許京明，馮　燕，侯偉利，張　海，田占成

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北張家口075000）

張石高速公路K21+800m處緊急避險車道滑坡地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素分析

許京明*，馮燕，侯偉利，張海，田占成

（河北省地礦局第三地質(zhì)大隊，河北張家口075000）

對張石高速公路K21+800m處緊急避險車道滑坡地質(zhì)災(zāi)害形成的地質(zhì)背景進(jìn)行了詳細(xì)介紹，總結(jié)了次滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成特點，對滑坡地質(zhì)災(zāi)害的誘發(fā)因素進(jìn)行了綜合分析，分別從地質(zhì)因素方面和力學(xué)角度方面對其滑坡地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行了詳細(xì)闡述，對該滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的形成條件得出了客觀結(jié)論，對此滑坡地質(zhì)災(zāi)害的恢復(fù)治理給出了相應(yīng)的措施及方案和合理化建議。

滑坡地質(zhì)災(zāi)害；誘發(fā)因素分析；地質(zhì)因素；力學(xué)角度

張石高速公路K21+800m處緊急避險車道位于張石高速公路張北至張家口段，北距張北縣縣城約20km，東南距張家口市約17km。地處尚義至赤城深斷裂南側(cè)約2km處，此斷裂在此處為十幾條東西向延伸并列分布的群生斷裂呈現(xiàn)，并延此深斷裂沿線有大量下降泉露頭，地下水蘊(yùn)含豐富，滑坡的產(chǎn)生和潛在幾率較大。

此滑坡滑坡體在平面上大致呈梯形形狀，滑坡前緣寬約90m，后緣寬約80m，滑坡體長約150m，在滑坡頂端滑坡的最大垂直向下位移近2m，在滑坡體的中部垂直向下位移較小，為30cm以內(nèi)，在滑坡體的前緣部位滑坡體的垂直向下位移較大，在2m以內(nèi)，且水平位移亦在數(shù)厘米到0.7m之間不等，形成了典型的“醉漢林”現(xiàn)象，并在此處偶能看到磚紅色的粘土巖滑坡的巖層滑動面，在粘土巖滑動面以上有大量地下水溢出，形成了“冰瀑”（圖1），這些典型的滑坡地形地貌特征，在此得到充分的展現(xiàn)。此滑坡大致是順山坡走勢形成東高西低的階梯形滑坡（圖3），滑坡體位于2條溝谷之間的凸起山包之上，測得山坡坡向250°，最大坡角20°。經(jīng)現(xiàn)場勘查在此滑坡體的前緣、后緣及中部形成了近百條寬度與長度大小不一的地裂縫，長度由幾米至50m不等，寬度由幾厘米至0.7m之間（圖2）。曾在滑坡體的后緣部位做過探槽工作，資料顯示其位置的探槽在距地表深50cm處見水，且含水較豐富，說明在滑坡的后緣位置磚紅色粘土巖較淺。由此分析，并結(jié)合地形地貌特征推測此斷層滑坡體的最大厚度應(yīng)小于10m。據(jù)2012年夏季的谷歌圖片顯示此滑坡就有裂縫出現(xiàn)，所以此滑坡屬于淺層蠕慢型滑動，是牽引式滑坡和推移式滑坡的混合型順層滑坡。

圖1　滑坡體前緣處的“冰瀑”、“醉漢林”

圖2　滑坡體裂縫群生

圖3　滑坡地層結(jié)構(gòu)示意圖

滑坡地質(zhì)災(zāi)害是指在自然地質(zhì)作用和人類活動等因素的影響下，斜坡上的巖土體在重力作用下沿一定的軟弱面整體或局部保持結(jié)構(gòu)而向下滑動的過程。因為滑坡的形成既有自然地質(zhì)作用，也有人類活動的影響，所以綜合以上情況，分別從地質(zhì)因素及力學(xué)角度對滑坡的形成原因及誘發(fā)因素進(jìn)行了以下2方面論述。

