周口店太平山西坡滑坡

1、周口店太平山西坡滑坡成因研究及防治措施韓振華 丁旺 盧慶喜 王鑫玉 馬特 安申聚 錢思渝摘要：滑坡是一種常見的地質(zhì)災(zāi)害，在北京市房山區(qū)發(fā)生較為頻繁。本文以太平山西側(cè)滑坡為例，簡單介紹了滑坡產(chǎn)生區(qū)域地質(zhì)背景，從地形地貌，地質(zhì)構(gòu)造，水文地質(zhì)和人類活動等方面分析了滑坡的成因機制，并且針對太平山滑坡提出了幾項預(yù)防措施。關(guān)鍵詞：太平山滑坡 背景 成因機制 預(yù)防引言滑坡是指斜坡上的土體或者巖體，受河流沖刷，地下水活動，地震及人工切坡等因素影響，在重力作用下，沿著一定得軟弱面或者軟弱帶，整體的或者分散的順坡向下滑動的自然現(xiàn)象。俗稱“走山”“垮山”“地滑”等。本文綜合前人工作成果，以太平山西側(cè)滑坡為研究對象，

2、分析其形成機制,并初步總結(jié)相應(yīng)的預(yù)防或治理措施。1 滑坡簡單介紹1.1 滑坡概念滑坡，是指山坡上的巖體或土體在自重作用下，整體順斜坡向下滑動的現(xiàn)象?；陆?jīng)常在降雨、河流沖刷、地震、融雪等自然因素作用下引發(fā)。近幾十年來，由于斜坡前緣的切坡、后緣的棄土加載和莊稼灌溉等人類活動引發(fā)的滑坡增長很快。1.2 滑坡要素組成滑坡的要素有很多，有滑坡體、滑坡壁、滑動面、滑動帶、滑坡床、滑坡舌、滑坡臺階、滑坡周界、滑坡洼地、滑坡鼓丘、滑坡裂隙、主滑線。其中最基本的三要素是：滑坡體，指滑坡的整個滑動部分，簡稱滑體；滑動面，指滑坡沿下伏不動體下滑的分界面，簡稱滑面；滑坡床，指滑體滑動時所依附的下伏不動體，簡稱滑床。

3、滑坡也可以歸為一種特殊的斷層構(gòu)造，只不過是上盤下降而下盤不動而已。滑坡結(jié)構(gòu)如圖所示，滑坡的各個要素只有在發(fā)育完全的新生滑坡時才同時具備，并非所有的滑坡都齊備?；聻?zāi)害結(jié)構(gòu)示意圖1.3 滑坡分類根據(jù)滑坡體體積，將滑坡分為4個等級：小型滑坡：滑坡體積小于10×104立方米；中型滑坡；滑坡體積為10×104-100×104立方米；大型滑坡：滑坡體積為100×104-1000×104立方米;特大型滑坡（巨型滑坡）：滑坡體體積大于1000×104立方米。根據(jù)滑坡的滑動速度，將滑坡分為4類：蠕動型滑坡，人們作憑肉眼難以看見其運動，只能通過儀器觀測

4、才能發(fā)現(xiàn)的滑坡；慢速滑坡：每天滑動數(shù)厘米至數(shù)十厘米，人們憑肉眼可直接觀察到滑坡的活動；中速滑坡：每小時滑動數(shù)十厘米至數(shù)米的滑坡；高速滑坡：每秒滑動數(shù)米至數(shù)十米的滑坡。周口店地區(qū)滑坡主要為蠕動型滑坡。2 太平山滑坡區(qū)域地質(zhì)背景2.1 地形地貌 北京周口店地處三大構(gòu)造 - 地貌單元的交匯處，北部為燕山山脈，北西側(cè)為太行山脈，南東緣為華北平原，地貌類型屬低山丘陵區(qū)。在這一山口地帶，曲流河發(fā)育 ,河流溯源下蝕、側(cè)蝕作用強烈，地表形態(tài)不穩(wěn)定，重力地貌隨處可見?；聟^(qū)位于周口店中部的太平山西段，近前緣處河谷部分是陡崖。2.2 地層巖性 周口店地區(qū)的地層發(fā)育較全，從太古界到新生界的主要地層單位均有出露，與北

