韩城市双楼村滑坡灾害特征与风险减缓对策

薛启浪 吴 波 樊永辉

陕西省一三一煤田地质有限公司，陕西韩城 715400

2014年9月15日23时，在持续暴雨作用下，韩城市金城街道办双楼村东发生黄土滑坡，泥流状滑体冲入村巷及两户村民门廊，前缘泥位高达3m，造成砖混门廊垮塌，所幸未造成人员伤亡。由于仍有大量饱水堆积物滞留于圈沟内，滑坡上部为双楼-相里堡上塬通村公路，坡脚紧临村庄，再次发生灾害的危险性较大。笔者参与了双楼村滑坡应急调查工作，力求查明滑坡的孕育地质环境条件，从滑坡堆积特征、变形特征等方面阐述了双楼村滑坡的发育特征。从有利的微地貌，极端降雨，地下水和地层岩性等方面分析了滑坡的成灾因素。通过对滑坡的发展趋势分析，提出了双楼村滑坡灾害的风险减缓措施。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

圈沟平面形态为圆弧状，宽度约40m，长度约45m，沟脑至沟口落差约30m，沟向约335°，三面闭合，北西向开口，沟口宽度约40m。沟谷两侧坡度约65°，沟谷内覆盖有大量崩坡积土，自然坡度15～25°，上陡下缓。环沟谷边缘灌木较发育，沟内灌木覆盖度约30%，滑动后零乱分布。

1.2 地层岩性

圈沟内主要出露的地层均为第四系松散沉积物，主要有湖相沉积三门组土层（Q1 l）、风成离石黄土（Q2 el）、第四系全新统崩坡积土（Q4col+dl）、第四系全新统滑坡堆积土（Q4del），分述如下：

（1）湖相三门组土层（Q1 l）：在黄土陡崖下沿线稳定出露，延伸较远。分布于沟沟壁的中下部，是滑壁的主要组成物质之一。中部以灰绿等杂色砂质粘土、粉细砂、中粗砂及砂砾互层为主，厚度约2m，潮湿，常年透水。下部以黄色粉质粘土为主，厚度约13m。

（3）全新统崩坡积土（Q4col+dl）：主要分布于冲沟内，沟滑壁及黄土陡崖上，小块崩落、风化剥落堆积而成，土质疏松结构零乱，潮湿，力学强度差。主要分布于沟脑及中部，最大高度约8m。

（4）全新统滑坡堆积土（Q4del）：新近滑动，土体饱水，呈泥流状，流摊于沟口及村巷内，舌状展布，长约50m，最大宽约12m，一般厚度约0.6～1.2m。近沟口土体饱水性较远离沟口土体差，前缘进入巷道及两户村民门房内，沿坡形堆积厚度趋减小。

1.3 水文地质条件

圈沟地下水类型为第四系松散岩类孔隙水，主要靠东侧黄土塬面接受降水和地表水入渗补给，在沟内三门组透水砂层渗流排泄。黄土垂向节理发育，垂向渗透系数数十倍大于水平方向。塬面平均宽度2.5km，自分水岭处约0.4～0.6km。宽广的塬面切割较弱，有利于降水入渗（入渗系数平均为5%～10%）而不利于迅速排泄。由塬心向塬边辐射状散流，越靠近塬边，地下水位埋深越大。在距离塬顶部约70m的坡体下部，圈沟中部，整体出露有一条长约130m的透水砂层，厚约2m，呈渗流状，出水量较大，约3t/d。另外，在沟内西侧，村民打有水井，井深约6m，终孔层位坐落在第四系松散堆积体之内，系透水砂层汇流于圈沟内，在崩坡积物及滑积体内形成的潜水含水层。

1.4 人类工程活动

滑坡区内主要的人类工程活动为切坡修路，因黄土崖面陡立，双楼-相里堡村上塬通村公路从村东“之”字形向东南盘旋而上至塬面，道路无排水系统。道路边坡开挖形成高陡临空面，坡体应力释放，使斜坡的应力条件发生了较大的变化，自2003年来沿上塬公路边坡经常发生崩落垮落，在重力、汇水携带的作用下积于沟内，形成了滑坡的物源之一。另外，沟顶部过往车辆形成动荷载，促进了滑坡的发展。

2 滑坡发育特征

根据现场调查情况，滑坡具体特征述如下：

滑坡发育于圈沟内，平面形态舌状，滑壁陡立，坡度约

65°，组成物质为离石黄土（Q2 el）及三门组土层（Q1 l），

滑体呈泥流状，主要由饱水的含粉砂质粘土组成，系松散堆积体在三门组透水层常年渗水的作用下形成。滑体沿圈沟冲滑而下，压占上塬公路30m后冲击村民杨建国家门房，形成高约3m的泥痕，导致门房损毁，随即沿房屋西侧及北侧巷道前行，滑体平面形态呈“Y”形，最大厚度约3.5m，摊流长度约50m，前缘滑舌高度约0.4m。具有先滑后拥高随即摊落，水土渐析分离的特点，表明其粉质含量较高。经现场调查，滑体后部及中部重度17.8～20.4kN/m3，其含水率6.3%～13%，前缘重度约15.3～16.2kN/m3，含水率19.3%～25.8%。平均流速达1.11.35m/s，方量约360m3。

图1 双楼村滑坡(镜向西北)

