甘肃省永靖县境内黄河-傅、曾.doc

张玲，等：甘肃省永靖县境内黄河、湟水河河（库）岸岸坡地质灾害及其防治甘肃省永靖县境内黄河、湟水河河（库）岸岸坡地质灾害及其防治张玲1,2 傅传元1,21、甘肃科地工程咨询有限责任公司2、江苏省交通科学研究院股份有限公司甘肃分院 甘肃 兰州 730000摘要：甘肃省永靖县地质灾害频发，给当地人民群众生产、生活及水库保护、工程建设已经并将继续造成重大的影响和损失。境内地质灾害类型众多，黄河及其支流湟水河沿岸滑坡、崩塌、库岸坍塌等广泛分布。不同类型地质灾害的产生各有其特定的地质结构背景和外部原因，因此对不同类型的地质灾害应分别采取不同的具明确针对性的预防和治理措施。本文特别强调了深层岩石滑坡在永靖境内的大量存在，是该县境内滑坡的主要类型，认识这一点，对于永靖县根治滑坡、减轻并消除滑坡灾害造成的损失具有重要的意义。Abstract: Geohazards happened frequently in Yongjing, Gansu Province, which has been caused significant impacts and losses to the local people production, living, reservoir and construction, and this situation will continue if there are no efficient measures. Along The Yellow River and its branch, the Huangshui River are many types of geohazard, including landslide, ben-ta and reservoir bank collapse, etc. Generation of different types of geohazard have their own specific geological structure background and external reasons, and they should be taken with highly targeted preventive and curative measures. This paper makes emphasis on the deep rock slide in the territory of Yongjing,which is the major type of landslide in the county. Given this, it s of great significance for reducing and eliminating the losses caused by the landslides in Yongjing County.关键词：地质灾害；地质结构背景；有效防治建议Keywords: geohazard, geological structure background, effective prevention suggestion0 引言永靖县位于甘肃省中部，因其特定的地质结构，地质灾害频发。上世纪六、七十年代起，随着境内黄河刘家峡、盐锅峡、八盘峡三大水库的修建，以及因此引起的移民上塬、塬台面农田漫灌等人为因素，又诱发产生了大量地质灾害，给当地人民群众的生产、生活及水库保护及各项工程设施造成了重大损失。