高边坡地质灾害原因机理分析

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【摘 要】很多工程项目所处地理位置沿线地质条件复杂、地形狭窄、地形起伏上气候主体差异明显，虽经改造但存在一定的安全隐患，特别是上边坡崩坍、落石等病害一定程度上会影响该项目建成后的效益发挥。因此有必要对该改造工程发生的高边坡病害进行处治。本文结合淅川县高边坡地质灾害发育分布规律的工程实例，对常见的高边坡病害的原因及处治原则等有关问题进行分析。

【关键词】高边坡 地质灾害 原因 分析

引言

近年来，随着我国经济的快速发展，工程建设项目越来越多，工程建设项目的难度也越来越大。在国内，已发生了众多高边坡的破坏，严重危及到国家财产和人民的生命安全，对边坡的正确认识，合理设计，适当的治理，把边坡失稳造成的灾害降低到最低限度，保证国家对基础设施的投资以及安全运营变得至关重要。

实例分析

淅川县位于河南省西南，豫、鄂、陕三省结合部。县境东北两面与河南省邓州、内乡、西峡相接，西与陕西省商南相连，南与湖北省郧县、光化、均县毗邻。县境地处秦岭支脉伏牛山南麓山区，总体地势由西北向东南倾斜，西北部为低山区，中部为丘陵区，东南部为岗地及冲积平原区。境内海拔高程120 ～ 1 086 m。

县境属北亚热带季风型大陆性气候，多年平均气温为15.8℃，极端最高气温42.6℃，最低气温－13.2℃。年平均降雨量797.8 mm，最大年降雨量1 423.7 mm，最小年降雨量391.1 mm，6 ～ 9月份降雨量占年均降雨量的59.8%。降雨特征主要表现为西北多、东南少，山区多、丘陵和平原区少。境内主要河流有丹江、鹳河、淇河、刁河，属长江流域汉水水系。境内最大的地表水体为丹江水库，现水域面积365.6 km2，库容81亿m3。淅川县为地震多发区，根据《中国地震动参数区划图》（GB18306－2001），淅川县属地震基本烈度V－VI度区。

县境内前人曾作过大量基础性地质工作。地质灾害方面涉及本区的区域性调查研究主要包括河南省环境地质调查、秦岭造山带的地质灾害研究等，对境内地质灾害发育程度及成因进行了概述。境内地质灾害研究工作主要包括2005年开展的地质灾害调查与区划[7]、丹江水库周边的环境评价以及部分工程建设地质灾害评估等，较详细的阐述了境内地质灾害发育的历史及现状。本文基于以往成果，结合实地调查研究，分析了淅川县地质灾害发育分布的基本规律，初步探讨了构造对地质灾害的影响与控制作用。

1．1 地质灾害的分布受地形地貌控制

淅川县总体地势由西北向东南倾斜，地貌类型由低山、丘陵逐步过渡到岗地及冲积平原。调查发现的200处地质灾害及隐患点，其分布具有明显的地域性特点，主要表现为分布密度大小与地形变化趋势相匹配，由西北向东南逐渐减小。西北部的低山丘陵区，包括荆紫关镇、西簧乡、寺湾乡，445 km2（占全县总面积的15.9%）的范围内分布有地质灾害及隐患点90处，其中包括滑坡21处、崩塌46处、不稳定斜坡21处、泥石流2处。中部丘陵区，包括10个乡镇，面积1 562 km2（占全县总面积的55.8%），分布地质灾害隐患点110处，包括崩塌45处、滑坡34处、泥石流2处、不稳定斜坡26处、地面塌陷3处。东南部岗地及冲积平原区仅存在膨胀土危害和局部河流塌岸现象。

1．2 地质灾害的分布受地层岩性及其工程地质特征影响

地层岩性是地质灾害产生的物质基础[9]。从地质灾害点的分布情况来看，地层岩性、产状及工程地质特征控制着地质灾害的分布：在古元古界片麻岩等变质岩类分布区、上古生界和中生界及新生界泥岩、粉砂岩、粘土岩等碎屑岩类分布区，地质灾害点分布密度较大，为地质灾害多发区。

地层岩性及工程地质特征对地质灾害的影响主要表现在两个方面：一为上述岩类工程地质特性较差，岩体力学特性不均一，呈薄层状或互层状，层间多存在软弱夹层，节理、裂隙发育，在降雨及其它不利因素综合作用下，易沿层面发生崩塌、滑坡等地质灾害；二为这些岩体的抗风化、抗融冻等自然营力特性较差，坡面、坡脚、山洼较易形成厚度较大的残坡积层，因土体、岩体存在的透水性差异等因素，易沿风化层与新鲜基岩接触面发生崩塌、滑坡等地质灾害。

1.3、实例中地质灾害的种类

淅川县地质构造复杂、地形起伏较大、岩性多变、地层工程地质特性较差，属地质灾害多发区。近年来，县境多发地质灾害，对人民生命财产造成了较大损害。据前人对本区的研究及2005年开展的地质灾害调查与区划成果，目前县境内存在地质灾害及隐患点200处，包括崩塌91处、滑坡55处、泥石流沟4条、不稳定斜坡47处、地面塌陷3处。并已造成12人伤亡，直接经济损失911.3万元，现威胁人口6811人，威胁资产16 032万元。崩塌、滑坡、不稳定斜坡是县境内主要的地质灾害及隐患类型。

1.3.1、崩塌：调查发现崩塌灾害及隐患共计91处，其中土质崩塌37处，基岩崩塌54处，规模1处为中型外其他均为小型。分布遍及11个乡镇，丹江以北、鹳河以西发育较密集。区内崩塌主要发生于民居周围、交通线侧壁、矿山采场等人为切坡形成的陡崖处。目前，崩塌灾害已造成直接经济损失166.6万元，仍对950人、10 652万元财产构成威胁。

