白家河村隱患點成因分析與危害防治

徐欣芳

(陜西省一三一煤田地質有限公司，陜西 渭南 715400)

0 引言

隨著近年來經濟的不斷發展，人類工程活動與影響與日劇增，崩塌、滑坡等地質災害時有發生。但國家對地質災害的重視以及技術的日益進步，地質災害的類型、規律逐漸被掌握，使地質災害在發生前得到預測、控制成為可能。

1 村莊崩塌隱患點分布及形成分析

白家河崩塌災害隱患點位于澄城縣趙莊鎮白家河村3組，地理坐標為東經109°59′30.34″，北緯35°21′36.59″，自塬上而下的進村道路白趙路從中隔斷，為南北走向，道路北側長約130 m，道路南側長約70 m，總長約200 m。隱患點上部為階梯狀梯田，邊坡幾乎垂直，坡高10～20 m，分布高程為805～825 m，坡向85°～110°、坡度65°～80°，呈折線狀分布，厚2～6 m，總規模約1.56×104m3，容易引發傾倒式崩塌。

1.1 氣象與水文

澄城縣屬暖溫帶大陸性半干旱季風氣候，四季分明，春季溫暖干旱，降水量少；夏季炎熱多雷陣雨、暴雨和陣發性大風，間有伏旱；秋季涼爽濕潤，氣溫下降快，多陰雨；冬季寒冷干燥，氣溫低雨雪稀少。

澄城縣境內的河流屬黃河流域洛河水系，主要河流有洛河及其支流大峪河、縣西河、長寧河、孔走河和馬村河等，均為常流河，流域面積1 010.10 km2，占全縣總面積的90.84%。流經勘查區周邊的河流主要是大峪河，該河從勘查區東側約200 m處流過。

1.2 區域地質環境條件

澄城縣地處渭河河谷與陜北黃土高原之間的過渡地段，境內溝塬相間，以塬為主。受燕山運動和渭河地墊影響，地勢北高南低，呈階梯狀傾斜。勘查區位于澄城縣東北部的黃土臺塬邊部，地貌單元屬于丘陵溝壑區。勘查區東側約200 m為大峪河河道，西側向上為黃土塬面。

崩塌隱患點被進村道路從中隔斷，坡體上方為多級平臺，平臺為荒地。各級坡度80°～90°，均為陡直斜坡。由于坡體下方居民切坡挖窯建房，形成高10～20 m不等的近直立人工邊坡陡坎。

根據《陜西省地質志》，自明代以來，本區共發生地震5次，其中4級以上地震3次，5級以上地震2次。根據歷次地震的活動規律和基底構造特征，結合本區所處的大地構造部位分析，雖不具備發生地方性中強地震危險，但來自周圍鄰區幾千米的強震均能波及本區，并能造成一定程度的破壞。

1.3 人類工程活動

隨著澄城縣近年來經濟的不斷發展，人類工程活動的影響與日劇增。人類工程活動主要表現為礦產資源開發、削坡建窯、工程建設等。礦產資源開發引起的地質環境問題主要包括采空塌陷，引起地面房屋、道路、土地資源的破壞，水資源的破壞引發地下水位下降、地下水遭受污染等；削坡建窯對坡體的開挖易造成崩塌、滑坡等地質災害的發生；工程建設活動，如公路修建，對坡體改造較大也易形成崩塌隱患，威脅公路過往車輛及行人的安全。

在崩塌體下方為趙莊鎮白家河村3組，居民在崩塌體坡腳位置處修建房屋、開挖窯洞。在坡腳位置處窯洞密集排列，至今土質窯洞出現不同程度的裂縫、部分窯洞有坍塌、窯頂掉塊現象，通過調查，勘查區崩塌體范圍內下方現有28孔窯洞土體被開挖后改變了整個坡體的應力狀態，破壞了原有坡體的結構和應力平衡。目前多數土質窯洞已無法居住，石窯、磚窯無變形跡象，仍有居民居住。土質窯洞的破壞，引起上部坡體也產生破壞，向下發生崩塌。因此，窯洞的變形破壞已成為誘發崩塌發生的主要因素。

1.4 形成分析

根據勘查區所處的氣象、水文、地質環境、人類活動條件分析可知，影響隱患點最終產生崩塌的因素可劃分為內部條件和外部條件，內部條件主要為地形地貌、地層巖性、地質構造；外部條件主要為降水、地震及人類工程活動[1]。

坡型：崩塌體隱患點所處邊坡因在坡腳開挖形成了較高陡坎，陡坎前緣臨空，為崩塌的發生提供了空間條件[2]。

地層巖性：崩塌體隱患點的主要巖層為第四系中更新統黃土，孔隙大，具有濕陷性，工程性質一般，但如遇降雨浸潤、侵蝕或人類工程活動影響時，土體強度降低，容易引發邊坡失穩[3]。

