張鴻鼎

(甘肅省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局第二地質(zhì)礦產(chǎn)勘查院，甘肅 蘭州 730020)

甘肅S323線清水—秦安段公路沿線地質(zhì)環(huán)境較為復(fù)雜，為避免或減輕地質(zhì)災(zāi)害對(duì)該公路造成危害，對(duì)甘肅S323線清水—秦安段公路沿線進(jìn)行地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育現(xiàn)狀調(diào)查，結(jié)果顯示，公路沿線主要發(fā)育滑坡、不穩(wěn)定斜坡、泥石流以及黃土濕陷四類，地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)共47處。其中滑坡32處，不穩(wěn)定斜坡9處，泥石流6處，黃土濕陷在剝蝕黃土丘陵區(qū)普遍發(fā)育。本文以公路沿線典型的地質(zhì)災(zāi)害為研究對(duì)象，分析其成因，為進(jìn)一步制定治理措施奠定基礎(chǔ)。

1 滑坡成因分析

1.1 滑坡發(fā)育現(xiàn)狀

滑坡主要分布于研究區(qū)河流兩岸山前斜坡地帶，共發(fā)育32處，多因切坡修路等人工開挖形成。按物質(zhì)組成可分為黃土滑坡、黃土-泥巖滑坡和堆積層滑坡三類。按規(guī)模劃分大型滑坡15處，中型滑坡8處，小型滑坡9處(表1)。

表1 研究區(qū)滑坡類型一覽表

1.2 滑坡成因分析

1.2.1 地形地貌

地形地貌是控制滑坡形成的基本條件，研究區(qū)內(nèi)侵蝕堆積梁狀丘陵地形侵蝕切割強(qiáng)烈，溝壑密集發(fā)育，溝谷多呈“V”字形，大部分岸坡坡度在40°左右，相對(duì)高差多在200 m左右，形成了較大范圍的陡峭斜坡臨空面，為滑坡的形成提供了基本條件。通過對(duì)已發(fā)生滑坡研究，區(qū)內(nèi)發(fā)生滑坡的原始坡度一般大于30°，集中在30°～50°之間，并且坡形多呈弧形、凸型坡。從滑坡區(qū)域分布來看，大型、中型滑坡大多分布于河谷兩岸，其開闊的溝谷地形，高大的斜坡臨空面為重力侵蝕提供了良好空間。

1.2.2 地層巖性

區(qū)內(nèi)滑坡多分布于黃土層、殘坡積碎石層以及新近系泥巖等易滑巖組。黃土中發(fā)育垂直節(jié)理，遇水容易崩解，極易產(chǎn)生落水洞，即黃土具有極強(qiáng)的濕陷性，導(dǎo)致在雨水天氣容易引起地表水體滲漏使得底部軟化形成滑坡面。新近系泥巖是黃土區(qū)分布最廣的基底，普遍含有較高的泥質(zhì)成分，在干燥狀態(tài)下強(qiáng)度較高，但是在遇水后雖然具有較高的隔水性，但隔水作用導(dǎo)致巖土體長(zhǎng)期浸泡，容易軟化形成軟化層，進(jìn)而形成滑動(dòng)帶。古近系砂礫巖，膠結(jié)較好，強(qiáng)度較高，但往往在河流側(cè)蝕作用強(qiáng)烈的地段因其本身裂隙發(fā)育，易因卸荷作用而產(chǎn)生滑坡災(zāi)害。另外，研究區(qū)內(nèi)下部地層巖性軟硬相間，產(chǎn)狀復(fù)雜多變，主要為泥巖等組成，巖體破碎，殘坡積堆積層相對(duì)較厚，結(jié)構(gòu)松散，擾動(dòng)或強(qiáng)降水后導(dǎo)致坡體失穩(wěn)發(fā)生滑坡。

