陈东亮 申广太 应敬浩
(地质总队)

(摘要) 在南水北调中线穿黄区的黄河南岸，黄土岸坡滑坡十分发育，构成了规模较大的滑坡群，岸坡总体上处于变形破坏—暂时失稳—再失稳—再稳定的循环过程中，边缘逐渐后退，对穿黄工程构成了一定的影响。本文对黄土岸坡滑坡体的形态特征、地层结构、影响岸坡稳定的主要因素及滑坡成因机制进行重点分析。

(主题词) 中线穿黄区 滑坡体 滑坡成因机制

1 概述

    南水北调中线是一项宏伟的跨流域调水工程，它取水于汉江丹江口水库，干渠经河南、河北两省至北京、天津，总长约1245.6km,年平均调水量约145亿m³。
    穿黄工程是南水北调中线工程中的关键交叉工程，设计通过流量500m³/s。穿黄工程区位于黄河古冲积扇顶部，右岸为邙山丘陵台地，系黄河古冲积扇。左岸为黄河冲积平原黄土岗地。工程区河段邙山顶面一般高程60～100m，由于黄河的侧向侵蚀、加之降雨、灌溉入渗及地下水作用的影响，致使黄土岸坡不断发生变形、甚至滑塌破坏。据调查，在黄河南岸高陡黄土岸坡的滑坡十分发育，构成了规模较大的滑坡群，岸坡总体一直处于变形破坏——暂时稳定——再失稳——再稳定的循环过程中。对穿黄工程构成了一定程度的威胁。所以对南岸高边坡的滑坡体的调查、分析显得特别重要，本文主要对滑坡的发育特征及其成因机制进行分析。

2 滑坡体形态特征

    发育在穿黄工程区南岸黄土高边坡的滑坡体的后裂面, 平面上多呈圈椅型,长度一般25～165m，宽度一般60～400m，滑体厚度5～30m,滑体规模差别较大，最大可达180(10⁴m³)，最小仅有0.1(10⁴m³)，多数为5～30(10⁴m³)。从剖面上看，滑体一般呈上凹下凸或鼓肚型,滑体前部多伸向河中，滑体物质大部分已被河水及雨水冲刷掉，残留部分多呈倒锥状分布于坡角及坡体中下部。滑坡体后缘常形成十余米高的陡壁。在一些正处于变形阶段的滑体后缘，常发育有单级或多级错落平台及拉裂缝，滑坡体的滑动面一般呈弧形，局部略有起伏。滑带土厚度一般为5～10m，土体受滑动揉搓而具有大量顺坡向剪切裂隙。错落平台宽2～15m，单台高1～3.3m，拉裂缝宽0.1～1.2m，可见深度1～2m。在李村电灌站上游岸坡段，滑体后缘多沿废弃灌溉渠道展布。
    分布于汜水河口至李村电灌站岸坡段的滑坡体，其坡角地面高程一般为101～103m，后缘高程145～170m；分布于李村电灌站至孤柏嘴的滑坡体，坡角的地面高程一般为100～103m，后缘高程165～200m。

3 滑坡体地层结构特征

    汜水河口至李村电灌站段岸坡，Q₂地层出露厚度较小，一般仅为1～4m，滑体主要由Q₃²及Q₃¹地层构成。其中Q₃¹黄土状粉质壤土层厚14～28m，层底高程103～109m；黄土层厚30～40m,层底高程123～137m。
    李村电灌站至孤柏嘴段岸坡，Q₂地层出露厚度逐渐变大，滑坡体由Q₃² 、Q₃¹、 Q₂地层构成，其中Q₃²黄土厚40～55m，底板高程137～170m，Q₃¹黄土状粉质壤土层，厚25m左右，底板高程112～145m；粉质壤土、粉质粘土出露厚度10～5m。

4 滑坡体分类

    为了了解不同地段滑坡体发育特征，我们对汜水河口至孤柏嘴的形态明显、规模较大的滑坡体进行了详细的野外调查。 按形成原因及滑体地层结构，该岸坡段滑坡均属黄土自然岸坡，其中汜水河口至李村电灌站段滑坡发育在岩性近似的地层中，滑面前部多沿顶部古土壤层发育，可视为同类土滑坡。李村电灌站至孤柏嘴段则多切穿地层，属切层滑坡。其滑面前部多沿地层中古土壤层发育。
    按滑体厚度及规模划分，除少部分为浅层中小型滑坡外，其余滑坡体均属中、深层大型或巨型滑坡。
    按滑坡体所处变形破坏阶段，可将其分为两类：
    Ⅰ类 ：已经发生滑动破坏的滑坡体。该类滑坡按其发生滑动的相对年代，又可分为新滑坡和老滑坡。新滑坡外貌轮廓清晰，滑壁新鲜，坡体上无植被发育。老滑坡滑体物质多已被冲蚀，残留形态不甚明显，坡体上植被茂盛，滑壁轮廓尚可分辨。此类滑坡多分布于李村电灌站下游岸坡段。
    Ⅱ类 ：正处于变形阶段的滑坡体。此类滑坡体剖面形态多呈上凹下凸形，滑坡体前部已处于蠕滑阶段，后缘已形成宽度不一的拉张裂缝，但尚未形成贯通性滑面。

