豫西黄土地质灾害成灾机理与防治技术研究

豫西黄土地质灾害成灾机理与防治技术研究

李锐鹏杨智强

河南省地质矿产勘查开发局第四地质勘查院河南郑州450001

摘要：以豫西黄土地区为研究靶区，对范围内的黄土崩塌、黄土滑坡、黄河塌岸和黄土塌陷等地质灾害的发育特征和成灾机理进行研究，概化黄土地质灾害的基本成灾模式，提出地质灾害防治对策建议。

关键词：豫西黄土；成灾机理；对策

引言

黄土地区因为地质灾害比如黄土崩塌、滑坡等经常造成人员伤亡及重大的经济损失，有的地区已经严重影响了人民生命及财产安全，影响了社会的安全团结，因此我们必须对其足够重视，有效的遏制这类灾害的发生。

2011年9月因受连续降雨影响，陇海铁路陕县观音堂段下行线780+300至700+500高路堑边坡发生黄土滑坡，造成铁路通行停运90多个小时，造成大量火车停运。显然，频发的黄土重大灾害已严重影响到黄土地区人民的生活、生产和社会安全稳定，有效地遏制这类灾害的发生已显得十分迫切。

1研究内容

研究区主要的研究内容有以下几点：（1）豫西地区黄土地质灾害类型、发育特征研究；（2）黄土地质灾害成灾机理与破坏模式研究；（3）黄土地质灾害快速识别技术研究。

通过收集资料、野外调查、对野外调查资料整理、分析，了解区内地质灾害类型、形成灾害的地质环境条件。分析其数量、分布范围、规模、结构特征、影响因素和诱发因素等。对野外调查资料进行整理分析，查明崩塌、滑坡软弱滑动层面位置及要素，观测崩塌、滑坡的稳定程度及深部滑动动态，为评价崩塌、滑坡的稳定性提供有关参数。

2研究区地质环境条件背景

2.1研究区概况

豫西黄土主要分布于三门峡、洛阳区域，灵宝--三门峡盆地--伊洛盆地间除河滩之外的广大地区，分布面积约1.1万平方公里。黄土沉积区地貌形态变化较大，区内地貌类型以薄层黄土覆盖基岩丘陵、黄土丘陵、黄土台塬、黄河二、三级阶地等4个形态类型为主。区内地质灾害以黄土崩塌、黄土滑坡、黄土塌陷、黄河塌岸为主。

2.2研究区区域地质环境

2.2.1气象水文

豫西黄土地区属暖温带半湿润季风气候，四季分明。冬季受蒙古冷高压南下控制，多西北风，气候干冷，雨雪稀少；春季大气环流开始转换，光温水同步上升；夏季受太平洋副热带高压控制，光照充足，雨热同季；秋季大气环流又开始转换，光温水同步减少。

2.2.2地貌特征

豫西黄土主要分布于灵宝--三门峡盆地到伊洛盆地间除河滩之外的广大地区，黄河南岸。黄土沉积区地貌形态变化较大，按形态特征将黄土地貌划分为：黄土丘陵、黄土台塬、黄河二、三级阶地等3个形态类型。

2.2.3地层与构造

研究区第四系分布广泛，成因类型复杂，厚度变化大，二元结构明显，地表出露以黄土和次生黄土为主。

3豫西黄土地质灾害类型及发育特征

豫西黄土所在的地貌单元有黄土台塬、黄土丘陵、河谷阶地和山前冲洪积扇。黄土丘陵主要分布于山前地带，地形起伏不平。冲洪积扇主要分布于山前或塬前。

3.1黄土地质灾害类型

（1）黄土崩塌

黄土崩塌灾害是研究区内主要灾害类型之一，多发生于滑坡后缘、黄土陡崖及人工切坡形成的陡壁处。其表现特征是以剥落为主，规模一般较小，但因其突发性强、随机性大，形成的危害性较大，极易造成伤亡。

（2）黄土滑坡

滑坡是研究区内主要灾害类型之一，主要集中于道路两侧高陡边坡及塬边地形处。滑坡分布范围广，危害严重，规模从小型到巨型都有。滑坡体岩性主要为粉质黏土和碎石土，易渗水，与下伏基岩之间形成软弱滑动面，使上层土体沿软弱面滑动。

（3）黄河塌岸

黄河塌岸主要是地表水流冲蚀和黄河蓄水对黄土河岸长期的潜蚀、溶蚀作用，使得土质岸坡变形或坍塌的破坏现象。主要坍塌模式有冲蚀磨蚀型、坍塌型、崩塌型、滑移型、流土型等。