1.2.3 地質(zhì)構(gòu)造及地震

研究區(qū)處于隴西旋卷構(gòu)造體系與祁呂賀蘭山字型構(gòu)造體系前弧西翼的復(fù)合部位，受兩大構(gòu)造體系的共同影響，區(qū)內(nèi)褶皺、斷裂較為發(fā)育，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，使區(qū)內(nèi)巖土體破碎，為滑坡災(zāi)害發(fā)育提供了良好條件[1]。自第四紀(jì)以來，研究區(qū)處于持續(xù)的隆生造山階段，地表水流的侵蝕作用明顯增強(qiáng)，使得區(qū)內(nèi)侵蝕基準(zhǔn)面明顯下降，進(jìn)而導(dǎo)致研究區(qū)斜坡臨空面增大，容易誘發(fā)滑坡的形成。同時(shí)，區(qū)域性強(qiáng)烈的造山運(yùn)動(dòng)使得研究區(qū)巖土體構(gòu)造裂隙發(fā)育，原有的應(yīng)力平衡逐漸被打破，導(dǎo)致更多的斜坡臨空面處于不穩(wěn)定狀態(tài)，容易誘發(fā)滑坡形成。此外，研究區(qū)是地震高發(fā)區(qū)，地震活動(dòng)使得原來不穩(wěn)定的斜坡臨空面上的巖土體松動(dòng)，加劇滑坡的發(fā)生速度。地震過程中坡角的瞬間增加，從而導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)發(fā)生滑坡災(zāi)害。

1.2.4 降水因素

研究區(qū)境內(nèi)降雨充沛，年均降雨量大，區(qū)內(nèi)年均降水量可達(dá)到507.6～546.8 mm，而降雨在年內(nèi)分配不勻，多集中在5～10月份，是滑坡的高發(fā)期。疏松的黃土及碎石土易于降水快速下滲轉(zhuǎn)化為地下水，使坡體含水量增加，在地下水的作用下，局部有利部位形成潮濕或飽水軟弱面(帶)，降低了摩阻力，增加了荷載，從而引發(fā)滑坡發(fā)生。此外，受河水侵蝕的一側(cè)的坡腳被掏空后，滑坡現(xiàn)象較發(fā)育。

1.2.5 人類活動(dòng)

綜上所述，隨著當(dāng)前醫(yī)療水平和技術(shù)的進(jìn)步，子宮內(nèi)膜癌患者的存活率逐漸提高，而術(shù)后并發(fā)癥則成為制約患者生活質(zhì)量的重要因素，尤其是下肢淋巴水腫，嚴(yán)重影響患者生活質(zhì)量。當(dāng)前對(duì)該問題的研究和關(guān)注尚不夠，有必要開展大樣本的流行病學(xué)研究，全面評(píng)估危險(xiǎn)因素，制定合理有效的評(píng)估標(biāo)準(zhǔn)、預(yù)防措施和管理手段，減輕患者負(fù)擔(dān)，提高術(shù)后生活質(zhì)量。

人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞較大，主要表現(xiàn)在人類工程開挖、方式、強(qiáng)度等逐漸增加，不合理的開挖坡腳和破壞植被，特別是山區(qū)興修公路挖方切坡，使山體斜坡變陡，前緣臨空，在其他因素作用下，容易引發(fā)滑坡或?qū)е乱延谢聫?fù)活[2]。從研究區(qū)內(nèi)滑坡分布看，人口密度大，人類活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)域，其滑坡非常發(fā)育。

2 不穩(wěn)定斜坡的成因分析

2.1 不穩(wěn)定斜坡分布發(fā)育特征

不穩(wěn)定斜坡共發(fā)育9處，主要分布在河流左、右岸山前斜坡地帶，坡體隨山體變化大、剖面多成呈弧線型，其中5處不穩(wěn)定斜坡結(jié)構(gòu)類型為黃土斜坡，另外4處不穩(wěn)定斜坡結(jié)構(gòu)類型為基巖斜坡。9處不穩(wěn)定斜坡均由修路過程中開挖形成的邊坡構(gòu)成，斜坡高度8～20 m之間，坡寬50～500 m之間，坡向多變，往往同一處斜坡內(nèi)坡向隨地形變化而變化很大，坡度多在60°～70°之間，多數(shù)坡局部近于直立。

