奧依曼布拉克村希望小學(xué)滑坡災(zāi)害發(fā)育特征及形成機(jī)制研究

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830091)

研究區(qū)范圍位于伊寧市北約17 km，距伊寧縣約22 km處，行政區(qū)劃上屬伊寧縣喀拉亞尕奇鄉(xiāng)管轄，從伊寧市有泊油路可達(dá)研究區(qū)，交通方便。研究區(qū)呈近似長(zhǎng)方形，東西寬約68 m，南北長(zhǎng)約120 m，面積約0.033 km2。由于目前對(duì)區(qū)內(nèi)滑坡地質(zhì)災(zāi)害沒(méi)有采取任何有效防治措施，根據(jù)滑坡的規(guī)模、危害范圍的預(yù)測(cè)，滑坡如再次發(fā)生，將直接威脅到希望小學(xué)教學(xué)樓、居民房屋、道路、輸電線路的安全使用，以及240名學(xué)校師生人、過(guò)往行人的生命安全。因此，本文在野外實(shí)地調(diào)查和室內(nèi)資料收集整理分析的基礎(chǔ)上，參考相關(guān)研究成果[1-5]，以研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的2處滑坡地質(zhì)災(zāi)害作為研究對(duì)象，對(duì)區(qū)內(nèi)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征和形成機(jī)制進(jìn)行分析和評(píng)價(jià)，進(jìn)而為后續(xù)研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性和防治方案提出建議。

1 研究區(qū)地質(zhì)條件分析

1.1 地形地貌

研究區(qū)所在區(qū)域地貌類型為構(gòu)造剝蝕丘陵地貌、河流侵蝕堆積地貌，整體地勢(shì)西高東低，海拔高程在885～830 m。

(1) 構(gòu)造剝蝕丘陵地貌：滑坡隱患處位于奧依曼河中下游地段西側(cè)山體，地貌類型為構(gòu)造剝蝕丘陵地貌，兩個(gè)滑坡體之間發(fā)育小型沖溝，整體地勢(shì)西高東低。

(2) 河谷侵蝕堆積地貌：位于奧依曼河西側(cè)階地上，即研究區(qū)東側(cè)的學(xué)校至民房一帶，呈南北向條帶狀分布，整體地勢(shì)西北高東南低，地形平坦、開(kāi)闊，相對(duì)高差較小，地形略有起伏。

1.2 地層巖性

研究區(qū)內(nèi)出露的地層全部為新生界，由老到新分別為①新近系、②第四系上更新統(tǒng)-全新統(tǒng)沖洪積層、③第四系上更新世風(fēng)積層、④第四系全新統(tǒng)殘坡積、⑤第四系全新統(tǒng)人工堆積層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造與區(qū)域地殼穩(wěn)定性

1.3.1 地質(zhì)構(gòu)造

區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造為天山緯向構(gòu)造帶西部的東西向復(fù)雜構(gòu)造帶中，伊犁河斷陷盆地的北部、科古爾琴?gòu)?fù)背斜之南緣?；诪橹猩偷谌o(jì)地層組成的鞏乃斯復(fù)向斜，北部山區(qū)為北西西向構(gòu)造帶的科古爾琴?gòu)?fù)背斜。區(qū)域上較大的斷裂主要為博羅霍羅南坡斷裂(F7)和科博河斷裂(F10)。

1.3.2 新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)與地震

伊犁谷地是新疆地震活動(dòng)較強(qiáng)烈的區(qū)域之一，具有地震活動(dòng)頻度與強(qiáng)度均較高的特點(diǎn)。根據(jù)伊犁谷地震中分布規(guī)律，地震活動(dòng)一般發(fā)育在活動(dòng)斷裂附近，而研究區(qū)距離最近的區(qū)域性活動(dòng)斷裂F9約70 km，因此研究區(qū)范圍內(nèi)地震活動(dòng)相對(duì)較弱。此外，根據(jù)《中國(guó)地震動(dòng)參數(shù)區(qū)劃圖(2001)》，研究區(qū)所在區(qū)的地震動(dòng)峰值加速度為0.15 g，地震基本烈度為Ⅶ度，據(jù)區(qū)域地殼穩(wěn)定性分區(qū)和判定指標(biāo)判定，擬建工程場(chǎng)地屬基本穩(wěn)定區(qū)。

