永靖縣陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡形成條件及基本特征

范鵬舉

（甘肅省地質調查院，甘肅 蘭州 730000）

近年來，隨著極端氣候的不斷出現，甘肅省臨夏回族自治州、臨夏縣、永靖縣、和政縣、廣河縣、康樂縣、東鄉族自治縣、積石山保安族東鄉族撒拉族自治縣境內出現大范圍強降雨天氣，由于強降雨持續時間較長，形成危害性較大的群發性崩塌、滑坡、泥石流等地質災害。其中以永靖縣陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡尤為典型。

1 自然地理環境概況

研究區位于臨夏回族自治州永靖縣陳家溝村，屬于隴中南部冷溫帶半濕潤氣候區，其氣候特點是春夏溫和，秋季涼爽，冬季寒冷干燥，氣溫日差較大，降水分布不均勻。根據永靖縣氣象站資料，年平均氣溫6.4℃，最高氣溫32.6℃，最低氣溫-21.6℃，年平均降水量493.5mm。研究區位于洮河支流八陽河中游右岸支溝張家溝，為黃土沖溝，降雨時多形成暴洪，平時為干溝。土壤類型主要有黑壚土、黑土、黃綿土和紅土四大類型。屬森林草原地帶，樹種資源較貧乏，主要有楊、柳、榆、臭椿等12種。

2 區域地質環境概況

2.1 地形地貌

研究區處于隴西黃土高原區，場地位于八陽河右岸山坡地區，為黃土丘陵地貌。場地山坡南高北低，自然坡度15°～35°，多為坡耕地，均為黃土覆蓋區。西側由于受雨洪水的向源侵蝕作用形成一處不穩定斜坡。斜坡寬度110m，高8m～25m，平均坡度35°，斜坡后緣近乎直立，坡度接近90°，斜坡整體呈“C”狀。

2.2 地層

研究區出露的地層比較簡單，主要為新近系和第四系，其地層巖性及分布特征如下：

新近系：為新近系上新統臨夏組，零星出露于陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡西側沖溝底部。巖性為磚紅色泥巖、砂質泥巖、泥質砂巖，以砂質結構為主，層狀構造，產狀近于水平。

第四系：第四系分布廣泛，主要為上更新統及全新統，其成因類型較多，有風積、崩滑堆積等。

2.3 地質構造

研究區處于祁呂賀“山”字形構造體系的祁呂弧形褶皺帶西翼和河西構造體系的復合部位（圖1-5）。區內次級構造輪廓較為發育，主要由臨夏、臨洮坳陷帶和三甲集—虎關隱伏隆起組成。

2.4 新構造運動與地震

區內新構造運動較為活躍，以間歇性的垂直上升運動為主。具有明顯地繼承性、差異性的特點，在八陽河河谷兩岸形成多級階地，各階地高差顯著。這種多階地的存在及階地高差懸殊的變化，表現出區域性升降運動劇烈而頻繁的特征。

根據《中國地震動參數區劃圖》，永靖縣抗震設防烈度為Ⅶ度，設計基本地震加速度值為0.15g。

3 巖土體工程地質類型

3.1 巖體類型及工程地質特征

區內巖體類型為軟弱層狀碎屑巖巖組，由新近系上新統臨夏組組成。巖性為泥巖、砂質泥巖、泥質砂巖、砂巖，層狀構造，表層風化強烈，強風化層一般厚0.5m～3.0m，質地較為軟弱，遇水極易軟化。自由膨脹率41.5%～63%，平均天然重度20.15KN/m3，內聚力（c）17.7-237.2Kpa，內摩擦角（Ф）19.7°～40.6°，單軸抗壓強度11Mpa左右。

3.2 土體類型及工程地質特征

土體的工程地質特征，主要由組成土體各類土的工程地質特征和土體的結構決定[1]。區內土體大致可劃分為風積、沖洪積兩類，其工程地質性質如下：

黃土：巖性為淺黃色粉土，粒度成分以粉粒為主，占70%左右，土質均勻，結構疏松，具大孔隙，垂直節理發育。干燥-稍濕，稍密，易溶鹽含量較高，具粒狀架空接觸式結構，具有濕陷性。區域上黃土的濕陷系數為0.081～0.108，自重濕陷系數為0.042～0.055，具有中—強濕陷性，并具自重濕陷性，濕陷等級為Ⅱ～Ⅳ級自重濕陷性土。

