秦巴山区城固县地质灾害分布规律及稳定性分析

蒋泽泉1，2，曹虎生2，李欣睿2，田孟刚2

（1.国土资源部煤炭资源勘查与综合利用重点实验室，陕西西安　710054；2.陕西省一八五煤田地质有限公司，陕西榆林　719000）

摘　要：城固县地质灾害发育，区域上集中分布在阳平关－洋县断裂破碎带和湑水河沿岸基岩山区山坡坡脚地带的松散坡、残积物堆积区；汉江以南的扬子早期侵入杂岩体分布区，灾害分布零星；南北高中山区海拔高，地势陡峭，人口居住稀疏，灾害极少发生；冲积平原区无灾害发育。各乡镇地质灾害分布不均匀，分布数量、规模和危害程度等都有差异。在时间域上，地质灾害呈现出集中分布的规律。滑坡和崩塌在人类活动强烈的时期和雨季相对集中。滑坡稳定性好4处，稳定性较差79处，稳定性差98处；崩塌稳定性较差6处，稳定性差11处。

关键词：地质灾害；分布规律；稳定性；秦巴山区

0　引　言

城固县位于陕西西南部，北踞秦岭南坡，南处巴山北坡，中为汉中盆地东域。县境南北狭长，地貌差异显著，地质环境条件和地质构造均复杂，岩体风化破碎，人类活动强度差异大，降水量大且集中，地质灾害多发，是陕西省地质灾害多发区之一。地质灾害已经成为威胁城固人民生命财产安全的重要不利因素。尤其是近年来随着雨洪、地震等自然灾害的增多，地质灾害呈高发态势。本文以2013年完成的城固县地质灾害详查报告为基础，阐述了地质灾害的分布特征，分析了地质灾害的稳定性。

1　地质灾害分布规律

城固县地质灾害分布依其所处环境地质条件、自然环境条件、人类工程活动强度等的不同，而呈现出明显的规律性。

1.1　区域分布规律

区内地质灾害集中分布在阳平关－洋县断裂破碎带和湑水河沿岸基岩山区山坡坡脚地带的松散坡、残积物堆积区；汉江以南的扬子早期侵入杂岩体分布区，灾害分布零星；南北高中山区海拔高，地势陡峭，人口居住稀疏，灾害极少发生；冲积平原区无灾害发育。

（1）阳平关－洋县断裂两侧地质灾害集中分布：阳平关－洋县断裂是区内超岩石圈深大断裂，是秦岭褶皱系和扬子准地台的一级构造单元的分界线，县域东部可见破碎带宽600～700m。断裂以北为基岩山区，出露石炭系薄层状千枚岩，地层陡立，易风化破碎；断裂以南为低山丘陵，分布棕红色黏性土，具弱胀缩性。在降雨和人为活动诱发下，滑坡、崩塌等地质灾害发育较密集。

基金项目：陕西省公益性地质调查项目（陕国土资发［2013］16号）

作者简介：蒋泽泉（1967—），男，陕西临潼人，高级工程师，从事水文地质地质灾害研究工作。E－mail：411384504＠qq.com

（2）基岩山区湑水河流域地质灾害集中分布：受人类工程活动的影响，北部山区地质灾害沿湑水河及其支流呈带状分布，大部分位于山坡坡脚，多为堆积层滑坡，规模较小，与群众建房关系直接。

（3）南北基岩山区灾害零星分布：汉南花岗杂岩体自七里店至大盘大面积分布，由于时代古老，风化强烈，坡面风化砂土大都随河水搬运和沉积，部分堆积坡脚，因此，山体浑圆，高差小，由于人为开挖坡脚产生滑坡、崩塌，一般规模很小。北部基岩山区由于山势陡峭，人烟稀少，因此灾害极少发生。

（4）平原区地质灾害鲜有分布：汉江冲积平原地域开阔，地形平坦，水田广布，工业发达，交通便利，人口密集，南北4条主要河流汇入汉江，往年上游洪峰过境，多次威胁汉江大堤，沿岸部分村庄被淹，当地政府及时采取治理措施，目前堤防安全。由于缺乏滑坡、崩塌等灾害发生的基本条件，平原区鲜有地质灾害发育，只有临近浅山丘陵地带零星分布。