1.4 水文地質(zhì)條件

1.4.1 地下水類型

1)松散巖類孔隙潛水含水組

(1)第四系全新統(tǒng)沖洪積孔隙潛水含水層

主要分布于研究區(qū)東側(cè)奧依曼河河床兩岸，該河北向南流經(jīng)研究區(qū)，含水層由沖洪積礫石、卵石、砂礫等組成。顆粒粗、孔隙大、透水性好，補(bǔ)給條件充足，厚8.1～14.2 m，地下水量豐富，由北向南徑流，水化學(xué)類型為HCO3·SO4-Ca·Mg型，溶解性總固體一般小于1 g/L，水質(zhì)好。地下水以孔隙潛水的形式賦存于沖洪積層中。

(2)第四系全新統(tǒng)風(fēng)積及殘坡積透水不含水層

主要分布在勘查內(nèi)西側(cè)山坡上，由粉土、砂、礫石和腐質(zhì)土組成，厚1.5～3.0 m。由于分布位置較高，地形坡度較大，雖透水性較好，但不具儲(chǔ)水條件，為透水不含水層。

2)新近系碎屑巖類裂隙孔隙水

廣泛分布研究區(qū)內(nèi)，本次勘探鉆孔35.1 m內(nèi)無(wú)地下水出露，據(jù)在研究區(qū)內(nèi)收集的鉆探資料，含水層厚度為20.5～43.5 m。地層巖性主要由砂巖、含礫砂巖、泥巖組成，含水層與隔水層以互層的形式組成。其中隔水層巖性主要以泥巖為主，而含水層巖性主要以砂巖為主。

1.4.2 地下水補(bǔ)給、徑流、排泄條件

研究區(qū)地下水的補(bǔ)給主要是冰雪融水和大氣降雨通過(guò)地表風(fēng)化、構(gòu)造裂隙入滲補(bǔ)給地下水，以及北部高山區(qū)的側(cè)向徑流補(bǔ)給地下水。奧依曼河由研究區(qū)東側(cè)通過(guò)，賦存于奧依曼河兩側(cè)的第四系松散洪沖積物，孔隙發(fā)育，在河水自北向南運(yùn)移的過(guò)程中，接受河水的補(bǔ)給形成第四系潛水，其運(yùn)移速度快，徑流通暢，為研究區(qū)地下水的主要補(bǔ)給源之一。

地下水徑流的過(guò)程也是地下水不斷排泄的過(guò)程，地下水的徑流方向是由北往南，奧依曼河是排泄通道。

1.5 工程地質(zhì)條件

1.5.1 軟弱-較軟泥巖與砂巖互層巖組

主要分布在滑坡體及其四周的第四系地表覆蓋層之下，在滑坡體后緣及滑坡體的坡面上零星出露。巖性主要為泥巖、砂巖、含礫砂巖等，根據(jù)鉆孔采樣情況分析，一般0～4 m巖層為強(qiáng)風(fēng)化，4 m以下為中風(fēng)化，本次未揭穿，巖體呈層狀，抗壓強(qiáng)度較大，力學(xué)強(qiáng)度較高。根據(jù)本次采取巖石樣做力學(xué)性質(zhì)試驗(yàn)可知，飽和砂巖單軸抗壓強(qiáng)度5.75～9.63 MPa，工程地質(zhì)條件較好。

1.5.2 粉土與卵石雙層結(jié)構(gòu)土體

主要分布在研究區(qū)東側(cè)的學(xué)校及居民區(qū)，呈南北向條帶狀分布。粉土出露于地表，結(jié)構(gòu)稍密-密實(shí)，干燥-稍濕，厚度約1.5～3.5 m，下伏地層巖性為卵石，呈次圓狀，礫徑一般在2～3 cm，最大約30 cm，顆粒級(jí)配好，分選性差，松散無(wú)固結(jié)，厚度8.1～14.2 m。結(jié)合勘察規(guī)范以及當(dāng)?shù)亟?jīng)驗(yàn)綜合確定承載力特征值fak=230 kPa。工程地質(zhì)條件好。

1.5.3 黃土狀粉土單體結(jié)構(gòu)土體

廣泛分布于研究區(qū)內(nèi)西側(cè)山坡上。黃土狀粉土為風(fēng)積成因，土黃色或者淺棕色，干燥—稍濕，厚度依據(jù)原始山體地勢(shì)有一定厚度變化，一般在1.5～2.0 m，最厚約3.0 m，局部微塑，松散—稍密，具有大孔隙結(jié)構(gòu)。上部受地表降雨入滲影響呈稍濕狀態(tài)，下部干燥、易碎，具有輕微—強(qiáng)烈濕陷性。

1.5.4 含礫粉土結(jié)構(gòu)土體

主要分布于研究區(qū)內(nèi)古滑坡體上、滑坡后緣及坡面上。地層巖性以粉土為主，含塊石、碎石、角礫等，母巖成分以砂巖、泥巖為主，呈尖棱狀，礫徑組成為：2～20 mm約占10%，20～60 mm約占20%，>60 mm約占5%，余為粉土、砂粒，干燥-稍濕，結(jié)構(gòu)稍密-密實(shí)，厚度0.3～1.1 m，滑坡體上分布有裂隙和不穩(wěn)定土體等不良地質(zhì)作用。工程地質(zhì)條件差。