2.2 不穩(wěn)定斜坡成因

2.2.1 地形地貌

地形地貌是控制斜坡變形失穩(wěn)的主要因素。研究區(qū)不穩(wěn)定斜坡主要分布于河流左、右岸山前斜坡地帶，坡體陡峻，坡度一般在60°～70°，局部近于直立，為斜坡失穩(wěn)提供了有力的臨空面條件。此外，研究區(qū)內(nèi)侵蝕堆積梁狀丘陵區(qū)地形侵蝕切割強(qiáng)烈，溝壑密集發(fā)育，溝谷多呈“V”字形，大部分岸坡坡度在40°左右，相對(duì)高差多在200 m左右，高而陡的斜坡所形成的有效臨空面使滑坡產(chǎn)生具備了基本地形條件。其開闊的溝谷地形，高大的斜坡臨空面為重力侵蝕提供了良好空間。

2.2.2 地層巖性

地層巖性是產(chǎn)生高陡斜坡的重要條件。區(qū)內(nèi)地貌屬侵蝕構(gòu)造低中山區(qū)和黃土梁狀丘陵區(qū)，斜坡分布地帶坡體均由黃土構(gòu)成。地層巖性黃土松散，在地震、強(qiáng)降雨等因素作用下，斜坡易滑落形成滑坡。

2.2.3 降水特征

2.2.4 人類工程活動(dòng)

人類活動(dòng)對(duì)地質(zhì)環(huán)境的破壞較大，主要表現(xiàn)在人類工程開挖、方式、強(qiáng)度等逐漸增加，不合理的開挖坡腳和破壞植被，特別是山區(qū)興修公路挖方切坡，使山體斜坡變陡，前緣臨空，導(dǎo)致公路一側(cè)或兩側(cè)形成高陡邊坡，由于以往公路等級(jí)較低，未對(duì)開挖路塹邊坡采取過任何防治措施，導(dǎo)致斜坡穩(wěn)定性降低。人口密度大，人類活動(dòng)強(qiáng)烈區(qū)域，不穩(wěn)定斜坡非常發(fā)育。

3 泥石流

3.1 泥石流類型及發(fā)育特征

區(qū)內(nèi)泥石流按照其規(guī)模劃分中型的5條，小型的1條。區(qū)內(nèi)泥石流流域形態(tài)主要有“柳葉形”以及“闊葉形”，流域面積在2.7～38.9 km2之間。溝床多數(shù)較為順直，部分溝床呈彎曲狀，谷底寬度10～50 m之間，6條泥石流溝多呈“V”字形，少有“U”字形，多數(shù)溝道兩側(cè)支溝發(fā)育。區(qū)內(nèi)泥石流由于堆積區(qū)位于河谷地帶，部分溝谷堆積物被主溝洪水帶走，溝谷少有存在洪積扇，部分較大溝谷洪積扇發(fā)育明顯，且擠壓主河道，主河彎曲或一定程度堵塞。

3.2 泥石流成因分析

3.2.1 地形特征

研究區(qū)侵蝕構(gòu)造低中山區(qū)和侵蝕堆積梁狀丘陵區(qū)溝壑縱橫、切割強(qiáng)烈，沖溝發(fā)育，溝谷切割密度1.8～2.3 km/km2。大多數(shù)溝谷流域形態(tài)呈“柳葉形”、“闊葉形”利于清水匯集和固體物質(zhì)的起動(dòng)。此外，泥石流溝溝床縱坡降大，地形條件利于泥石流的形成。

3.2.2 松散固體物質(zhì)

研究區(qū)內(nèi)巖石風(fēng)化強(qiáng)烈，泥石流固體物質(zhì)主要為面蝕和溝蝕，其次為滑坡、崩塌、瀉溜等。區(qū)內(nèi)泥石流松散固體物質(zhì)大都在3.0～40.0×104m3/km2，充足的固體物質(zhì)為泥石流的形成提供了物質(zhì)條件。