2011年作者等主持开展了该县境内刘（家峡）、盐（锅峡）、八（盘峡）库区（下称刘、盐、八库区）及境内黄河及其一级支流湟水河（下称两河）沿岸地质灾害调查研究，共查明刘、盐、八库区及两河沿岸（下统称调查区）各类地质灾害104处（见永靖县两河河（库）岸岸坡地质灾害分布示意图），在此基础上提出了分期、分批整治规划，现正逐步实施中。1、地质灾害类型刘、盐、八及两河地区分布的地质灾害主要有滑坡、崩塌、泥石流、地面塌陷、库岸坍塌五大类型（见地质灾害类型及分布示意图）。其中滑坡、泥石流灾害的数量最多并最为频发，地面塌陷的危害最大，库岸坍塌的绵延长度最长，此亦是该地区地质灾害的主要特点。地质灾害类型及分布示意图1.1滑坡刘、盐、八及两河地区共有滑坡41处，主要分布于两河沿岸级阶地（黄土塬台）边缘。按滑体主要组成物质又可分为黄土滑坡及岩石滑坡两大类。其中黄土滑坡又可分为典型黄土滑坡及滑塌型黄土滑坡两个亚类 ，岩石滑坡又分为顺层滑坡和切层岩石滑坡两个亚类。需说明的是这里所指的岩石滑坡的滑体组成除下部及主体为岩石外，岩石上部普遍覆盖有不同厚度的黄土，因该类滑坡的基本性质受存在于岩体内的各种结构面控制，而与上覆黄土的存在与否无甚关系，故定其名为岩石滑坡。需强调指出的是此类岩石滑坡在永靖县地区以往对此类滑坡未被给予足够的关注和重视。此次调查查明，此类滑坡具有分布数量多，规模巨大、危害尤为严重的特点，例如1877年6月发生于湟水河岸边的山体滑坡即是第三系红色砂岩连同上覆黄土的巨型岩石滑坡，造成死亡200余人，堵塞河道的严重后果，其踪迹迄今仍有残留。必须引起特别重视的是该处目前仍处于湟水河的强劲顶冲部位，再次发生岩石连同上覆黄土的整体滑动的可能性依然存在，一旦发生滑动必将造成堵河后果。岩石滑坡在黄河河谷区内共有20处，包括黄茨滑坡、党川滑坡、焦家村滑坡群、孔家寺滑坡、合心坪滑坡（照片1）。湟水河沿岸共4处，包括河咀滑坡，大方台老滑坡等。照片1 合心坪滑坡黄土滑坡包含两个亚类，即典型黄土滑坡和滑塌型黄土滑坡。典型黄土滑坡是指新黄土沿老黄土顶面或新老黄土沿下伏第三系泥岩顶面的滑动，它具有典型滑坡所具有的一系列形态特征。本地区典型黄土滑坡还因其特殊的地形条件，（临空高度大，临空空间无限，滑动高悬于路堑高处）故其滑动特征亦显特殊：滑速高、滑距远、滑体脱面离滑床后会以飞快速度冲入无限的临空空间并可能造成重大灾害。例如2012年2月7日发生于盐锅峡黑方台焦家崖头的黄土滑坡造成埋设公路、摧毁车辆两辆，致1人死亡、3人失踪的严重灾情（照片2）。滑塌型黄土滑坡是指主要发生于由黄土组成的斜坡陡壁（区内以发生于老的岩石滑坡后壁由黄土组成的陡坡部位，因来自坡体后部灌溉水的浸泡致坡脚应力集中致使斜坡失稳而向前、向下坍滑1、2。滑塌型黄土滑坡从产生条件、变形特征，所形成的地貌形态以及滑塌所依附的破裂面形态等均与典型的黄土滑坡有着本质区别，故命其为滑塌型滑坡，以此与典型黄土滑坡相区别。它多发生在黄土台缘高陡斜坡、老的岩石滑坡后壁（由黄土组成的陡坡部位）、沟谷岸坡以及公路等人工边坡处。其规模一般较小，多在数千立方米左右，但因其在区内分布数量多、发生频率高而成为当地政府和民众最为担心的一种地质灾害。照片2 黑方台焦家崖头2012年2月7号滑坡全貌1.2崩塌vb 崩塌主要分布于黄河刘家峡水电站-盐锅峡水电站段由硬砂岩、石英闪长岩等坚硬岩石组成的高陡斜坡地段。例如白家川-罗川村陡崖崩塌区、牛鼻子拐崩塌区（照片3）等。