1.5.5 雜填土單體結(jié)構(gòu)土體

主要分布于HP1滑坡體的坡腳，呈近南北向條帶狀分布。由建筑垃圾、原始山坡土體堆積而成，巖性以粉土為主，結(jié)構(gòu)松散-稍密，土質(zhì)較均勻，含磚塊約10%，工程地質(zhì)條件差。

1.6 人類工程活動(dòng)

研究區(qū)人類活動(dòng)主要有兩個(gè)方面的原因，一是斜坡坡面上人工種植樹(shù)木，平整了多級(jí)平臺(tái)，采用人工澆灌，由于平臺(tái)長(zhǎng)期侵水造成坡面土體重度增大導(dǎo)致失穩(wěn)；二是坡角的開(kāi)挖使斜坡前緣形成了臨空面，高度約5～8 m，長(zhǎng)度約30～40 m，破壞了斜坡土體的平衡。

2 研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

2.1 地質(zhì)災(zāi)害類型及分類

通過(guò)勘查發(fā)現(xiàn)區(qū)內(nèi)，僅發(fā)育一種地質(zhì)災(zāi)害，即滑坡災(zāi)害。研究區(qū)內(nèi)HP1和HP2均為潛在滑坡，根據(jù)類型可劃分為堆積層土質(zhì)滑坡。滑坡體主要以第四系上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土組成，覆蓋厚度1.0～3.8 m，為淺層滑坡，下伏基巖為第三系上新統(tǒng)泥巖砂巖互層。通過(guò)對(duì)奧依曼布拉克希望小學(xué)老師和當(dāng)?shù)鼐用竦淖咴L了解到，HP2于1997年夏天坡角下人工取土，造成了該斜坡局部滑動(dòng)，已滑體積約18 696 m3。

根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)，滑坡規(guī)模級(jí)別劃分標(biāo)準(zhǔn)和物質(zhì)組成和結(jié)構(gòu)因素分類，HP1、HP2滑坡類型均為堆積層小型滑坡，屬黃土滑坡，按發(fā)生年代劃分HP2為老滑坡。

2.2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)勘查，根據(jù)地形地貌、揭露的堆積體厚度及巖土體結(jié)構(gòu)情況等特征判斷，對(duì)滑坡發(fā)育坡面形態(tài)及滑坡周界進(jìn)行了圈定，其中HP1潛在滑坡基本特征分述如下：

(1)滑坡體平面形態(tài)

HP1潛在滑坡體分布于教學(xué)樓西側(cè)山坡，地形呈西高東低、北高南低，潛在滑坡后緣高程為867.95 m，前緣高程為837.02 m，相對(duì)高差30.93 m，自然斜坡整體平均坡度29°，潛在滑坡后緣坡度7°～19°，前緣坡度45°，潛在滑坡整體呈上緩下陡。潛在滑坡體周界北、南兩側(cè)以小沖溝為界，西側(cè)以后緣分水嶺為界，東側(cè)為坡腳。東西寬約58 m，南北長(zhǎng)約82 m，面積為4 076 m2，坡向101°。潛在滑坡平面形態(tài)整體呈舌形，邊界輪廓較清晰，表層植被發(fā)育良好，潛在滑坡體地表發(fā)育有9條拉張裂縫，整個(gè)滑坡體均有發(fā)育，潛在滑坡中部裂縫相對(duì)較集中，呈直線形，走向多在16°～22°，裂縫寬2～5 cm，最大達(dá)20 cm，可見(jiàn)深度5～20 cm，長(zhǎng)度4～8 m。

(2)滑體

根據(jù)鉆孔和探井揭露情況并結(jié)合物探資料綜合分析，滑坡體平均厚度2 m，滑體堆積厚度前緣和后緣相對(duì)較小，厚度在1.3～1.5 m之間，中部厚度最大，滑體巖性以第四系風(fēng)積黃土為主，體積約8 152 m3。

(3)滑面(帶)

根據(jù)探井和鉆孔成果分析，該滑坡的滑面為第四系風(fēng)積黃土與第三系強(qiáng)風(fēng)化泥巖接觸面?；瑤喜奎S土的透水性一般，遇水易軟化，滑帶下部為泥巖、砂巖，透水性差，起到隔水作用，接觸面的傾向與坡向基本一致，在地表水的不斷入滲下，受下伏砂巖、泥巖面的阻隔，下部體土容重逐漸增大以至飽和時(shí)，滑體將產(chǎn)生滑動(dòng)，形成滑坡。