5、京西山全區(qū)的地層比較，復雜的構(gòu)造背景使得該區(qū)地層經(jīng)歷了不同程度的區(qū)域變質(zhì)作用和強烈的構(gòu)造變動。滑坡區(qū)巖體主要由以下巖石地層單位組成: 馬家溝組（O1m）：灰色中厚層狀結(jié)晶灰?guī)r夾白云質(zhì)細晶灰?guī)r，質(zhì)純量豐，順層剪切劈理發(fā)育，頂部有風化殼。本溪組（C2b)：底部為灰色厚層狀 “三好礫巖”（分選好、 磨圓好、 膠結(jié)好）、硬綠泥石角巖及紅柱石角巖；下部為雜色變質(zhì)粉砂巖、粉砂質(zhì)板巖，偶夾灰白色灰?guī)r；上部深灰色含黃鐵礦壓力影板巖 。太原組（C3t）：下部灰色變質(zhì)石英砂巖與紅柱石角巖互層，上部為黑色板巖夾粉砂質(zhì)板巖 ，局部含煤層。山西組（P1s)：灰色變質(zhì)含礫石粗中粒巖屑砂巖、細粒巖屑砂巖、黑色炭質(zhì)板巖韻律層

6、 ，發(fā)育多層煤系。 楊家屯組（P1y)： 由灰綠色變質(zhì)角礫巖、變質(zhì)含礫粗砂巖、中細粒巖屑砂巖和粉砂巖韻律層組成下粗上細的旋回式沉積 。其中，本溪組與馬家溝組為平行不整合接觸，其余各組之間為整合接觸。在這些巖石組合中，砂巖和礫巖形成陡坎，板巖和含煤系地層形成緩坡，煤系地層是太平山滑坡的易滑地層。3 滑坡形成條件3.1 水文條件北京周口店區(qū)與太平山滑坡關(guān)系最為密切的是周口河。每年的夏季為該區(qū)的雨季，暴雨主要發(fā)生在這一季節(jié)，周口河水位暴漲。在太平山西側(cè)，周口河沿剝離斷層從滑坡體西部通過，河勢急劇轉(zhuǎn)彎變?yōu)槟媳毕?，河道縮窄到20 m。再向南東方向，河道散開流入華北平原。因此，太平山滑坡區(qū)既是周口河流勢的

7、轉(zhuǎn)折帶，又是周口河的天然鎖口。周口河的側(cè)蝕作用，是太平山滑坡形成的一個重要原因。3.2 構(gòu)造條件 北京周口店地區(qū)位于華北板塊中部，地處北北東向太行山隆起帶與華北裂陷帶、燕山臺褶帶的接壤部位，構(gòu)造變形十分強烈，斷裂縱橫交錯，褶皺彎曲起伏，構(gòu)造格局十分復雜。滑坡區(qū)位于太平山向斜東部揚起端。該向斜呈近東西向展布，北側(cè)與白堊紀房山巖體以剝離斷層相隔，南側(cè)為連續(xù)褶皺的 164 背斜。與褶皺相伴生的節(jié)理、劈理、小褶皺、裂隙十分發(fā)育，巖體多被切割成塊狀，結(jié)構(gòu)完整性極差。3.3 人類工程活動北京周口店地區(qū)工礦企業(yè)較多，如燕山石油化工廠，長溝峪煤礦等。研究區(qū)與太平山滑坡關(guān)系最為緊密的人類工程活動為塔山煤礦。太平

8、山西坡的塔山煤礦以前是個采煤場，多年開采使得這里的含煤巖系大多被采空。因此，研究區(qū)存在采空區(qū)和非采空區(qū)，二者的邊界是應(yīng)力集中地段，從而破壞山體穩(wěn)定性，造成山體沉降，為滑坡形成創(chuàng)造了另一個重要條件。正是因為該地有煤層存在，對滑坡的產(chǎn)生起了潤滑作用。4 滑坡成因機制 太平山滑坡是多種因素聯(lián)合作用的產(chǎn)物。其中，復雜的地質(zhì)構(gòu)造背景是滑坡形成的內(nèi)在原因 ,水文地質(zhì)條件和人類工程活動是誘發(fā)滑坡的主導因素。前已所述，太平山向斜是一個向西傾伏的斜歪褶皺。在該向斜的形成過程中，地層的傾角由緩變陡，巖層彎曲褶皺成山，上覆滑動體重荷增加，整個山體的重心向西轉(zhuǎn)移，為滑坡形成提供了勢能條件。與地層褶皺相伴生的節(jié)理、裂隙

9、、劈理構(gòu)造，一方面破壞了巖體的完整性 ,另一方面為雨水的滲入提供了天然通道。 太平山滑坡區(qū)的太原組和山西組的煤層和炭質(zhì)細碎屑巖層是最為軟塑的物質(zhì)，孔隙比大 ，壓縮性高，抗剪切強度低，是太平山滑坡的主要不良工程地質(zhì)體。當其與較厚的強硬巖層相間分布時，形成軟弱類層，為滑坡變形創(chuàng)造了有利條件，增加了巖體的易滑性?；聦λ拿舾行院軓姡貏冸x斷層發(fā)育的周口河，除長年累月對太平山西坡側(cè)蝕外，每年夏季的暴雨時節(jié)，上游的洪水到達太平山鎖口時，河床水位猛烈上漲，流速急劇加快，對東側(cè)山體產(chǎn)生強烈的下切和側(cè)蝕作用，使得太平山西段地形變得陡峻。同時,雨水沿巖石破裂面滲透，不僅增加了山坡巖層體的含水量和自身重量，加大

