程地质条件

研究区工程地质岩土体包括岩组和土体两大类。岩组为软弱、极软弱层状碎屑岩岩组；土体包括粉砂单层土体，圆砾、角砾单层土体，卵石单层土体，及混合土多层土体。

1.6.1 软弱、极软弱层状碎屑岩岩组

该类岩组主要分布研究区山坡的中部，岩性为红褐色、褐色泥岩、灰白色砂岩、以及泥岩砂岩互层，局部夹薄层砂质泥岩、泥质砂岩。根据岩石力学试验结果，泥岩饱和抗压强度0.044 MPa，砂岩一般饱和抗压强度0.013 2～0.058 4 MPa，属软岩、极软岩。该岩组岩石一般为泥质胶结，亲水矿物含量较多，遇水变软或崩解，岩石强度低，力学性质差异较大，总体工程地质条件较差。滑坡滑带、滑床基本由该岩组构成。

1.6.2 单层、多层土体

1)碎石土单层土体

主要分布于研究区西部山坡上部，厚度大致在3～45 m，岩性为青灰色、灰色的砂卵砾石，具水平层理，结构致密，局部呈半胶结状态；另外，在研究区东侧的头屯河及其Ⅱ级阶地也有分布，厚度较大，结构较致密，地基承载力300～400 kPa，该层土体整体工程地质条件较好。

2)粉土、碎石土多层土体

广泛分布于研究区内的山坡上，上部为粉土，其下为松散的砂卵砾石，结构较松散，该层土体整体工程地质条件较差。

2 研究区滑坡灾害发育特征分析

研究区地质灾害类型为滑坡(潜在滑坡)，分布于庙尔沟村以西的山体坡面。根据本次现场实地勘查，共发育有HP1和HP2两个滑坡灾害点，其中HP1已发生剧烈滑动，目前处于欠稳定状态。本文主要以HP1滑坡灾害为研究对象。

2.1 滑坡平面边界特征

HP1滑坡为新滑坡，始滑时间为2015年6月19日，其平面边界较为清晰，如图1所示。滑坡后壁呈陡坎状，近似90°，后壁高度2～4 m，高程在1 550～1 575 m。东西两侧边界为深切的沟谷，南侧沟谷走向大致为138°，相对高度5～15 m，北侧沟谷走向大致为116°转76°，相对高度3～7 m，两者均为“V”型谷。东部坡底陡坎处为滑坡南缘，此处有多处修建房屋切坡形成的陡坎，近似90°，高差1.5～5 m。

图1 HP1滑坡全貌

2.2 滑坡空间形态及规模

HP1滑坡西部为滑动部位，从滑动部位以东坡体分为三个支坡，如图2所示。其中滑动部位的总体特征表现为：平面呈不规则椭圆形，总面积27 061 m2；纵向最长滑动长度约66 m，堆积体长度约42 m。陡直后壁往坡下方向为一斜面，长度约20 m，坡度30°；之后地形突起，形成一高坡，高坡坡度约19°，高坡往东侧坡下方向延展，到坡前缘时，地形坡度再次变陡,形成高大的堆积体，坡度为38°，相对高差39 m。横向最长80 m，坡面总体高低起伏，中间最高，北侧最低，最大相对高差22 m。滑坡体厚度在4～18 m左右；总体积约4.5万 m3。发育规模为中型。

图2 HP1滑坡平面图

2.3 滑坡滑带(面)特征

根据本次勘查结果，结合周边的滑坡灾害发育规律进行对比分析，本次滑坡的滑面为土岩界面：根据钻探及井探资料，结合物探成果，第四系松散层与基岩接触面处为泥岩强风化层，风化严重，呈碎颗粒及粘土状，遇水强度变低；同时根据探槽揭露的基底情况，滑坡后壁为强风化泥岩，基底坡度约为40°。滑带厚0.3～1.5 m。以上内容为上部松散层沿基岩强风化层滑动提供了必要条件，因此推测本次滑动面为土岩界面。

此外，根据现场勘查和区域地质资料，基岩以侏罗系的泥质砂岩、砂岩及少量泥岩为主，倾向240°～260°，倾角30°～40°，而滑坡坡向为43°～137°，地层倾向与坡向相反，为逆层坡，因此基岩整体发生滑动的可能性不大。