(4)滑床

根據(jù)鉆孔和探井揭露情況并結(jié)合物探資料綜合分析，滑床為第三系泥巖、砂巖，風(fēng)化程度強(qiáng)—中，產(chǎn)狀280°∠5°，平均埋藏深度2 m，前緣與后緣埋藏深度相對(duì)較淺，中部埋藏較深。

3 研究區(qū)滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制

滑坡災(zāi)害的形成機(jī)制包括內(nèi)因和外因兩種因素，內(nèi)因包括地層巖性因素、地形地貌因素等，外因?yàn)槌掷m(xù)強(qiáng)降雨、融雪入滲及地震和人類活動(dòng)。

3.1 地層巖性條件

研究區(qū)內(nèi)HP1、HP2潛在滑坡體地層巖性均為上更新統(tǒng)風(fēng)積黃土，覆蓋厚度一般1.5～3.2 m，最大厚度達(dá)3.8 m，構(gòu)成了滑坡的物質(zhì)來(lái)源。黃土具有濕陷性，垂直節(jié)理發(fā)育，加之下伏基巖為第三系砂巖、泥巖互層，相對(duì)隔水，基巖風(fēng)化后形成砂礫土，易形成滑動(dòng)面，上部黃土在降雨或融雪水作用下，土體飽和度增加從而加大土體的重度，使其沿軟弱結(jié)構(gòu)面下滑，這就為滑坡的形成奠定了基礎(chǔ)條件。

3.2 地形地貌條件

地形地貌條件在滑坡災(zāi)害形成中起著與地質(zhì)條件同等重要的作用，是滑坡形成的必要條件。研究區(qū)地貌上屬低山區(qū)，地形東高西低、北高南低，滑坡分布的斜坡坡高約30～40 m，斜坡整體坡度29°～37°，局部較陡，43°～45°，為滑坡的發(fā)育創(chuàng)造了有利的地形條件。

3.3 氣象、水文條件

研究區(qū)屬半濕潤(rùn)大陸性溫帶氣候，年平均降水量392.4 mm，其中年最大降水量536.0 mm(1998年)，年最小降水量207.8 mm(2008年)，大氣降水是滑坡災(zāi)害的主控因素，對(duì)滑坡的誘發(fā)影響主要體現(xiàn)在：降水入滲(尤其是集中強(qiáng)降雨)使坡體土層含水增加，不僅增大了滑坡土體的重度，破壞斜坡平衡穩(wěn)定狀態(tài)，增加下滑力，而且還能促使滑移面形成及軟化滑動(dòng)面，在多次重復(fù)剪切下使土體抗剪強(qiáng)度急劇降低，從而誘發(fā)形成滑坡。

3.4 人類活動(dòng)作用

研究區(qū)內(nèi)人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈，也是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害是主要原因，主要表現(xiàn)在當(dāng)?shù)鼐用窆こ探ㄔO(shè)時(shí)對(duì)HP2潛在滑坡坡腳過(guò)度開(kāi)挖取土，造成邊坡失穩(wěn)，垮塌，造成局部滑動(dòng)。對(duì)HP1滑坡坡腳開(kāi)挖修建教學(xué)樓，對(duì)坡體挖溝植樹(shù)。一定程度上破壞了滑坡的土體結(jié)構(gòu)，在坡體上人為形成匯水面，使得強(qiáng)降雨、融雪在坡體匯集后進(jìn)一步入滲、沖蝕，使得地表水入滲補(bǔ)給滑坡體，增加了土體的容重，破壞了土體的抗剪強(qiáng)度，誘發(fā)滑坡發(fā)生。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)所在區(qū)域地貌類型為構(gòu)造剝蝕丘陵地貌、河流侵蝕堆積地貌，整體地勢(shì)西高東低，海拔高程在885～830 m ；研究區(qū)內(nèi)出露的地層全部為新生界。

(2)研究區(qū)內(nèi)HP1和HP2均為潛在滑坡，為堆積層土質(zhì)滑坡。其中HP1潛在滑坡體分布于教學(xué)樓西側(cè)山坡，地形呈西高東低、北高南低；HP2潛在滑坡體位于HP1潛在滑坡北側(cè)，緊鄰HP1滑坡，相互間以沖溝為界，地形呈西高東低、北高南低。

(3)滑坡災(zāi)害的形成機(jī)制包括內(nèi)因和外因兩種因素，內(nèi)因包括地層巖性因素、地形地貌因素等，外因?yàn)槌掷m(xù)強(qiáng)降雨、融雪入滲及地震和人類活動(dòng)。

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