1.2　地质灾害乡镇分布规律

各乡镇地质灾害分布不均匀，分布数量、规模和危害程度等都有差异。从经济社会角度上看：交通便利、经济发达、人类工程活动强烈、人口密度高的乡镇地质灾害分布相对较多；人口密度低、人类工程活动弱的乡镇地质灾害分布较少。从地质灾害密度分布看：地质灾害点密度排列在前三位的镇分别为五郎庙镇、原公镇和三合镇（图1），这些镇交通便利、地质环境条件差、人类工程活动强烈，因而地质灾害频发。从灾点类型看：滑坡广泛分布于区内有地质灾害发育的15个镇，崩塌在二里镇和桔园镇发育各3处，五堵镇、小河镇、天明镇和三合镇发育两处，双溪镇、董家营镇和老庄镇发育1处，各镇地质灾害分布见图2。

图1　城固县地质灾害各镇分布柱状图

1.3　时间分布规律

在时间域上，地质灾害呈现出集中分布的规律。滑坡和崩塌在人类活动强烈的时期和雨季相对集中。

1.3.1 在现代人类活动强烈的时期相对集中

本次调查确认的灾害点，80%以上都与人类活动有关，根据调查，大部分地质灾害的形成时间在20世纪90年代以后，这个时期也是区内社会经济飞速发展的时期，人类活动是境内绝大多数地质灾害的重要形成原因，表现出地质灾害在人类活动强烈的时期相对集中。主要是建房修路、矿山开采和开荒种植等人类工程活动破坏了斜坡的结构和植被条件，使原斜坡处于极限平衡状态的斜坡应力发生变化，导致斜坡失稳发生崩塌、滑坡等地质灾害。区内城石（城固—石槽河）公路和城二（城固—二里）路沿线分布数处滑坡和崩塌，因斜坡机构破坏，在自然条件侵蚀风化下，仍会有新的地质灾害发生。

图2　城固县各镇地质灾害密度分布柱状图

1.3.2 降雨时间集中特征

（1）年际集中：多暴雨、连阴雨的年份为各种地质灾害多发期。1958年、1961年、1963年、1973年、1980年、1981年、1989年、1998年、2003年和2011年，当年降雨量均为峰值，且多暴雨，是地质灾害多发年。本次调查的灾害点，大部分发生于1981年、1989年、1998年、2003年和2011年5个降雨高峰年。

（2）年内集中：城固县大气候带位于北亚热带湿润季风区，除双溪镇以北属暖温带外，其余大部分地区属北亚热带，气候特点是温暖湿润，雨量充沛，四季湿润。年平均降水量953.9mm，7—9月为连阴雨及暴雨多发期，区内的滑坡、崩塌地质灾害的形成时间和变形破坏时间基本都集中在该时期内。

1.4　地质灾害分布的突发性

滑坡的形成往往有前兆或变形迹象，如动物的异常惊慌，树木、坡体、房屋变形或水流变化等，而崩塌多出现在瞬间，历时短，突发性强，威害大，难以准确预报。

1.5　地质灾害分布的差异性

不同类型的地质灾害，其分布特征也存在差异性，表现为崩塌多发生在断裂构造附近、公路沿线、石灰岩区；滑坡多发生在中低山人类活动频繁、薄层状软弱浅变质岩区。

2　地质灾害隐患点稳定性与危害性

2.1　滑坡稳定性评价

本次调查，滑坡的稳定性采用地质分析法、极限平衡理论法和工程类比法相结合，综合得出结果。

2.1.1 地质分析法

在野外调查时，仔细认真观察记录滑坡的形态特征和变形迹象，通过综合分析，主要利用地质分析法做出判定。

2.1.2 极限平衡理论法

在室内整理分析过程中，选取小河镇街后滑坡（CG0013）、苗家山滑坡（CG0023）和老庄镇新村滑坡（CG0092）3处滑坡点进行稳定性验算，利用极限平衡传递系数法做定量分析。

2.1.3 工程类比法

通过定量计算与定性分析的结果比较可知，本次野外调查所得的定性分析结果与定量计算结果基本一致。由于稳定性定量计算所采用的内聚力及内摩擦角参数较少，且不同的灾害体参数差值也较大，已有的试验难以进行大面积控制性定量评价，因此，对未进行定量计算的地质灾害点，以工程地质类比法进行稳定性判别，与地质分析法相互验证补充，最终综合确定。

