白家河村隐患点成因分析与危害防治

徐欣芳

(陕西省一三一煤田地质有限公司，陕西 渭南 715400)

0 引言

随着近年来经济的不断发展，人类工程活动与影响与日剧增，崩塌、滑坡等地质灾害时有发生。但国家对地质灾害的重视以及技术的日益进步，地质灾害的类型、规律逐渐被掌握，使地质灾害在发生前得到预测、控制成为可能。

1 村庄崩塌隐患点分布及形成分析

白家河崩塌灾害隐患点位于澄城县赵庄镇白家河村3组，地理坐标为东经109°59′30.34″，北纬35°21′36.59″，自塬上而下的进村道路白赵路从中隔断，为南北走向，道路北侧长约130 m，道路南侧长约70 m，总长约200 m。隐患点上部为阶梯状梯田，边坡几乎垂直，坡高10～20 m，分布高程为805～825 m，坡向85°～110°、坡度65°～80°，呈折线状分布，厚2～6 m，总规模约1.56×104m3，容易引发倾倒式崩塌。

1.1 气象与水文

澄城县属暖温带大陆性半干旱季风气候，四季分明，春季温暖干旱，降水量少；夏季炎热多雷阵雨、暴雨和阵发性大风，间有伏旱；秋季凉爽湿润，气温下降快，多阴雨；冬季寒冷干燥，气温低雨雪稀少。

澄城县境内的河流属黄河流域洛河水系，主要河流有洛河及其支流大峪河、县西河、长宁河、孔走河和马村河等，均为常流河，流域面积1 010.10 km2，占全县总面积的90.84%。流经勘查区周边的河流主要是大峪河，该河从勘查区东侧约200 m处流过。

1.2 区域地质环境条件

澄城县地处渭河河谷与陕北黄土高原之间的过渡地段，境内沟塬相间，以塬为主。受燕山运动和渭河地垫影响，地势北高南低，呈阶梯状倾斜。勘查区位于澄城县东北部的黄土台塬边部，地貌单元属于丘陵沟壑区。勘查区东侧约200 m为大峪河河道，西侧向上为黄土塬面。

崩塌隐患点被进村道路从中隔断，坡体上方为多级平台，平台为荒地。各级坡度80°～90°，均为陡直斜坡。由于坡体下方居民切坡挖窑建房，形成高10～20 m不等的近直立人工边坡陡坎。

根据《陕西省地质志》，自明代以来，本区共发生地震5次，其中4级以上地震3次，5级以上地震2次。根据历次地震的活动规律和基底构造特征，结合本区所处的大地构造部位分析，虽不具备发生地方性中强地震危险，但来自周围邻区几千米的强震均能波及本区，并能造成一定程度的破坏。

1.3 人类工程活动

随着澄城县近年来经济的不断发展，人类工程活动的影响与日剧增。人类工程活动主要表现为矿产资源开发、削坡建窑、工程建设等。矿产资源开发引起的地质环境问题主要包括采空塌陷，引起地面房屋、道路、土地资源的破坏，水资源的破坏引发地下水位下降、地下水遭受污染等；削坡建窑对坡体的开挖易造成崩塌、滑坡等地质灾害的发生；工程建设活动，如公路修建，对坡体改造较大也易形成崩塌隐患，威胁公路过往车辆及行人的安全。

在崩塌体下方为赵庄镇白家河村3组，居民在崩塌体坡脚位置处修建房屋、开挖窑洞。在坡脚位置处窑洞密集排列，至今土质窑洞出现不同程度的裂缝、部分窑洞有坍塌、窑顶掉块现象，通过调查，勘查区崩塌体范围内下方现有28孔窑洞土体被开挖后改变了整个坡体的应力状态，破坏了原有坡体的结构和应力平衡。目前多数土质窑洞已无法居住，石窑、砖窑无变形迹象，仍有居民居住。土质窑洞的破坏，引起上部坡体也产生破坏，向下发生崩塌。因此，窑洞的变形破坏已成为诱发崩塌发生的主要因素。

1.4 形成分析

根据勘查区所处的气象、水文、地质环境、人类活动条件分析可知，影响隐患点最终产生崩塌的因素可划分为内部条件和外部条件，内部条件主要为地形地貌、地层岩性、地质构造；外部条件主要为降水、地震及人类工程活动[1]。

坡型：崩塌体隐患点所处边坡因在坡脚开挖形成了较高陡坎，陡坎前缘临空，为崩塌的发生提供了空间条件[2]。

地层岩性：崩塌体隐患点的主要岩层为第四系中更新统黄土，孔隙大，具有湿陷性，工程性质一般，但如遇降雨浸润、侵蚀或人类工程活动影响时，土体强度降低，容易引发边坡失稳[3]。

