成县纸坊镇上街社不稳定斜坡特征及影响因素分析

何天淼

(甘肃省地质矿产勘查开发局第三地质矿产勘查院，甘肃 兰州 730000)

甘肃省成县纸坊镇纸坊村上街社不稳定斜坡位于纸坊镇西侧Ⅲ级阶地地带，平面形态呈近东西向展布，坡面形态呈“直线”状，上街社不稳定斜坡坡顶为纸坊上街社村民耕地，坡脚处坐落有上街社村民，主要威胁区域有居民61户208人，镇政府及派出所相关单位工作人员184人，寺庙一座，耕地8亩，道路240 m，财产约2 362万元。

1 自然地理概况

纸坊镇地理位置属秦岭山脉近分水岭南侧，山脉走向近东西，为构造剥蚀的中低山地貌区，山势陡坡雄伟，比高大，区域断垣残壁、峰回路转、鳞次栉比。流域最高峰是北侧的马莲山，海拔1 475 m。

勘查区地貌为构造剥蚀低山丘陵，海拔950～1 400 m，相对高差200～400 m。其特点是山顶较平缓，呈垅岗状、长条状展布，沟谷多呈“V”型。区内不稳定斜坡为Ⅲ级阶地前缘斜坡，沟谷两侧阶地经过长期的地质作用，与周边黄土丘陵融为一体。

纸坊镇位于西汉水一级支沟，西汉水隶属于嘉陵江一级支流，水系较发达，沟谷纵横，沟壑密度5 km/km2。西汉水发源于北道区罗家堡，汇流口为略阳县徐家坪，在成县境内长度为82 km，境内流域面积为470 km2，多年平均流量26.43 m3/s，多年平均入境流量为75 426万m3，多年平均自产水量为7 929.82万m3，多年平均地表总量为8 335.82万m3，最大洪峰流量4 970 m3/s，平均年输沙模数为1 714.80万t/km2，平均年输沙量为80.60万t，境内河床平均比降为2.80‰。每年春冬季为枯水期，雨季河水量增大。

2 地质环境概况

勘查区内出露地层主要有新近系泥岩及第四系松散堆积物等本区位于武都—天水地震带西亚带，在历史上地震灾害较为频繁。1542年秦州属县发生4级6度地震，山崖崩坠；1548年陇右地震十余次，此外在1649年发生5级以下地震两次。2008年“5.12”汶川大地震波及该区，并造成一定的破坏。根据《建筑抗震设计规范》(GB 50011—2010)附录A.0.25规定，该场地抗震设防烈度为8度(第二组)，设计基本地震加速度值为0.20g。

3 不稳定斜坡的特征

成县上街社不稳定斜坡发育成县纸坊镇镇镇府南侧，可分为X1斜坡、X2斜坡和X3斜坡。X1斜坡坡宽190 m，坡高3～19 m，坡度约60°～80°；X2斜坡坡宽90 m，坡高10～13 m，整体坡度约55°；X3斜坡坡宽100 m，坡高10～15 m，坡度约60°～70°。随着近年来人口密度的不断加大，建筑物加密，以及极端暴雨天气和该地区地震的频发，坡体存在的窑洞在近年来出现多次小范围的垮塌、溜滑(边坡垮塌)，局部坡体发育拉张裂缝纵向贯通等变形迹象。

3.1 X1斜坡特征

3.1.1 形态特征

根据X1斜坡的形态特征，进一步将其细分为X1-1、X1-2和X1-3三段。

X1-1不稳定斜坡位于X1不稳定斜坡西侧，该斜坡平面形态呈“直线”形，剖面形态呈现近直线形，坡向约160°，该斜坡以西北～东南走向展布，宽约70 m，坡脚高程约1 208 m，坡顶高程约1 222 m，坡体高差10～14 m，坡度60°～80°，局部直立，坡脚均为居民区，局部建筑物紧邻坎边，坡顶为耕地，坡面植被覆盖率约30%，局部因开挖裸露。目前斜坡现状高陡，坡面凹凸不平，局部发育纵向拉张裂缝、垮塌等变形迹象。

