魏萬鴻，葉偉林，2，宿 星，2，吳瑋江，楊 濤

(1.甘肅省科學院 地質自然災害防治研究所，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學 資源環(huán)境學院/西部環(huán)境教育部重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

高速遠程滑坡體的超穩(wěn)性及滑坡土地的開發(fā)利用

魏萬鴻1，葉偉林1，2，宿 星1，2，吳瑋江1，楊 濤1

(1.甘肅省科學院 地質自然災害防治研究所，甘肅 蘭州 730000；2.蘭州大學 資源環(huán)境學院/西部環(huán)境教育部重點實驗室，甘肅 蘭州 730000)

高速遠程滑坡；超穩(wěn)性；土地資源；開發(fā)利用

地質災害“防災興利”模式是地質災害防治工作的發(fā)展趨勢。利用高速遠程滑坡體的超穩(wěn)性特點，合理地開發(fā)利用滑坡土地，具有重要的現(xiàn)實意義。以甘肅省天水市街子滑坡為例，利用滑坡體的超穩(wěn)性特點，論述高速遠程滑坡作為建設場地的可行性，提出滑坡土地利用過程中需要注意的問題及滑坡體治理措施，并對超穩(wěn)性滑坡作為建設場地的一些需要重視的關鍵地質問題加以說明。

1 滑坡體土地資源利用概述

我國地質災害分布較為廣泛，每年發(fā)生的各類地質災害對國民經濟發(fā)展和人民生命財產安全構成了嚴重威脅。對于山區(qū)而言，滑坡的存在和發(fā)生嚴重影響了人民的生產生活。以往的滑坡治理理念多是著眼于保證其穩(wěn)定性，而忽略了將滑坡體作為一種地貌類型和地貌資源加以利用的研究[1]。近年來，山區(qū)滑坡綜合治理與土地利用引起了廣大技術人員的重視，隨著我國經濟社會的發(fā)展，地質災害防治正在進入“防災興利”階段，即由單純的避讓災害到科學利用災害體[2]，以緩解山區(qū)經濟發(fā)展與土地資源短缺的矛盾。

將滑坡體作為一種地貌資源加以利用，滿足人們生產生活需要，自古有之，甘肅省隴南山區(qū)的許多村莊就建在滑坡體上[3]。韓宇平等[4-5]研究發(fā)現(xiàn)，由于滑坡能改變原地形地貌，成為塑造新地貌資源的驅動力，因此當古滑坡體穩(wěn)定后，為村落建設和農業(yè)開發(fā)提供了大量優(yōu)質的土地，并為修建水庫提供了許多優(yōu)良壩址。但先前這些利用滑坡體的行為大多是不自覺的、被動的，有些甚至是不合理的，如由于選址和建設方案不合理，陜西省子長縣芋則灣村在新農村建設過程中在菜園子滑坡體前沿大量挖方，從而引發(fā)了新滑坡[6]。在土地資源緊缺與社會經濟發(fā)展矛盾日益突出的今天，要將滑坡體作為一種地貌資源加以利用[1]，在滑坡土地開發(fā)性治理的過程中，滑坡穩(wěn)定性研究和開發(fā)方案合理性論證是前提。只有滑坡穩(wěn)定性滿足要求或治理后滿足要求的滑坡體才可以進行土地開發(fā)建設。

高速遠程滑坡是一種滑動距離長、滑后沖擊力大的滑坡類型，具有滑動速度快、距離遠、破壞范圍大、危害嚴重等特點[3,6]。但由于其高速、遠程的特點，滑坡體勢能釋放充分，滑坡體堆積過程中往往形成一定的起阻滑作用的滑坡體結構，滑坡后期穩(wěn)定性進行調整并產生后生固結，滑動后其他沉積物掩埋滑舌部分，使得滑坡體具有超穩(wěn)定性特點，因此整體復活可能性小[7]，從而為滑坡體土地開發(fā)利用提供了地形地貌基礎。比如，1990年甘肅天水鍛壓機床廠滑坡發(fā)生后，相關部門在論證機床廠重建方案時，考慮到該滑坡為高速遠程滑坡，滑體穩(wěn)定系數為2.3，處于超穩(wěn)定狀態(tài)，因此在靠前布置的原則下，采取原址重建的方案，最大限度地節(jié)約了資金，合理利用了土地資源[3]。

2 街子滑坡體治理工程及工程選址方案

甘肅省天水市麥積區(qū)麥積鎮(zhèn)地處著名的麥積山風景名勝區(qū)內，歷史悠久，自然人文景觀豐富，名勝古跡星羅棋布，境內有國家AAAAA級旅游景區(qū)麥積山風景名勝區(qū)，匯聚麥積山石窟、仙人崖、凈土寺及麥積煙雨、仙人送燈、凈土松濤等景觀，更有植物園、溫泉、溢香洞、羅漢崖、石蓮谷等景點，適合修建養(yǎng)老示范基地，然而區(qū)內地貌以山地、丘陵為主，缺乏可用于建設的土地資源。為此，經精心選址、全面論證，決定利用高速遠程滑坡的超穩(wěn)性特點，將位于麥積鎮(zhèn)街亭村北坪的街子滑坡體所在區(qū)域作為天水麥積全國綜合養(yǎng)老示范基地建設場地，并進行滑坡地質災害的勘察工作[8-9]。