堆積土：分布于場地西側沖溝內，巖性為黃土崩滑松散堆積土，厚度3.0m～8.0m,深褐色，土質疏松，工程地質條件差。

4 不穩定斜坡形成條件及基本特征

4.1 區域黃土梁峁的發育條件和特征

研究區位于陳家溝村西北側，境內地形地貌主要屬黃土梁茆、黃土丘陵溝壑區，區內分布有大量的黃土陡崖、陡坡、其高度、坡度以及臨空面，為地質災害的形成提供了最基本的客觀地形條件。

經調查發現，區域內黃土滑坡、崩塌等地質災害多發育于遭受傾向侵蝕和沖溝深切的黃土斜坡帶、黃土梁間凹地及黃土梁茆邊緣地帶；同時由于部分區域上部黃土與下部泥巖成層狀分布，產狀傾斜，易順層產生滑動，形成良好的滑動界面。黃土與泥巖間往往具有順坡向分布的泥質軟弱帶或巖土界面，這些軟弱帶的埋深，在很大程度上決定了滑坡體的規模，其形狀直接控制著滑坡體的穩定狀態，成為導致黃土滑坡的基本控制因素。

降水水是土質滑坡最為重要的誘發因素，孔隙水壓力產生及水對土體強度的弱化，都是導致災害發生的重要原因。由于黃土具有大孔隙，弱膠結等結構特征，以及強烈的水敏性。暴雨對坡體穩定性的影響主要表現在雨水通過黃土垂直和側向滲透，坡體的孔隙水壓力增大、容重增加、基質吸力減小。斜坡變形破壞與年降雨量的季節變化有明顯對應相關，其活動強度與降雨量大小呈滯后的正相關關系。在黃土滑坡的形成條件中，地下水的活動為斜坡變形破壞提供了十分重要的動力條件。地下水沿裂隙面下滲并常在溝谷底部溢出，改變了斜坡的水文地質條件，一方面增加了斜坡土體的重量，對不穩定土體產生靜水壓力或動水壓力及向上的浮托力，另一方面降低了斜坡體中軟弱結構面的抗剪強度，并起著溶解、沖刷的作用，使不穩定土體和穩定土體之間的側向摩擦力減小，降低了黃土斜坡土體的穩定性。

4.2 溝道的形成條件分析和基本特征

陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡為土質斜坡，主要是由于集中排水潛蝕、侵蝕、沖刷，沖溝向源侵蝕現象嚴重，沖溝黃土經過多年的雨洪水沖刷，向源侵蝕進一步加劇，溝底物質流失，坡腳失穩發生崩滑，久而久之形成現狀溝道及不穩定斜坡。

溝道位于斜坡的西側，溝腦至溝口共計長約300m，縱坡降為123.3‰，溝道切割深度11m，溝腦寬110m，該溝腦為陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡段，斜坡高約25m，頂部直立接近90°，下部坡體約15°～35°，坡長32m，由于雨水長期沖刷、侵蝕坡面破碎、裂縫發育，斜坡底部落水洞發育，深約0.5m～3m，洞口寬1m～4m；洞口寬1m～4m；中游段溝道寬約60m，溝道左岸為緩坡，坡度25°～35°為草地，右岸為陡坎高約7m，該段溝道坡度較緩，但由于長期雨水沖蝕，溝道底部小型沖溝發育，寬約0.2m～0.3m，深約0.1m～0.2m；溝口段地勢平坦，約80m，為村民耕地，該段溝道成為泥土堆積區，由降雨沖蝕上游邊坡土體，順溝道下泄，經搬運最后在溝口段堆積。

5 結束語

文章通過對陳家溝鉛鋅礦不穩定斜坡的自然地理環境、區域地質環境、巖土體工程地質類型的分析，總結了不穩定斜坡形成條件及基本特征。