3.2.3 降水特征

清水縣多年平均降水量為546.8 mm，降水量年際變化顯著，年內(nèi)降水量分配也很不均勻，降水量主要集中在6～9月份，占全年降水量的66.7%，尤其7月份降水量最多；秦安縣多年平均降水量507.6 mm，年際最大降水量734.90 mm，最小293 mm，年內(nèi)降水極不均勻，6～9月份降水量最大，約占年降水量的65%。因此，區(qū)內(nèi)集中降雨氣候是誘發(fā)泥石流發(fā)生的主要因素之一。

4 黃土濕陷

4.1 黃土類型及其分布

研究區(qū)濕陷性土分黃土和黃土狀土兩類。濕陷性黃土主要分布于黃土梁峁及丘陵區(qū)，集中表現(xiàn)在上更新統(tǒng)風(fēng)積馬蘭黃土中，一般淺部均具濕陷性，且以自重濕陷為主，濕陷土層厚度在各地差異較大，一般在10～30 m左右；黃土狀土主要分布于河(溝)谷平原地帶，一般淺部具濕陷性，以非自重濕陷為主，濕陷土層厚度一般在2～5 m左右，且黃土濕陷性具有隨著深度的增加而逐漸減弱的規(guī)律。

4.2 黃土濕陷成因

黃土濕陷的成因與黃土的結(jié)構(gòu)、黃土中的可溶鹽的溶解和水的機(jī)械侵蝕作用直接相關(guān)。

4.2.1 黃土的結(jié)構(gòu)

研究區(qū)黃土結(jié)構(gòu)疏松，垂直節(jié)理和大孔隙發(fā)育，以支架型結(jié)構(gòu)為主，利于濕陷的形成[3]。馬蘭黃土中垂直節(jié)理裂隙發(fā)育，具中等濕陷性，垂直節(jié)理和大孔隙利于雨水入滲，土體遇水極易崩解，產(chǎn)生落水洞、沉陷、裂隙等，加劇雨水滲漏致使其結(jié)構(gòu)破壞，在淺部5～10 m深度與新近系泥巖接觸面上落水洞、地裂縫往往連通，形成地下土洞，入滲水往往在連通區(qū)富集，通過連通孔隙從低處的坡面流出，在流動(dòng)過程中不斷侵蝕、浸濕，土洞規(guī)模不斷增大，在強(qiáng)降雨或地震等條件下土體受自身重力作用易失穩(wěn)產(chǎn)生裂縫、沉陷。

4.2.2 黃土中的可溶鹽

黃土在干燥狀態(tài)下具有一定的強(qiáng)度，但當(dāng)含水量達(dá)到一定的程度后，在水的作用下，黃土中的易溶鹽被溶解帶走，破壞了黃土的固有結(jié)構(gòu)，從而使其強(qiáng)度顯著降低。研究區(qū)黃土的易溶鹽含量較大，地表水滲入土體中使大量的易溶鹽被溶解帶走，從而使黃土顆粒間的連接關(guān)系遭到破壞。

4.2.3 水的機(jī)械侵蝕作用

由于黃土的垂直節(jié)理裂隙發(fā)育，當(dāng)?shù)乇硭亓严兑怨嗳胧饺霛B地下時(shí)，會(huì)發(fā)生強(qiáng)烈的機(jī)械侵蝕作用，水的楔入作用使黃土的結(jié)構(gòu)破壞，為土粒的運(yùn)移提供了條件，從而使土體中的裂隙不斷擴(kuò)大，最終形成陷穴。

5 結(jié)束語(yǔ)

綜上所述，甘肅S323線清水—秦安段公路沿線地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育，對(duì)公路修建以及后期安全運(yùn)行影像較大。本文從滑坡、泥石流、不穩(wěn)定斜坡以及黃土濕陷幾方面分析了其成因，以期為制定治理措施提供參考。