2.1 滑坡概況

2.1.1 滑坡平面及空間形態(tài)

街子滑坡位于甘肅省天水市麥積鎮(zhèn)街亭村北側，平面形態(tài)呈不規(guī)則舌形?；w坡面長約1 300 m，平均寬約550 m，面積約0.75 km2，平均坡度10°左右，主滑方向203°。滑坡后壁呈圈椅狀，滑坡段相對高差200～240 m，主滑滑距約為1 000 m，屬遠程滑坡?；麦w在主滑方向呈上陡下緩狀，中部及前緣較緩，滑體前緣擴散堆積于東柯河右岸二級階地上，臨空面小，平均坡度6.5°左右，坡體已經人工改造為梯田?；潞蟊诟?～20 m，坡度為30°～60°，局部地段近直立，滑坡后壁多處產生次級滑坡，穩(wěn)定性較差。街子滑坡地形地貌見圖1。

圖1 街子滑坡地形地貌

2.1.2 滑坡物質組成及結構特征

滑坡體物質組成主要為泥巖、泥質砂巖重力堆積碎屑及粉土、粉質黏土，滑坡后壁上部為第四系黃土層，下部局部有泥巖、泥質砂巖露頭，基巖層產狀近水平，滑面貫穿上部第四系地層及下部基巖層，滑坡剪出口已為滑體土所覆蓋，推測剪出口位于場地北側道路一帶。屬巨型中層黃土泥巖切層滑坡，滑體厚度前緣薄、中后部厚，一般為10～20 m，滑體平均厚度15 m左右，體積約為1 600萬m3。現(xiàn)場勘察發(fā)現(xiàn)，建設場地北側及場地中部地下水埋深較淺，局部形成積水洼地及溢水點，并有次生鹽漬化現(xiàn)象。

2.1.3 滑坡穩(wěn)定性分析

為評價滑坡穩(wěn)定性，本次勘察布置1個主剖面(A-A′剖面)、3個輔助剖面(B-B′、C-C′、D-D′剖面)，查明了滑面的空間位置，發(fā)現(xiàn)滑動面呈折線形。對于滑坡后壁各次級滑坡，其穩(wěn)定性計算采用圓弧法，由Slide軟件搜索出潛在滑動面。穩(wěn)定性計算參數是在試驗資料的基礎上，結合滑帶土參數反算的方法，并參考有關經驗值綜合確定的(表1)。

對主剖面全段及分段進行穩(wěn)定性計算，結果表明，其中擬建場地上部(剪出口以北)坡體穩(wěn)定系數為1.274，擬建場地(剪出口以南)坡體穩(wěn)定系數為3.140，滑坡方向上整體穩(wěn)定系數為1.541，主滑面方向滑坡體整體呈超穩(wěn)定狀態(tài)(圖2)。

表1 滑坡穩(wěn)定性計算參數

圖2 滑坡穩(wěn)定性計算剖面(A-A′剖面)

為研究場地以北滑坡體穩(wěn)定性，布置3個輔助剖面(B-B′、C-C′、D-D′剖面)，其穩(wěn)定系數為1.267～1.531(表2)，說明場地以北滑坡體穩(wěn)定性較好。

表2 滑坡穩(wěn)定性計算結果

滑坡后壁各段邊坡穩(wěn)定性較差，后緣坡體上部可見較多弧形拉張裂縫，并形成0.2～0.5 m下錯，前緣有多處滲水點及積水坑，坡體前緣形成滲水、飽水帶，穩(wěn)定性差，局部有隨時復活滑動的可能。穩(wěn)定性計算表明，滑坡后壁各段邊坡正常條件下穩(wěn)定系數為1.012～1.092，處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，與野外現(xiàn)場調查分析的結果基本一致。

2.2 建設工程選址規(guī)劃及治理工程方案

滑坡勘察表明，街子滑坡北段穩(wěn)定系數為1.267～1.531，處于基本穩(wěn)定—穩(wěn)定狀態(tài)，滑坡整體穩(wěn)定系數為1.541，南段穩(wěn)定系數為3.140，具有超穩(wěn)定性特點，可作為建設場地。經廣泛論證，滑坡體前部(第三斜坡帶，即剪出口以南滑坡體)平均坡度6.5°左右，坡度較緩，適宜作為建設場地，故將擬建的天水麥積全國養(yǎng)老示范基地建設場地布置于該部位。滑坡體北部(第二斜坡帶，為次級滑坡所在區(qū)域)由于坡度較大，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，且與滑坡后壁距離較近，不適宜布置建筑，采取相關的治理措施后，可作為建設場地與滑坡后壁不穩(wěn)定坡體的過渡區(qū)。滑坡后壁(第一斜坡帶)距建設場地較遠(230～548 m)，可不進行治理，具體見表3。