1.3.2、滑坡：境内共调查滑坡55处，其中岩质滑坡13处，土质滑坡42处。13处为中型滑坡外，42处为小型。主要分布处于低山丘陵区的乡镇。土质滑坡岩性主要为第四系残坡积碎石土。岩质滑坡岩性主要为粘土岩、泥岩、粉砂岩、片麻岩、片岩类等。滑坡平面形态以圈椅形、舌形、矩形为主，剖面形态多为直线及台阶形。滑坡灾害现已造成直接经济损失284.7万元，仍对2 168人、1 987.2万元财产构成威胁。

1.3.3、不稳定斜坡：调查发现47处，分布于低山丘陵区的大部分乡镇。区内不稳定斜坡以土质为主，次为岩质。形成条件与滑坡类似。区内不稳定斜坡坡面或坡顶均发生过或目前仍存在拉张裂缝等变形迹象，其发展趋势为滑坡的可能性较大。现威胁2 773人、2 147.2万元财产安全。

1.3.4、泥石流：共调查泥石流沟4条，分布于盛湾镇阴坡沟、寺湾镇葛藤沟、西簧乡樟花沟、荆紫关镇吴家沟。4处泥石流主要为河谷型水石流，规模为小型，低易发。泥石流灾害现已造成直接经济损失244万元，仍对815人、850万元财产构成威胁。

1.3.5、地面塌陷：调查发现3处，均为小型采空塌陷。集中分布于马镫镇关防村、云岭村、葛家沟村带状区域。现已造成直接经济损失216万元，仍对105人、396万元财产构成威胁。

2、常见的高边坡地质灾害的原因分析

在常见的高边坡中，岩层中部见产状的节理裂隙，为陡倾切割，使岩体完整性变差。边坡开挖造成底部临空，由于地下水的持续作用，最终导致浅层岩体塌滑失稳。岩体滑坡属浅层平面滑动，滑动面为层间软弱结构面。坡体的产生与坡体的物质组成、地质结构和地下水的活动及人类工程活动密切相关。

很多边坡浅层为强风化岩，风化裂隙发育，岩体破碎，岩石蚀变强，遇水易软化，在地下水入渗作用下其稳定性较差。而弱风化流纹岩、玻屑凝灰岩受区域构造作用，绿泥石化蚀变十分强烈，形成了蚀变岩石，岩层表现为软硬相间，且结合程度极差，层间结构面容易变成潜在滑动面。而由于层问结构面外倾，顺坡结构面倾角小于坡角，有利于滑动，在坡面施工形成临空面后容易发生平面滑动破坏。而施工期大量雨水等地表水的人渗，了结构面，大大降低了结构面上土体受压值，这是滑坡发生的主要因素。

3、高边坡地质灾害的分类和处治原则

受断层和沪定断层影响，边坡岩体节理裂隙发育，岩体破碎，多呈碎块状，岩石强风化层厚度较大。为避免大填大挖，破坏生态，产生新的病害，同时使整治地段边坡通过处治达到边坡稳定的目的，对以下几种不同类型的高边坡病害结合不同的地质状况提出处治原则。

(1)受自然风化作用强烈的花岗岩岩质高边坡边坡综合坡率为0.6-1，0.7，以全风化-强风化花岗岩为主，地质构造强烈，岩体已风化成砂状、碎石状;边坡多次坍塌，表面凹凸不平，凹腔深约2m一3m。处治原则:采用压力注浆锚杆加固边坡，增强其整体稳定性，坡面采用挂网喷硅封闭，防止岩体进一步风化而产生坍塌破坏。结合边坡实际情况考虑设置绿化窗，以供今后绿化。

(2)边坡受区域构造作用强烈，岩块虽较坚硬，但变形破坏严重的岩质高边坡坡体岩石破碎，呈碎块状，且含较多细粗土。处治原则:坡脚设挡墙，坡面挂网喷硷封闭，坡体采用锚杆进行加固

(3)边坡岩体节理裂隙发育，岩体结构较破碎，呈大块状的岩质高边坡岩体强度较高，风化作用较轻微。处治原则:坡脚设锚杆加固，坡面采用主动防护网防止落石、掉块。

(4)坡残积碎石土类高边坡边坡以碎石、角砾质粘土为主，部分为块石质土。处治原则:结合边坡坡率、稳定情况，采取锚肋加浆砌片石拱形骨架、竖梁锚杆加挂网喷硷、框架梁。

结束语

一些工程地质概况如地形地貌特点、气象、沿线工程地质条件等高边坡病害产生原因分析，以一个实例做了很好的分析。并且本文提出适合山区改造高边坡病害处治的几点处治原则，按照上述方案进行施工，在工程中方案与实际基本吻合，并适当考虑边坡绿化，有效地使整治地段边坡稳定，与周围景观相协调，消除了安全隐患，达到处治的目的。

参考文献

【1】张悼元，王士天，王兰生.工程地质分析原理〔M.地质出版社，1994.

【2】中华人民共和国交通部.公路工程地质勘察规范[5〕.人民交通出版社，1999.

【3】顾湘生，邹燕妮，黄金武.岩土锚固工程技术仁.人民交通出版社，1996.【4】杨军伟，黄景春 ，魏玉虎 ，刘磊 ，何俊照 河南淅川地质灾害发育规律及其与断裂构造关系探讨. 地质调查与研究.[基金项目：中国地质调查局地质调查资金项目（1212010540712）

作者简介：杨军伟（1972-），男，工程师，从事水文地质、工程地质和环境地质研究工作。]2006.02