X1-2斜坡位于X1-1斜坡东侧，坡脚低于X1-1斜坡4～5 m，该斜坡平面形态呈“直线”形，坡向约158°，坡宽约100 m，坡脚高程约1 203 m，坡顶高程约1 222 m，坡体高差约15～19 m，坡度约60°～80°，剖面形态呈凸面形，坡顶为耕地，在坡顶临近X1-3斜坡有凉亭一处，房屋一处，靠近房屋处有一高压输电线杆，坡脚为村民房屋，坡面下部坡度大植被稀少，斜坡坡顶分布大量杂木。目前该不稳定斜坡现状高陡，坡面凹凸不平，局部发育纵向拉张裂缝、错台和垮塌等变形迹象。X1-2斜坡紧邻X1-1斜坡，坡脚有一2层房屋，房屋紧邻斜坡而建。X1-2斜坡坡脚有1个窑洞，深度约1 m，高度约1 m，为村民的猪圈。根据现场调查，该段斜坡坡仅有二层房屋紧邻坡脚，坡脚建筑主要用于堆放杂物，房屋均为简易房屋。

X1-3斜坡位于X1-2斜坡东侧，该斜坡平面形态呈弧形分布，坡向约120°～158°，坡宽约20 m，坡脚高程约1 203 m，坡顶高程约1 210 m，坡体高差约3～7 m，坡度约60°～80°，上部斜坡坡度较缓，坡度约30°，坡顶为上山便道，便道一般宽度1～2 m，局部宽5～6 m，坡脚房屋密集，坡面下部坡度大植被稀少。

3.1.2 斜坡体物质成分

X1斜坡物质组成主要为黄土和粉质黏土，黄土在勘查区内表层分布，土黄色，垂向裂隙和节理较为发育，稍湿，松散[1]。粉质黏土层厚10～23 m，黄褐色，稍湿，稍密～中密，局部含砾石；砾石含量约为25%，其余为砂质充填，局部夹层钙质胶结，分选差，磨圆度好，母岩以砂岩为主，局部夹有粉细砂透镜体。

3.1.3 变形特征

因极端天气频发，X1斜坡坡体已经出现局部变形迹象，主要表现为边坡局部垮塌、裂缝发育和出现负地形等。该段不稳定斜坡由黄土及粉质黏土组成，因修建房屋及窑洞开挖坡脚而形成，坡体近直立，因斜坡高陡，坡面裂隙发育，在雨水的作用下，粉质黏土遇水软化，失水干缩，加剧了斜坡的变形。

3.2 X2斜坡

3.2.1 形态特征

X2斜坡位于X1斜坡东侧，与X1斜坡以上山便道为界，X2斜坡平面形态呈“凹弧”形，坡向约10°，宽约90 m，坡脚高程约1 209 m，坡顶高程约1 222 m，坡体高差约10～13 m，坡度55°，坡面较为平整，紧邻上山道路处斜坡，坡面凸出下部近于直立，中部较为平缓，上部较为陡峭，坡顶为经济林地，栽植有核桃树等经济作物，坡面上部杂木茂盛，靠近X1斜坡处坡顶有寺庙一处，坡脚为纸坊镇政府及派出所等企事业单位及道路。

3.2.2 斜坡体物质成分

X2斜坡物质组成主要为黄土和粉质黏土，黄土在勘查区表层分布，土黄色，垂向裂隙和节理较为发育，稍湿，松散。粉质黏土层厚10～23 m，黄褐色，稍湿，稍密～中密，局部含砾石；砾石含量约为25%，其余为砂质充填，局部夹层钙质胶结，分选差，磨圆度好，母岩以砂岩为主，局部夹有粉细砂透镜体[2]。