表3 街子滑坡治理措施建議匯總

滑坡北部(第二斜坡帶)治理措施：一是對滑坡后緣裂縫進行夯實回填處理，防止地表降水滲入原有滑面，以增強滑坡穩(wěn)定性；二是在滑坡外側及滑坡體上修建截排水明渠，減少降水入滲，增加坡體穩(wěn)定性?；麦w南部(第三斜坡帶)建設工程場地總體設計采取支擋+盲溝排水方案，同時盡量優(yōu)化場地豎向設計，避免形成高陡斜坡，主要治理措施：一是對工程建設所形成的各級邊坡采取防護措施，并盡量采取柔性防護方式，必要時采取重力式擋土墻及錨桿擋土墻；二是在場地內兩處地下水埋深較淺部位設地下盲溝進行排水，人工疏干排泄地下水，降低地下水位，提高地基土強度及邊坡穩(wěn)定性，防止局部鹽漬化，并結合場地綠化及場地內景觀建設，將地下水引入場地內人工湖景點，營造水體景觀，做到治理與利用相結合，合理利用地下水資源。同時，建立監(jiān)測預警體系，在穩(wěn)定性較差的滑坡后壁及滑坡臺坎不穩(wěn)定斜坡處設警示牌，加強邊坡的變形動態(tài)監(jiān)測和災害預警，以防患于未然。施工中在坡體上部和兩邊設置監(jiān)測點進行監(jiān)測。施工結束后，應建立常態(tài)滑坡(邊坡)穩(wěn)定巡查制度，派專人定期對邊坡及治理工程進行巡查，并保證治理工程及排水設施正常運行。

2.3 超穩(wěn)性滑坡場地建設應注意的地質問題

超穩(wěn)性滑坡可以作為建設場地加以利用，但有別于一般場地，超穩(wěn)性滑坡建設場地的選址、規(guī)劃、勘察、設計及后期運行管理有其特殊性，對一些地質問題需加以重視。

(1)在超穩(wěn)性滑坡體上進行工程建設，除進行場地巖土工程勘察外，還要重視建設場地地質災害危險性評估工作，同時應進行專門的地質災害勘察及治理工程設計，為選址及場地工程布局提供依據。

(2)超穩(wěn)性滑坡整體處于超穩(wěn)定狀態(tài)，適宜工程建設，但在滑坡體局部區(qū)域，特別是滑坡后壁及后壁次生滑坡地帶，邊坡穩(wěn)定性較差，建設工程布置應充分考慮各區(qū)域穩(wěn)定性，合理布局，全面考量，綜合治理后才能進行工程建設。

(3)由于場地位于一定坡度的坡面上，勢必形成不同高度的地塊，因此在滑坡體上布置建筑物時，需重視豎向設計，綜合考慮建筑物、場地內道路交通、景觀建設等，避免形成高陡邊坡、不穩(wěn)定斜坡或引發(fā)滑坡局部復活[10]。對于場地內形成的各級臺坎、邊坡，應進行專門的穩(wěn)定性分析及加固工程設計。

(4)由于建設場地位于滑坡體上，場地內土壤為滑坡堆積物，具不均質性及欠固結性，局部存在軟弱結構面，不適宜直接做建筑物持力層，應采取樁基或其他地基處理措施，確保建筑基礎穩(wěn)定。

(5)對滑坡體內存在的滯水等地下水，應采取相應疏排措施，提高地基土強度及邊坡穩(wěn)定性，防止局部鹽漬化，并結合場地綠化及景觀建設合理利用地下水，變害為利。

3 結 語

山區(qū)滑坡綜合治理與土地利用相關研究正在深入，地質災害防治已由單純的避讓災害階段進入到科學利用災害體的“防災興利”階段。在山區(qū)土地資源短缺、用地矛盾突出的地方，利用高速遠程滑坡的超穩(wěn)性特點，在有效可靠地進行滑坡災害防治的基礎上，合理地開發(fā)利用滑坡土地具有重要的現(xiàn)實意義。本研究以甘肅省天水市街子滑坡為例，對利用高速遠程滑坡體作為養(yǎng)老示范基地建設場地進行了選址及勘察、規(guī)劃，并對滑坡體治理方案及措施進行了論述。有別于一般場地，將超穩(wěn)性滑坡作為建設場地加以利用有其特殊性，針對一些關鍵地質問題、具體的工程情況還須具體研究。

[1] 趙欣,伏永朋,潘玉珍,等.山區(qū)滑坡綜合治理與土地利用探討[J].人民長江,2009,40(15):33-35.

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(責任編輯 李楊楊)

S157；TU457

A

1000-0941(2017)10-0058-04

國家自然科學基金項目(41362014)；甘肅省科學院應用研發(fā)項目(2013JK-06，2013JK-07，2013QN-13，2014JK-04)

魏萬鴻(1968—)，男，甘肅皋蘭縣人，高級工程師，學士，研究方向為地質災害防治；通信作者葉偉林(1986—)，男，江西上高縣人，助理研究員，學士，研究方向為地質災害防治。

2017-07-01