图2 双楼村滑坡剖面图

3 成灾特征及成灾因素分析

3.1 成灾特征

双楼村滑坡的形成经历了一个不断“剥蚀垮落—上部坡积物汇入—沟淤积饱水—聚能突滑”的过程。三门组砂层常年流水，水砂不断剥离坡面形成凹腔，上部土体失去支撑垮落，下部岩土也因为水流长期浸润，结构面贯通脱离母体。加之黄土陡崖崩坡积物滚入或被降雨汇流带入，沟内松散物源总量持续增加。沟的天然地形有利于降水汇集，加之三门组含水层的排泄。圈沟内土体自重不断增加，含水率高，部分土体达到饱和状态，呈流塑状态，抗剪强度指标减低，高位势能增大。由于土体饱水，圈沟上部坡度较大（25°），有利于滑坡启动，能量迅速壮大。当抗滑力矩无法抵御滑动力矩时，滑体沿沟谷直泄而下冲出沟口。出沟后迅速扩散摊铺，遇阻后沿巷道推进，形成淤埋区。

3.2 成灾因素

综合分析认为，双楼村滑坡形成的主要影响因素有地形地貌、岩性结构、地下水、降雨等4个方面。

3.2.1 地形地貌

双楼村滑坡发育于黄土陡崖下部，临空面大应力集中。圈沟高度较高，滑壁陡立，坡体上部土体处于不稳定状态，易向临空面产生变形。滑坡后缘为上塬路，无排水系统。降雨时沿路面漫流，沟为上塬公路唯一一处有利于汇水集流的自然地形。这些皆成为滑坡形成的有利因素。

3.2.2 地层岩性和结构

黄土垂直节理裂隙发育，这些结构面不但将土体分割成不规则块状体、板状体、柱状体，且有利于降雨及地面汇流的下渗。黄土是主要由粉粒组成的特殊土，其细微颗粒遇水极易崩解并遭受潜蚀被水流带走。另外，黄土中含有大量的可溶盐，当遇水时会发生溶蚀作用，破坏黄土的内部结构，使之变得更加松散，加大对地表水的渗透，增强渗透作用的能力和机械潜蚀。圈沟内松散堆积体孔隙度大无分选性，有利于地表水下渗而不易地表径流排泄，有利于滑坡发生。

3.2.3 地下水

三门组含水层通过与岩土之间的物理、化学、力学作用改变了边坡岩土体性质，降低坡体强度，破坏边坡的受力平衡，从而影响边坡的稳定性。其物理作用主要体现在含水层浸润软化土体，颗粒间的连结和支撑减弱，强度降低。滑带在地下水作用下摩擦力减小，剪应力效应增加，易沿滑面产生剪切运动。化学作用主要表现在地下水与土体通过离子交换、溶滤溶解等作用。地表汇水渗入坡体松散层时，携走可溶盐，孔隙度增大粘结力降低，地下水径流交替作用加剧，一定程度上使得斜坡岩土体强度衰减。力学作用则主要体现在地下水的静水压力使岩土裂隙扩容变形，产生渐进性破坏。地下水汇于松散体内，圈沟地下水位抬升，坡体水头差得以增加，从而促进了滑面上有效应力的提高。

3.2.4 降雨

韩城地区每年6～9月为汛期，期间降雨量占全年总量的60%以上。圈沟位于陡崖下部，是上塬公路通过段唯一一处沟谷，特殊的位置和地形决定了上塬路面大量漫流雨水汇入，加上沟本身也有一定的汇水面积。另外，汛期塬面接受降雨下渗，补给量较年内其它月份大，地下水流量也相应增大。圈沟内松散土体的软化，自重增大强度降低，最终导致滑坡。

4 滑坡发展趋势及风险减缓措施

4.1 发展趋势预测

三门组透水砂层常年渗流状流水，出水量可达3t/d，其补给源于黄土台塬降水汇集，难于封堵。为原本欠稳定的松散体提供了“润滑剂”。

双楼村滑坡曾数次于汛期发生，分析其原因，地下水的稳定补给，水与土相互之间通过不断固结沉降与排泄作用，使得松散土体与水之间一直处于临界平衡状态。突如其来的强降水迅速汇集于圈沟，打破了原本的平衡状态，导致滑坡发生。

从物源、地下水、降水三方面因素分析，双楼村仍具有再次发生滑坡的可能性。而且双楼村滑坡仍处于不断发展之中，靠近沟口住户的搬迁避让和合理的拦挡工程能够减小灾害损失。

4.2 风险减缓措施

4.2.1 局部避让措施

应在沟口一定范围内，合理划分危险区界线，使人员、房屋及水电等基础设施等位于危险区之外，免受治理工程实施前突发灾害的威胁。保证群众生命财产安全。

4.2.2 工程治理措施

采用“重力式抗滑挡墙+加筋土回填+排水盲沟+截排水沟”的工程措施。清理圈沟和巷道内滑体后回填夯实加筋土，前缘布置重力式抗滑挡墙，在透水砂层处布置排水盲沟，滑坡后缘上塬公路边完善截水工程，回填加筋土坡体布置排水沟，彻底消除滑坡威胁。

4.2.3 监测预警措施

双楼村滑坡数次发生均在汛期，其主要触发因素是强降雨，因此对降雨进行监测，是预警滑坡的有效手段之一。此外，滑坡的发生是有前兆的，对滑坡的裂缝位移进行监测，也是预防灾害发生的主要手段。同时也应注意冻融作用对滑坡的不利影响。

4.2.4 公众教育措施

编制防灾预案，组织应急演练，进行形式多样的、有效的公众教育，以提高受滑坡威胁群众认知灾害、应对灾害、科学自救的能力，是降低滑坡风险的重要措施之一。

5 结语

通过调查，我们认识到双楼村仍存在滑坡隐患，提出了下一步工作方向。由于目前投入不足，工作程度较低，还没有仔细了解和研究滑坡隐患爆发的频率、规模、滑距等特征。本次灾情发生前虽然已经做过一定的防范和宣传工作，但对其可能导致的灾害风险估计不足，曝露出地质灾害的不确定性和复杂性。下面应在有针对性的勘查、设计工作后，尽快实施治理工程，保障群众安居乐业。