10、了重力勢能，也減少了巖石的凝聚力，破壞了巖體原來的平衡系統(tǒng)，導致了滑坡。另外，當雨水下滲到含煤炭層系時被阻隔而匯聚起來，含煤炭層系濕潤、軟化、泥化及溶解，降低了巖層間的摩擦系數(shù)和抗剪強度，抗滑力減少，為基巖的順層滑動提供了軟弱結(jié)構(gòu)面，極大地降低了巖層體的穩(wěn)定性，誘發(fā)了山體滑坡的形成。5滑坡危害防治措施5.1工程措施1、消除和減輕地表水和地下水的危害 具體做法有：防止外圍地表水進入滑坡區(qū)，可在滑坡邊界修截水溝；在滑坡區(qū)內(nèi)，可在坡面修筑排水溝。在覆蓋層上可用漿砌片石或人造植被鋪蓋，防止地表水下滲。對于巖質(zhì)邊坡還可用噴混凝土護面或掛鋼筋網(wǎng)噴混凝土。排除地下水的措施很多，應(yīng)根據(jù)邊坡的地質(zhì)結(jié)構(gòu)特征和水文

11、地質(zhì)條件加以選擇。常用的方法有：1，水平鉆孔疏干；2，垂直孔排水；3，豎井抽水；4，隧洞疏干；5，支撐盲溝。 2、改善邊坡巖土體的力學強度 通過一定的工程技術(shù)措施，改善邊坡巖土體的力學強度，提高其抗滑力，減小滑動力。常用的措施有：1，削坡減載；用降低坡高或放緩坡角來改善邊坡的穩(wěn)定性。削坡設(shè)計應(yīng)盡量削減不穩(wěn)定巖土體的高度，而阻滑部分巖土體不應(yīng)削減。此法并不總是最經(jīng)濟、最有效的措施，要在施工前作經(jīng)濟技術(shù)比較。2，邊坡人工加固；常用的方法有：修筑擋土墻、護墻等支擋不穩(wěn)定巖體；修筑鋼筋混凝土抗滑樁或鋼筋樁作為阻滑支撐工程；設(shè)立預(yù)應(yīng)力錨桿或錨索，適用于加固有裂隙或軟弱結(jié)構(gòu)面的巖質(zhì)邊坡；固結(jié)灌漿或電化學加

12、固法加強邊坡巖體或土體的強度等。 3、坡面綠化大力開展植樹造林運動，周口店一帶植被相對較多，但是以灌木為主，需要進一步種植根系發(fā)達的喬木，這不僅有利于保持水土，阻擋巖層滑塊下移，更有利于改善當?shù)貧夂?。另外，要嚴禁在滑坡或危險邊坡的坡面進行大規(guī)模的開墾、種植莊稼和灌溉。5.2 非工程措施 1、加強滑坡知識的普及與防災(zāi)自救知識的宣傳工作, 提高周口店山區(qū)群眾防范滑坡災(zāi)害的意識。 2、 建立北京山區(qū)滑坡信息系統(tǒng)，利用信息系統(tǒng)與氣象預(yù)報結(jié)合, 開展滑坡預(yù)測預(yù)報, 為政府部門減災(zāi)決策提供依據(jù)；泥石流災(zāi)害發(fā)生后, 利用信息系統(tǒng)進行災(zāi)情分析與預(yù)測,為政府部門制定搶險救災(zāi)方案服務(wù)。3、對在周口店山區(qū)進行的居民建房、開礦、采石、修路、建水利工程等,必須考慮避開泥石流、滑坡危險區(qū),并預(yù)防由于建設(shè)開挖、爆破、棄渣或潰壩引起新的泥石流滑坡災(zāi)害。4、對威脅和危害居民點的滑坡,開展監(jiān)測工作,當滑坡活動加劇時,及時通知當?shù)鼐用癯冯x危險區(qū),確保人身安全。結(jié)論 太平山滑坡是多期復雜構(gòu)造作用下的產(chǎn)物，是自然作用和人類活動共同影響下的結(jié)果。其中，周口河的侵蝕作用，煤礦的采空，巖性因素，氣候因素是導致滑坡的重要原因。滑坡現(xiàn)象有可能演化成大規(guī)模的地質(zhì)災(zāi)害，因此需要地質(zhì)工作者對于滑坡危害進行詳細的評估，并且對預(yù)防災(zāi)害做出相應(yīng)的防治措施。如削坡減載，人工修筑擋土墻，護墻