（4）黄土塌陷

黄土塌陷主要是地表水体对黄土节理裂隙长期的潜蚀、溶蚀作用，使得可溶矿物及细小颗粒迁移而形成的，主要形态有陷穴、漏斗、盲沟、浅槽等，多发育于黄土冲沟的边缘部位，往往与冲沟相连，成为冲沟的一部分。

3.2黄土地质灾害分布

研究区内地质灾害以黄土崩塌和黄土滑坡为主要地质灾害，黄河塌岸、黄土塌陷亦有发生，数量较少。

黄土滑坡具有分布广，规模较大，稳定性差的特点。主要分布与低山区和黄土台塬边缘区。黄土崩塌分布广，规模较小，稳定性差的特点。主要分布黄土塬边缘及由于人工切坡形成的陡崖处。黄河塌岸主要分布于黄河岸边。

4黄土地质灾害成灾机理与破坏模式

4.1黄土崩塌

崩塌的形成主要与地形地貌、岩性、岩土体结构等因素有关，诱发因素主要包括降水、风化作用、植被、振动、人类工程活动等。根据数据统计发现：地形坡度越大、土体节理裂隙越发育、土体强度越小，崩塌发生的可能性越大。

4.2黄土滑坡

黄土滑坡按照力源可分为牵引式滑坡、推移式滑坡。

滑坡模式是具有滑动条件的斜坡，由于滑坡前缘在河流冲蚀或人工开挖等作用下导致坡脚支撑力削弱，从而斜坡下部一块体沿潜在滑面先行滑动，而后中、上部因下部滑动失去支撑而造成第二、第三块牵引状依次滑动失稳。

牵引式滑坡的滑体主要是松散层、软弱夹层或古滑坡体、蠕变体，在山区进行的高速公路切方边坡中，会遇到大量的牵引式滑坡。

5黄土地质灾害快速识别技术

根据调查分析数据，研究黄土地质灾害通过形态特征、降雨、变形特征等进行快速识别。

5.1地质灾害形态特征

物质、地形、动力条件是黄土地质灾害形成的三大基本要素，崩塌、滑坡冲出物堆积场所、堆积形态的变化是崩塌、滑坡等地质灾害发生过程的最直观的证据。根据区域的实际情况，分段设置观测断面。

5.2大气降水诱发地质灾害

黄土地质灾害多发生在6-10月份，尤其是7-8月份，这跟黄土区每年的暴雨期是完全一致的。

5.3地质灾害变形特征

黄土坡体上植被稀少、冲蚀作用强烈，小型崩塌剥蚀现象不断。经长时间水流作用，径流带上下土体不断受侵蚀、软化，强度降低，形成坡体内近陡立、距离短的软弱带。随着雨水不断入渗，坡体重力增加，斜坡顶面应力集中加剧，坡体后部塌落。

6地质灾害防治技术研究

黄土地质灾害治理技术主要有削坡减载、截排水、地裂缝回填、生物绿化等。针对调查区内地质环境条件和地形地貌特征，结合本次总结的地质灾害发育特征和分布规律，有针对性的提出灾害的监测措施、避让措施、工程措施及生物治理措施。

7结论

研究了豫西黄土地区黄土崩塌、黄土滑坡、黄河塌岸、黄土塌陷等地质灾害，查明了豫西黄土地质灾害的发育特征，对地质灾害的分布、稳定性及规模进行分析，阐述了地质灾害的形成条件及主要影响因素。提出了当前应重点开展的研究思路和课题，为日后开展黄土地质灾害防灾减灾相关研究工作提供重要的参考。

参考文献：

[1]谢封春，姜泽泛.豫西黄土的基本特征.河南地质[J]，1987，3（5）：42-48.

[2]雷祥义.黄土高原地质灾害与人类活动.[M]．北京：地质出版社，2001.

[3]王家鼎，张悼元.典型高速黄土滑坡群的系统工程地质研究[Ｍ]．成都：四川科学技术出版社，1999.

[4]彭建兵，林鸿州，王启耀，庄建琦，成玉祥，朱兴华.黄土地质灾害研究中的关键问题与创新思路[J].工程地质学报，2014，22（04）：684-691.

备注：河南省国土资源厅2018年度地质科研招标项目（招标编号：豫财招标采购-2018-132，包12）