1　地質(zhì)因素的分析

經(jīng)觀察、調(diào)查，對張石高速公路K21+800m處緊急避險車道滑坡地質(zhì)災(zāi)害的形成因素進(jìn)行了以下6方面地質(zhì)因素的分析。

1.1地形地貌

滑坡點位于壩下山區(qū)地帶與壩上高原交接部位，北部為壩上高原波狀平原區(qū)，地勢平坦開闊，南部為壩下地中山區(qū)，地形起伏較大，該位置正是所謂的“壩頭”位置，地勢東北高西南低，坡勢較陡。地表為第四系坡積物砂礫石及亞砂土為主，地表植被以低矮雜草為主，在局部范圍內(nèi)所滑坡的坡頂至坡底相對高差25m，高差較大，且受人類活動（張石高速）影響，所以，在此條件下，受滑坡體自重和滑坡體承載載荷的影響易于產(chǎn)生滑坡。

1.2地層巖性

經(jīng)調(diào)查，此滑坡所處位置地層為白堊系下統(tǒng)土井子組地層（K1t），此地層上部為灰白色細(xì)礫巖、石英砂巖夾磚紅色粉質(zhì)粘土巖，下部為灰白色礫巖與褐色石英砂巖互層，夾礫砂質(zhì)粘土巖。其地層產(chǎn)狀傾向為290°，傾角為15°，滑坡體坡向約為280°，平均邊坡角約為20°，其地層傾向與邊坡傾向夾角小，而邊坡傾角大于地層傾角，且地層中存在粘土巖夾層（滑動面），具備了產(chǎn)生滑坡的必要條件（滑動面），所以易于產(chǎn)生280°方向的地質(zhì)滑坡。

1.3地質(zhì)構(gòu)造

在此滑坡以北2km處有“尚義—赤城”深斷裂經(jīng)過，滑坡一般是沿斷裂破碎帶而成群分布的，往往滑坡的滑動面與斷層面、巖層面、節(jié)理面及不整合面都有著密不可分的聯(lián)系，最常見的順層滑坡的滑動面絕大部分是由巖層層面或泥化夾層等軟弱結(jié)構(gòu)面而構(gòu)成的，所以說此地質(zhì)構(gòu)造給滑坡的形成造成了一定的有利條件。

1.4水文地質(zhì)

經(jīng)調(diào)查在此滑坡東北約2km及正東2km處都有泉水出露，且為下降泉。在張家口的壩上與壩下的交接位置有呈沿“壩頭”一帶以線狀分布下降泉的分布規(guī)律，說明“壩頭”帶地層是地下基巖裂隙水含水較豐富地帶。由于此處的K1t地層中存在粘土巖夾層（隔水層），因而容易阻隔、匯聚地下水，從而此軟弱層就作為了此滑坡的滑動面，是形成滑坡的必要條件。

1.5氣候條件

據(jù)觀察從2012年冬季至2013年秋季的一年里壩上地區(qū)的降雪和降雨較充沛，較壩上地區(qū)歷年來的平均降水量（383.66mm）有十分明顯的提高，因此，使得“壩頭”一帶的地層中的含水量較為飽和，滑坡區(qū)巖土體保持了較為豐富的水分，增加了滑坡體整體重力，增強(qiáng)了滑坡面的潤滑作用，從而降低了斜坡的穩(wěn)定性，為滑坡的形成聚集了能量。

1.6人類活動

在滑坡上部有張石高速公路通過，改變了原有地形、地貌和其應(yīng)力狀態(tài)，加之其公路和避險車道的建設(shè)與使用，增加了滑坡體的重力，增大了下滑力，減小了滑坡的支撐力，從而引發(fā)了滑坡的形成；另外，此公路為壩上地區(qū)連接壩下及外地的交通要道，交通繁忙，承載巨大，所以，巨大的車流量頻繁通過對滑坡的影響也不容小視。

經(jīng)分析，以上6方面因素相結(jié)合，導(dǎo)致了張石高速公路K21+800m處緊急避險車道滑坡地質(zhì)災(zāi)害的最終發(fā)生。