2.4 滑体物质组成及结构特征

根据本次勘探，滑坡体由风积粉土、坡积砂卵砾石组成，两侧以粉土为主，中部则以砂砾石为主。根据钻孔、探井揭露的地层，并结合物探解译结果，第四系厚度约0.5～23.3 m，中上部较薄，根据ZK2孔资料显示，滑坡滑动后缘处仅为3.7 m，坡脚处的ZK8号孔资料显示，第四系厚度为23.3 m。粉土层厚度不大，一般1.0～5.0 m。

通过对粉土进行标准贯入原位测试，对砂砾石层进行动力触探试验，随深度增加粉土、砂砾石密实度、承载力增加，粉土密实度为稍密，砂砾石为密实；据现场天然容重试验结果，粉土天然容重一般在1.5～1.9 g/cm3，据双环渗水试验结果，砂砾石层渗透能力较强，渗透系数8～15 m/d，下渗深度1～1.5 m；对于粉土或者粉土、粘土充填的砂砾石层，透水能力较差，渗透系数0.01 m/d，下渗深度0.20～0.30 m。

3 研究区滑坡灾害主要影响因素分析

3.1 岩土类型及性质

研究区内广泛分布的第四系地层以残坡积圆砾、角砾为主，这类地层结构较密实，但透水性较好，能使雨水顺利下渗至下部全风化泥岩层。由于泥岩吸水性较强，抗水浸润软化能力低。因此，土体中下渗的地下水浸泡全风化泥岩形成滑动带，加之基岩面顺坡向倾斜，斜坡上部土体易沿全风化泥岩层发生滑动变形。

3.2 地形

研究区内的山坡坡度均较陡，一般在20°～30°，局部达45°，越陡的地形越不利于滑坡的稳定性，在地形转折较大部位往往是滑坡的剪出口或后缘破裂面。高陡的地形为斜坡岩土体滑动提供了临空面。

3.3 基底形态

基底坡度较大，最大处近40°，提供了较大的下滑动力势能，使得上部松散堆积物容易沿土岩面发生滑动。

3.4 气象

研究区位于山区，每年5-8月降水频率及降水量均增大，且常出现暴雨天气，具有降雨时间和降雨量集中，短时强降雨量和连续多日降雨量大等特点，降雨渗入岩土体内降低低其抗剪强度，不利于岩土体的稳定，触发斜坡岩土体失稳滑动而形成滑坡。

3.5 地震

研究区地震动峰值加速度为0.20 g，对应的地震抗震设防烈度值为Ⅷ度，该区属新疆中部地震区的北天山地震带，以地震强度大、频率高、小震较多为特征。地震的发生增大土体下滑力，不利于斜坡稳定，触发斜坡岩土体失稳滑动而形成滑坡。

3.6 人类工程活动

牧民在东侧坡脚附近进行修建房屋，在修建房屋过程中对坡体进行切坡，形成高2～4 m、近似90°的高陡临空面，使山坡稳定性变差；牧民放牧活动集中于勘查区西部山坡，区内放牧的主要为山羊，其对山坡植被破坏较为严重，为降雨后雨水入渗土体提供了条件。

从以上滑坡形成影响因素分析看出：地层岩性、岩体结构、地形条件、基底形态是滑坡发生的基本条件，而气象(降雨、降雪、冻融)、地震、人类工程活动是滑坡的诱发因素。

4 结语

(1)研究区位于天山北麓的中低山区，头屯河西岸，总体地势西南高东北低，最大相对高差199 m，总体地形起伏大。研究区东侧边界附近为头屯河西岸Ⅱ级阶地地貌，头屯河以西为低中山地貌。

(2)研究区内出露的地层为侏罗系中统头屯河组和第四系上更新统坡积层、第四系上更新统风积层、第四系全新统冲洪积层。研究区属乌鲁木齐中生代山前坳陷之中偏西部齐古褶皱带，位于东庙尔沟向斜北翼，区内发育有两条断层。

(3)研究区发育一处滑坡及一处潜在滑坡。其中滑坡为小型堆积层滑坡，滑动面位于全风化泥岩、砂岩层中。影响地质灾害稳定性的主要因素有降雨、地震、人类工程活动，其中降雨，尤其是持续降雨或暴雨，是诱发地质灾害的主要因素。

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2017-02-09

雷育宾(1982-)，女，陕西富平人，工程师，主要从事水文地质、工程地质及地质灾害工作。

P642.22

B

1004-1184(2017)03-0199-02