巖土體構造：崩塌體隱患點所在的邊坡上部發育有大量垂向節理裂隙，貫通性好，裂隙破壞了土體的整體性，容易受影響而向下方傾倒發生崩塌堆落在坡腳[4]。

降水：黃土邊坡土質較為疏松、強度低、透水性好，在水的作用下，易使土體強度降低，并易在坡頂形成落水洞等破壞坡體的整體性，降低崩塌體的穩定性等[5]。

人類工程活動：受場地條件限制，當地居民挖窯修房，窯洞開挖密度大，對坡體整體性破壞較大，在后期各項因素影響下，窯洞出現不同程度的破壞，從而誘發崩塌的發生[6]。

2 定性定量分析

2.1 定性分析

該隱患點受人類工程活動影響，形成了高度不等(10～20 m)的高陡邊坡，有很好的臨空面；坡體為黃土，孔隙發育、工程性質較差，土質疏松，強度低，透水性好；坡腳處窯洞密集，部分窯洞已經坍塌，窯洞內洞頂裂縫發育。在強降雨條件下，坡體已經發生過崩塌現象。因此，在坡體陡立、臨空面較好、坡頂裂縫發育且坡腳窯洞密集、窯洞洞頂裂縫發育的條件下，遇強降雨天氣，雨水滲入土體后，土體強度顯著降低，水對裂縫的侵蝕使得裂縫進一步擴展導致貫通結構面的形成，同時水在裂縫發育部位的孔隙水壓力使得土體向臨空方向崩落、窯洞坍塌，從而坡體失穩，形成崩塌現象。另外，隱患點勘查區屬于地震烈度Ⅶ度區，有因地震引起崩塌的可能性。因此，隱患點目前處于基本穩定-欠穩定狀態，尤其是強降雨條件下，出現崩塌失穩的可能性較大。

2.2 定量分析

根據通用的安全系數計算方法對該邊坡穩定性采用直線滑動法進行穩定性分析評價，穩定系數計算公式如下

(1)

式中，α為滑動面傾角；Q為滑體自重；φ為滑體內摩擦角；c為滑體內聚力；L為滑動面長度。

隱患點勘查區抗震設防烈度為Ⅶ度，應當考慮地震影響，取4種工況進行計算分析。①天然狀態(自重)；②暴雨狀態(自重+暴雨)；③地震狀態(自重+地震)；④地震+暴雨狀態(自重+地震+暴雨)[7]。

勘查區在進行勘查時未發現地下水水位，結合勘查區地形地貌特點，如遇強降雨條件，在地表水入滲后也很難在土體中形成地下潛水面。因此，在暴雨條件下(即飽和狀態)進行穩定性計算時，不考慮地下水潛水面，僅考慮雨水下滲的最不利影響，按坡頂表層以下3 m范圍內土體達到飽和進行穩定性分析計算[8]。

據《崩塌防治工程勘查規范》(T/CAGHP 011—2018)中崩塌穩定狀態的劃分標準對本次計算結果進行穩定性評價，本崩塌隱患點在天然狀態下整體處于基本穩定狀態、局部欠穩定；天然+地震狀態下處于基本穩定-欠穩定狀態；暴雨狀態下處于欠穩定-不穩定狀態；暴雨+地震狀態下崩塌體處于欠穩定-不穩定狀態。

3 崩塌隱患點防治措施

從成因分析及計算得知，本隱患點在降雨、地震等外部作用力的影響下，發育在坡體的裂縫會進一步擴大，乃至貫通坡體，使得黃土體裂解崩塌，威脅坡腳位置處白家河3組村民的安全，如若發生災害將造成經濟損失及危害人身安全。根據《崩塌防治工程勘查規范》(T/CAGHP 011—2018)第4.2.1款對崩塌防治工程等級劃分的標準，可知該崩塌隱患點防治工程等級為Ⅱ級。

因此，對該災害隱患點進行治理是必要的、迫切的，通過采取工程治理措施方能使人民群眾的生命財產安全得到保證[9]。①對該崩塌邊坡采取坡腳護面墻+削坡+截排水+窯洞封堵+綠化的治理措施，并結合周圍環境的需要輔以綠化工程等環境美化措施[10]。②建議設置全面的截排水系統，保證坡體、地表水等能順暢排出坡體外，截排水溝材料應選耐風化強、防凍、防水性能較好的材料[11]。③建議盡快建立全面的邊坡監測系統，監測預報崩塌隱患點的變形發展趨勢，做到超前預報，盡可能地減小對周邊居民生命財產安全的威脅，同時也可以為治理設計、施工提供充分的信息資料[12]。④在設計施工前，應確保信息暢通，及時和勘查設計單位進行信息溝通，為更好地防治災害發生而共同努力。

4 結語

地質災害對人類的生產生活影響巨大，有時會在短時間內爆發巨大能量，對自然環境造成巨大破壞，嚴重威脅著人民群眾的生命財產安全，制約社會經濟的發展。地質災害隱患點的治理對地質災害預防的效果，尤其對保障居民的生命財產安全，改善人居環境，維護社會經濟的正常運行等方面有著重要的意義。根據科學的發展對地質災害成因和本質的深入了解，運用科學的計算和分析，對災害程度正確評估并有效治理，也將促進人與大自然和諧相處。