工程地质类比法，是把已有滑坡的稳定性研究经验应用到条件相似的对象滑坡的稳定性判定中去。在进行类比时，不但要考虑滑坡结构特征的相似性，还应考虑促使滑坡演变的主导因素和发展阶段的相似性。影响滑坡稳定性的因素可分为地形地貌、地质特征（地层岩性、岩土体结构特征、构造节理等）、降雨、人类工程活动（开挖、加载、蓄水等）。分析这些因素对坡体的影响，结合坡体变形特征，判别滑坡的稳定性。结合区内滑坡发育特征，以下为对几种因素归类分析。

（1）地形地貌：通过对调查区灾害点坡度与坡高统计认为，调查区滑坡发生在坡度大于20°或坡高大于10m的斜坡体，且集中于坡度为30°～50°、坡高为10～49m的坡体上。

（2）地层岩性：经调查分析，较软弱薄层状千枚岩类为地质灾害多发岩类。城固县老庄、桔园深北沟一带的中上石炭统和毕家河—大木场—水磨一带的中下泥盆统三河口群上部，岩性主要为浅灰色千枚岩、石灰岩和片岩，多呈薄层状，具千枚状构造，岩石具各向异性，易风化成碎屑，岩石干抗压强度一般大于60MPa，软化系数为0.6～0.8。受地形控制，在降雨诱发下易发生滑坡和崩塌等自然灾害。

（3）岩土体结构：依据野外调查结果，城固县各类岩体分为坚硬块状侵入岩类、坚硬中厚层—块状碳酸盐岩类、较坚硬互层状浅变质碎屑岩类和较软弱薄层状千枚岩类4类，土体类又分为黏性土单层土体和黏土、粉土、砂土多层土体。滑坡地质灾害在较软弱薄层状千枚岩类和黏性土单层土体类中较为发育。

（4）降雨：据调查可知，城固县斜坡在非汛期变形非常小，而在汛期降雨作用下，往往发生较明显变形甚至破坏，故降雨对斜坡的稳定性影响很大。采用类比法对滑坡进行稳定性判定时，要充分利用年均降水量和暴雨降水量等降雨资料。

（5）人类工程活动：人类工程活动是诱发地质灾害发生的直接因素。人类工程活动主要以不合理的开挖坡脚和对坡体加载为主。城固县近几年发生的地质灾害几乎都与人类活动有关，所以采用类比法对滑坡进行稳定性判定时，需要充分考虑到城固县人类活动强度的分布规律特征。

通过野外调查和室内资料分析，综合利用以上几种方法，将境内滑坡地质灾害点判定为稳定性好、稳定性较差、稳定性差3类，其中稳定好4处，占2.20%，稳定性较差79处，占43.65%，稳定性差98处，占54.15%。

2.2　崩塌稳定性评价

在野外调查时，通过对斜坡的地貌形态、地质条件和人类活动影响的调查，利用地质分析法，预测斜坡变形破坏方式，定性判定斜坡的稳定性。在室内整理分析过程中，利用赤平投影分析法对崩塌做稳定性分析，以验证地质分析法在调查区判定结果的准确性。通过野外调查和室内资料分析，城固县境内崩塌判定为稳定性较差和稳定性差两类，其中稳定性较差6处，占35.3%，稳定性差11处，占64.7%。

3　结 论

（1）城固县地质灾害发育，区域上集中分布在阳平关－洋县断裂破碎带和湑水河沿岸基岩山区山坡坡脚地带的松散坡、残积物堆积区；汉江以南的扬子早期侵入杂岩体分布区，灾害分布零星；南北高中山区海拔高，地势陡峭，人口居住稀疏，灾害极少发生；冲积平原区无灾害发育。各乡镇地质灾害分布不均匀，分布数量、规模和危害程度等都有差异。在时间域上，地质灾害呈现出集中分布的规律。滑坡和崩塌在人类活动强烈的时期和雨季相对集中。

（2）不同类型的地质灾害，其分布特征也存在差异性，表现为崩塌多发生在断裂构造附近、公路沿线、石灰岩区；滑坡多发生在中低山人类活动频繁、薄层状软弱浅变质岩区。

（3）城固县滑坡地质灾害点判定为稳定性好、稳定性较差、稳定性差3类，其中稳定性好4处，占2.20%，稳定性较差79处，占43.65%，稳定性差98处，占54.15%；崩塌判定为稳定性较差和稳定性差两类，其中稳定性较差6处，占35.3%，稳定性差11处，占64.7%。

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