区内崩塌分布区段相对较为集中。白家川-罗川村崩塌区沿刘家峡水库绵延达2.6km，牛鼻子拐崩塌区沿刘家峡水库亦逾0.5km，对水库及沿库行走的公路安全均构成巨大的潜在威胁。 照片3 牛鼻子拐崩塌体1.3泥石流区内共有泥石流沟45条，受区域内复杂地质构造、地形和岩性控制，区内大小冲沟大多为泥石流沟。区内泥石流沟分为三种类型，一类发育在泥岩、砂岩、砾岩分布区，沟内堆积的松散物质为泥岩风化物和砂、砾岩块石，为泥石流沟。包括锅脑沟、沙子沟等；一类发育在黄土分布区，固体物质以泥岩风化物及黄土为主，属泥流沟，主要有红坡沟、冯家沟等；另一类发育在以砂岩为主的坚硬岩石分布区，沟内固体物质以砂岩碎块石为主，为水石流，例如罗家沟等。其中泥流沟23条，泥石流沟19条，水石流沟3条。需要指出的是，流入水库库区的各泥石流沟的危害程度，随着水库蓄水引起库水位的上升造成诸泥石流沟侵蚀基准面的抬高，势必减少泥石流的冲刷强度以及雨季沟水对沟坡稳定性的破坏程度，从而对控制和防治泥石流灾害的规模和程度起到一定的有利作用。1.4地面塌陷地面塌陷是指发生在黄土塬台面上、由于漫灌等原因引起塬台表部垂直节理发育且具湿陷性的黄土大面积沉陷的现象，是本地区一种性质特殊的地质灾害类型。同时由于其灾害面积大，且已导致农田的大量、急剧损失，故已成为该地区最受关注的地质灾害类型之一。两河沿岸11个塬台面近三十年来均已产生不同程度的塌陷，以位于三塬台上的高白村为例，因地面塌陷而损失耕地800余亩，几乎占总耕地面积的一半（照片4）。由此可见地面塌陷所造成的危害之一斑。据不完全统计，调查区内塬台面上的耕地面积已损失两万余亩。照片4 三塬镇高白村宝家塬地面塌陷造成耕地损失1.5库岸坍塌库岸坍塌岸是指发生在水库库岸地带、由于水库蓄水引起的岸坡土（石）体向水库坍塌的现象，是境内因水库修建而产生的又一特殊地质灾害类型。由于境内黄河流经地段刘、盐、八三大水库修建改变了黄河岸坡的自然平衡条件，特别是原先高悬于黄河水面以上不被浸泡的土石交界面（即黄土与泥岩的接触面）直接濒临库水位，从而使原先高悬于黄河水位以上处于相对干燥状态的土石交界面附近的岩土及下部泥岩处于长期受库水浸泡状态，并且强度锐减，造成界面以上的黄土体乃至界面以下的被软化泥岩塌入水库（照片5）。境内库岸坍塌涉及地段以刘家峡库区祁家渡口-新建村和向阳码头-韭滩段最为严重，绵延长度长达23.15km。水库塌岸不仅造成水库库容减少并且给水库沿岸的工程和道路建设造成困难。照片5 李家塬头附近库岸坍塌成片发育2、地质灾害产生的地质结构背景及外部原因区内地质灾害的大面积分布有其特定的地质结构背景和外部诱发原因。2.1地质结构背景，调查区内各类地质灾害的产生与区内广泛分布的第四系黄土和第三系强风化砂、泥岩特殊的地层结构组合和破碎的岩性关系最为密切，而不同类型地质灾害各有其特殊地质结构条件。2.1.1典型黄土滑坡发生的地层结构条件：区内第四系黄土主要包括厚度巨大的第四系上更新统马兰黄土和存在于马兰黄土与下伏第三系泥岩之间的中更新统离石黄土两种。由于黄土相对于泥岩以及马兰黄土相对于离石黄土在透水性等水理性质上的明显差异，便造成马兰黄土沿相对隔水的离石黄土顶面以及马兰黄土连同离石黄土沿相对隔水的第三系泥岩顶面的滑动2.1.2滑塌型黄土滑坡发生的地层结构条件：区内滑塌型黄土滑坡几乎全部发生在由马兰黄土组成的高陡斜坡地段（自然冲沟沟壁大型古老的岩石滑坡后壁人工边坡）。