3.2.3 变形特征

X2斜坡坡面较为完整，暂未发现明显变形破坏的迹象，但斜坡体物质组成主要为黄土及粉质黏土，在雨水的侵蚀作用下，坡面土体将不断软化，进而风化为碎块状，同时斜坡坡高10～13 m，坡度55°，临空面大，在不利工况下，极易出现失稳破坏。

3.3 X3斜坡

3.3.1 形态特征

X3斜坡平面形态呈弧形，宽约100 m，坡脚高程约1 203 m，坡顶高程约1 230 m，坡体高差10～15 m，坡面较陡，坡度60°～70°，坡肩分布大量杂木，坡脚自北向南分布有废弃窑洞7个。窑洞的存在，降低了坡体的稳定性，坡体临空面大，局部出现多次滑塌，滑塌体堆积于坡脚。在斜坡南侧有小型滑塌，滑塌体宽7～8 m，高5～6 m，厚2～3 m，体积约30 m3，滑塌体坡脚即为房屋，所幸滑塌规模较小，并未造成较大损失。

3.3.2 斜坡体物质成分

X3斜坡物质组成主要为黄土和粉质黏土，黄土在勘查区表层分布，土黄色，垂向裂隙和节理较为发育，稍湿，松散。粉质黏土黄褐色，稍湿，稍密～中密，局部含砾石；砾石含量约为25%，其余为砂质充填，局部夹层钙质胶结，分选差，磨圆度好，母岩以砂岩为主，局部夹有粉细砂透镜体。

3.3.3 变形特征

X3斜坡坡高，坡面较陡，临空面大，坡体风化裂隙发育，坡脚窑洞的存在，大大降低了坡体的稳定性，现状条件下，斜坡多次出现局部垮塌，在降雨及地震等不利工况下极易出现失稳破坏，威胁坡脚行人及住户的生命和财产安全。斜坡南侧局部出现滑塌，滑塌体体积约30 m3，坡面在降雨后多次出现局部滑塌，所幸未造成人员伤亡。

4 斜坡稳定性影响因素分析

地形地貌：斜坡坡体的临空条件好，坡高约10～20 m，平均坡度45°～70°，局部近直立状，适宜的坡度和一定的高差是产生斜坡失稳的基本地形条件，为该斜坡的滑塌创造了有利的地形条件[3]。

地层岩性：该不稳定斜坡竖直裂隙发育，易剥落崩塌，结构松散为地下水的聚集和贮存运移提供了有利场所；土体遇水易软化，从而引发滑塌。

降雨：大气降雨对斜坡稳定性的破坏作用主要表现在：降雨除产生坡面径流外，有相当一部分渗入到坡体中，加大了坡体重量，增加了下滑力；坡体中的孔隙水压力增加将降低有效应力，最终导致土体摩擦阻力降低；充斥于坡体裂隙中的地下水将对坡体产生静水压力，有利于斜坡滑塌；粉质黏土遇水易软化，失水易干缩，在雨水的作用下，加速了斜坡坡面的风化变形破坏。

地震：地震是造成斜坡破坏的重要影响因素，许多大型崩滑的发生与地震的触发密切相关。2008年“5·12汶川地震”和2013年岷县“7·22地震”，勘查区震感强烈，致使坡体松动，加剧了斜坡累进性变形破坏。

人类工程活动：近年来随着城市扩张，建筑工程、道路修建等人类工程活动频繁，加之灌溉、生活污水的随意排放及降雨、地震等因素的影响，斜坡变形破坏加剧，小型崩塌、滑塌时有发生，同时坡脚窑洞的存在加大了坡体失稳的可能性。

5 结论

本文在对成县纸坊镇上街社不稳定斜坡的自然地理、地质环境等背景特征了解的基础上，详细研究了该不稳定斜坡的形态特征、物质成分、变形特征，并且分析研究了斜坡变形影响因素，以期对该不稳定斜坡的防治工作提供指导。