5 滑坡成因机制分析

5.1 影响岸坡稳定的主要因素
5.1.1 岩性差异
    构成岸坡土体的Q₂及Q₃地层，在垂直剖面上具有明显的差异性。Q₃黄土粉粒含量高，大孔隙及垂直节理发育，易渗水，且浸水后土体强度明显降低；而Q₂土层较致密，粘土含量高，可起到相对隔水作用。水体下渗后，常在Q₃及Q₂地层接触面以上形成饱水带，使Q₃黄土底部受水浸泡而形成软弱滑动带。这种差异性，同样存在于Q₂地层的粉质粘土与粉质壤土之间。
5.1.2 地表水及地下水作用
    调查结果表明，研究区滑坡多发生于雨季。这主要是由于大气降水的入渗，增加了岸坡土体含水量，使坡体自重增大而抗剪强度明显降低，从而使岸坡失稳下滑。河水对岸坡坡角的冲刷侵蚀，可消弱坡体支撑。河水的涨落可引起坡体内地下水的升降，而地下水位的升高又使土体重度增大，抗剪强度减小，同时产生动水压力及静水压力，这些作用均有利于滑坡的产生。
    渠水渗漏对岸坡稳定性的影响亦十分明显。在李村电灌站上游，顺岸坡走向展布的灌溉渠道周围易形成潜蚀洞穴，这些洞穴往往进一步发展成为滑坡体的后缘拉力缝，地表水沿拉裂缝集中下渗，又促进了滑坡的发展破坏。野外调查发现，该岸坡段上面的渠道几十年来已多次因前缘岸坡破坏而内移。
    除上述主要因素外，岩坡地形地貌、土体中构造节理发育，气候条件的变化、地震活动等因素亦可诱发滑坡的发生。
5.2 滑坡成因机制
    根据上述分析可以确定：本区黄土滑坡，是在蠕变—拉裂—剪断复合机制下形成的，并具有降雨等明显的触发因素。滑坡形成过程可分成三个过程。(见图1)

    第一阶段：蠕变阶段
    随着黄河侵蚀下切，岸坡坡高增加，坡角土体在重力及河水冲刷作用下产生强度破坏，从而开始缓慢的累进性变形破坏过程，并形成强度破坏蠕变区。
    第二阶段：裂变阶段
    由于强破区的不均匀沉降和侧向蠕滑，导致蠕变使上部土体向临空方向倾转(多呈鼓丘状)。从而引起岸坡后缘拉裂缝的产生，上部土体强度因而降低，导致岸坡应力重新分布，增大了坡角处土体所受剪应力，于是滑移、蠕动变形进一步发展，并反过来促进了拉裂缝的加宽与向下延伸。
    第三阶段： 剪断滑动阶段
    经过上部作用的反复循环，蠕变区、拉裂区不断发展，应力逐渐向坡体中部集中。在降雨入渗等诱发因素的作用下，坡体中部土体抗剪强度显著降低，锁固段逐渐被剪断，直至形成贯通性的剪断面，造成岸坡的突然下滑。本区滑体前缘滑动面多依附于岩性差异面，及古土壤层顶面；后缘拉裂面则多沿走向平行黄河的构造节理或潜蚀洞穴发育。前缘滑动面和后缘滑动面共同控制了滑面形态。
    当在高强度降雨、河水骤降、地震等情况下，岸坡也可能不经过明显的 第一、第二阶段的变形过程而直接产生突然的滑动破坏。

6 结论

    综上所述：穿黄工程区黄土自然岸坡，总体上处于不稳定状态，为了保证施工安全，应对岸坡采取相应的治理措施。轴线附近，鉴于工程的重要性，应对边坡采取削坡、排水、护岸等综合治理措施。其它部位的岸坡应设置护岸工程、削方、与排水防止渠水渗漏等办法，消除滑坡对工程的危害。

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