因其结构疏松、垂直节理发育，而且往往具有较大的临空空间因而极易发生滑塌型滑坡。2.1.3岩石滑坡发生的地层结构条件：区内岩石滑坡基本发生于第三系砂、泥岩体内。由于砂、泥岩体内构造节理较发育，在临空条件下岩体内大量存在卸荷裂隙，岩体内当存在有分布面积大，缓角度倾向临空面的软弱结构面（层面、长大节理面、层间错动面等）时，即产生上覆结构相对松散的岩体沿各种软弱结构面的滑动。区内发育有沿层面或层间错动面滑动的顺层岩石滑坡和沿长大节理面的切层岩石滑坡。区内岩石滑坡的发生还与地质历史时期处于与黄河顶冲部位有关，在湟水河沿岸则与当今所处的河水顶冲密切相关。2.1.4崩塌发生的地层结构条件：区内崩塌灾害的发生均与由岩性较坚硬的岩石（砂岩、石英闪长岩）所组成的堑坡坡体内存在有分布密度不大，但延伸长且具陡、缓倾斜组合的节理组的存在有关。2.1.5泥石流和库岸坍塌的地层结构条件：结构松散的黄土土体、岩性软弱且节理裂隙发育、结构破碎的砂、泥岩岩体的大面积分布是泥石流广泛发育和水库库岸连绵坍塌的地层结构条件。2.1.6地面塌陷的地层结构条件：发生在黄土塬、台面上的地面塌陷与塬台面上分布的冲积次生黄土土体内大量存在的垂直节理密切相关。2.2外部诱发因素永靖县地处甘肃中部，气候干旱，降水稀少，故而大气降水对地质灾害的发生少有直接关系，区内地质灾害的诱发因素主要包括：2.2.1两河河水的冲刷黄河及其一级支流湟水河流量大，（两河流量分别为900m3/s和150m3/s）冲刷强，处于河流凹岸的岸坡稳定性差。合心坪滑坡、孔家寺滑坡、焦家村滑坡群等大型岩石滑坡及滑坡群的产生均与历史时期（水库修建前）处于黄河凹岸受到河水强烈冲刷有直接关系，湟水河沿岸曾堵河的大方台老岩石滑坡亦与所处的强烈顶冲位置有关，至今该处条件未有变化破碎岩石坡体仍处于河水直接顶冲条件下，该处产生破碎岩石连同上覆黄土一起滑动的内外因条件俱在。2.2.2塬、台面上耕地漫灌水的渗入修建水库、移民上塬所导致的耕地漫灌，灌水渗入土体引起大面积地面塌陷的产生。此外，漫灌水渗入黄土体后，多滞积于下伏泥岩顶面并向临空空间排泄，部分黄土滑坡的产生即与此有关3。由于永靖气候寒冷，滞积于泥岩顶面的地下水在冬季时处于冰冻状态，到春融季节（每年3、4月间）冰水融化更将促发黄土滑坡（包括典型黄土滑坡和滑塌型黄土滑坡）的频繁发生4，这种灾情在近几年尤显加剧，2012年2月7日造成车毁人亡的崔家崖头5号滑坡即是一例。2.2.3人为切割斜坡坡脚因工程建设造成对斜坡坡脚的切割必将导致斜坡稳定性的急剧降低，从而引起局部滑塌的产生。例如高白村沈玉塬人工采石掏空了下部砾石层，引起上覆黄土体的滑塌，险些酿灾。特别是切割老岩石滑坡前部坡脚时，将导致老滑坡不同程度的复活。盐锅峡镇下铨滑坡在修建公路开挖坡脚时造成了滑坡部分复活，杨塔乡合心坪大型老滑坡的局部复活即与在滑坡前缘坡脚下开拓平地、修建新居民点直接有关。3、地质灾害的防治建议3.1改变灌溉方式，减少塬台面上渗入到土体中的水量是减缓地面塌陷的根本措施，并对预防发生在台塬边缘陡坡区的大量黄土滑坡的产生十分有利。3.2保护和加固库岸，减少和避免库岸坍塌进一步发展。3.3针对不同的灾害类型，采取恰当的工程治理措施对大型岩石滑坡，以前部抗滑工程（抗滑桩、抗滑挡墙）整治为主，辅以地面截排水工程。对典型黄土滑坡，根据区内诸多黄土沿泥岩顶面滑动的典型黄土滑坡特点，滑体物质大部分已“飞”出滑床，残存于滑床上的滑体数量相当有限，如用大型抗滑工程已无多大意义，采取坡脚小挡墙及墙后支撑盲沟相结合的支挡