岩土体构造：崩塌体隐患点所在的边坡上部发育有大量垂向节理裂隙，贯通性好，裂隙破坏了土体的整体性，容易受影响而向下方倾倒发生崩塌堆落在坡脚[4]。

降水：黄土边坡土质较为疏松、强度低、透水性好，在水的作用下，易使土体强度降低，并易在坡顶形成落水洞等破坏坡体的整体性，降低崩塌体的稳定性等[5]。

人类工程活动：受场地条件限制，当地居民挖窑修房，窑洞开挖密度大，对坡体整体性破坏较大，在后期各项因素影响下，窑洞出现不同程度的破坏，从而诱发崩塌的发生[6]。

2 定性定量分析

2.1 定性分析

该隐患点受人类工程活动影响，形成了高度不等(10～20 m)的高陡边坡，有很好的临空面；坡体为黄土，孔隙发育、工程性质较差，土质疏松，强度低，透水性好；坡脚处窑洞密集，部分窑洞已经坍塌，窑洞内洞顶裂缝发育。在强降雨条件下，坡体已经发生过崩塌现象。因此，在坡体陡立、临空面较好、坡顶裂缝发育且坡脚窑洞密集、窑洞洞顶裂缝发育的条件下，遇强降雨天气，雨水渗入土体后，土体强度显著降低，水对裂缝的侵蚀使得裂缝进一步扩展导致贯通结构面的形成，同时水在裂缝发育部位的孔隙水压力使得土体向临空方向崩落、窑洞坍塌，从而坡体失稳，形成崩塌现象。另外，隐患点勘查区属于地震烈度Ⅶ度区，有因地震引起崩塌的可能性。因此，隐患点目前处于基本稳定-欠稳定状态，尤其是强降雨条件下，出现崩塌失稳的可能性较大。

2.2 定量分析

根据通用的安全系数计算方法对该边坡稳定性采用直线滑动法进行稳定性分析评价，稳定系数计算公式如下

(1)

式中，α为滑动面倾角；Q为滑体自重；φ为滑体内摩擦角；c为滑体内聚力；L为滑动面长度。

隐患点勘查区抗震设防烈度为Ⅶ度，应当考虑地震影响，取4种工况进行计算分析。①天然状态(自重)；②暴雨状态(自重+暴雨)；③地震状态(自重+地震)；④地震+暴雨状态(自重+地震+暴雨)[7]。

勘查区在进行勘查时未发现地下水水位，结合勘查区地形地貌特点，如遇强降雨条件，在地表水入渗后也很难在土体中形成地下潜水面。因此，在暴雨条件下(即饱和状态)进行稳定性计算时，不考虑地下水潜水面，仅考虑雨水下渗的最不利影响，按坡顶表层以下3 m范围内土体达到饱和进行稳定性分析计算[8]。

据《崩塌防治工程勘查规范》(T/CAGHP 011—2018)中崩塌稳定状态的划分标准对本次计算结果进行稳定性评价，本崩塌隐患点在天然状态下整体处于基本稳定状态、局部欠稳定；天然+地震状态下处于基本稳定-欠稳定状态；暴雨状态下处于欠稳定-不稳定状态；暴雨+地震状态下崩塌体处于欠稳定-不稳定状态。

3 崩塌隐患点防治措施

从成因分析及计算得知，本隐患点在降雨、地震等外部作用力的影响下，发育在坡体的裂缝会进一步扩大，乃至贯通坡体，使得黄土体裂解崩塌，威胁坡脚位置处白家河3组村民的安全，如若发生灾害将造成经济损失及危害人身安全。根据《崩塌防治工程勘查规范》(T/CAGHP 011—2018)第4.2.1款对崩塌防治工程等级划分的标准，可知该崩塌隐患点防治工程等级为Ⅱ级。

因此，对该灾害隐患点进行治理是必要的、迫切的，通过采取工程治理措施方能使人民群众的生命财产安全得到保证[9]。①对该崩塌边坡采取坡脚护面墙+削坡+截排水+窑洞封堵+绿化的治理措施，并结合周围环境的需要辅以绿化工程等环境美化措施[10]。②建议设置全面的截排水系统，保证坡体、地表水等能顺畅排出坡体外，截排水沟材料应选耐风化强、防冻、防水性能较好的材料[11]。③建议尽快建立全面的边坡监测系统，监测预报崩塌隐患点的变形发展趋势，做到超前预报，尽可能地减小对周边居民生命财产安全的威胁，同时也可以为治理设计、施工提供充分的信息资料[12]。④在设计施工前，应确保信息畅通，及时和勘查设计单位进行信息沟通，为更好地防治灾害发生而共同努力。

4 结语

地质灾害对人类的生产生活影响巨大，有时会在短时间内爆发巨大能量，对自然环境造成巨大破坏，严重威胁着人民群众的生命财产安全，制约社会经济的发展。地质灾害隐患点的治理对地质灾害预防的效果，尤其对保障居民的生命财产安全，改善人居环境，维护社会经济的正常运行等方面有着重要的意义。根据科学的发展对地质灾害成因和本质的深入了解，运用科学的计算和分析，对灾害程度正确评估并有效治理，也将促进人与大自然和谐相处。