2　力學(xué)角度的分析

從力學(xué)觀點上講，就是巖土體整體或局部失穩(wěn)的過程，因此，可用簡單的斜坡力矩平衡理論進(jìn)行分析：

式中：K——穩(wěn)定安全系數(shù)；

ω——土體自重；

q——外荷載；

β——斜坡坡角；

c——粘土聚力；

φ——上摩擦角。

由上式可以看出，影響其斜坡穩(wěn)定性的直接因素就是滑動力與抗滑力。當(dāng)抗滑力減弱，即粘聚力c、上摩擦角φ的減小，視為內(nèi)部因素對其的影響，這都會使斜坡的穩(wěn)定安全系數(shù)減小，導(dǎo)致滑坡發(fā)生的概率增大，也就是說滑坡的成因是其內(nèi)外因素的共同作用形成的。

2.1內(nèi)部因素

（1）從地層巖性、水文地質(zhì)及現(xiàn)場勘查中得知其地層中存有粉質(zhì)粘土巖，且地下水蘊(yùn)含豐富，造成了粘聚力的降低和摩擦角的減小，使其抗剪強(qiáng)度顯著下降，從而極易產(chǎn)生滑坡。

（2）斜坡的高度、傾角和斷面形狀對其穩(wěn)定性也有很大的影響。經(jīng)實地測量，斜坡的相對高差達(dá)40m，滑坡體長約150m，因為斜坡外形的不同，改變其斜坡外形，必然會引起內(nèi)部應(yīng)力作用的變化。

2.2外部因素

外因是滑坡形成條件，內(nèi)因則是滑坡的根本，外因是通過內(nèi)因而對滑坡起到的作用。本滑坡主要外部因素為水的作用和人為因素等。

（1）水的作用：地表降水的滲入及地下水的活動是導(dǎo)致本次滑坡的重要原因。其在水的作用下增加了巖土體的重量，降低了其抗剪強(qiáng)度，產(chǎn)生了動水，形成了靜水壓力。

（2）人為因素：坡頂人類工程（緊急避險車道及高速公路）的建設(shè)，破壞了原有的地表植被，增加了其地表土壤對自然降水的滲入能力；建筑物龐大的體積加大了滑坡體的重力，降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度，增加了滑坡體的滑動力。

綜上所述，內(nèi)、外兩部分原因，是從力學(xué)角度上說，也是形成滑坡的必然結(jié)果。

3　總結(jié)與建議

通過地質(zhì)因素與力學(xué)角度兩方面綜合進(jìn)行了分析，地質(zhì)因素為本次滑坡地質(zhì)災(zāi)害提供了有利的條件，應(yīng)力因素為本次滑坡地質(zhì)災(zāi)害創(chuàng)造了能量的來源，導(dǎo)致了最終滑坡的形成只是時間上的問題，是偶然中的必然結(jié)果。

建議在滑坡體頂部修建隔水墻及排水系統(tǒng)，使之地下水與地表水改道，不再對滑坡體構(gòu)成威脅；并在滑坡體及滑坡體下緣合理分布深入基巖的防滑樁及防滑擋墻，并保證防滑樁的數(shù)量及埋入基巖部分的埋深，力爭起到有效阻擋滑坡體的作用。但是如情況允許最好能另外選址建設(shè)，再加固其原有地基，也不如能另選一處地質(zhì)條件良好、水文條件良好、地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定的合適而可靠位置另行建設(shè)，這是預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的最佳方案。

滑坡地質(zhì)災(zāi)害是一種破壞力巨大的自然災(zāi)害，往往會給人類的生命財產(chǎn)造成巨大的災(zāi)難，所以說人類的發(fā)展與建設(shè)應(yīng)該更具合理性，保護(hù)了自然也就是服務(wù)了人類，要建設(shè)與保護(hù)并舉，合理利用土地資源，服務(wù)于人類。

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P642.22

A

1004-5716（2016）02-0009-03

2015-02-02

2015-02-10

許京明（1978-），男（漢族），河北宣化人，中級工，現(xiàn)從事地質(zhì)災(zāi)害危險性評估工作。