劉昌偉,馬 琳
(昆明理工大學 國土資源工程學院,云南 昆明 650095)
云南省武定縣仁和水庫區工程地質災害危險性評估與防治
劉昌偉,馬 琳
(昆明理工大學 國土資源工程學院,云南 昆明 650095)
以位于云南省北部武定縣仁和水庫為例,結合詳實野外地質災害調查,對水庫區地質災害危險性評估重點、評估范圍以及兩處具體滑坡進行了詳細討論,認為滑坡為水庫區的主要地質災害,危害性為中等,對施工及運營期間過往車輛及人員有一定威脅。并根據以上危險性評估給出相對合理的地質災害防治建議與具體措施。
地質災害;危險性評價;防治措施
隨著社會經濟的飛速發展,人類生存空間不斷向山區擴展,使得近年滑坡等山地災害的發生越來越頻繁,人們認識到防范和減輕滑坡等地質災害對社會經濟發展的重要性[1]。地質災害其發育及發展演化需要特定的地質環境[2]。由于近來云南省發展建設使得工程地質環境逐漸惡化,所以近年來崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷等災害在云南頻繁發生,嚴重危及災區人民的生命財產安全并嚴重影響經濟建設的順利進行[3-4]。而修建仁和水庫,對解決武定灌區耕地缺水困境,提高灌溉保證率,增加糧食產量,提高農民生活水平具有重要作用,水庫的建設是十分必要和迫切的。故有關水庫的地質災害的調查研究能解決該縣發展和地質災害頻發的矛盾問題。
地質災害是在一定的地質環境條件下形成的,他受諸多因素的控制,如地形地貌、地質構造、地層巖性、氣象條件以及人類工程活動等[5]。不同地區的地質災害其形成條件也各異,因而就要求我們在進行危險性評估時,必須充分掌握評估區內的地質環境條件。
仁和水庫位于武定縣貓街鎮倉房村委會仁和村上游1.6 km處的勐果河上游支流倉房河支流大廠河上。水庫所在流域屬金沙江水系勐果河支流倉房河[6]。水庫壩地理坐標為東經102(°)04(′)25(″),北緯25(°)29(′)28(″)。庫盆狹窄呈長條形,中上游河谷斷面成“V”字形、下游河谷斷面成“U”字形。評估范圍內河道彎曲,地勢東高西低、南高北低,坡度20(°)~43(°),相對高差410 m,屬構造剝蝕淺切割中山地貌,地形中等復雜。
構造線呈北東向展布,庫區左側發育一條性質不明斷裂(五柞甸斷裂),武定縣屬抬升區,新構造運動較強烈[7]。評估區屬區域地殼次穩定區,抗震設防烈度為7度,地質構造中等復雜。評估區水文地質條件相對較簡單,主要接受大氣降水補給,沿地面向山脊兩側地表溝谷排泄或沿山坡下滲。河谷分布第四系沖積層(Qal),為細砂礫石層、細砂層、結構疏松賦含地下孔隙水,地下水埋深與河水位持平,由河水補給向下游排泄。右岸分布第四系坡積層(Qdl)、為砂質粘土、含碎石粘土賦含孔隙水,雨季在公路附近有泉水溢出,旱季斷流,水量微弱。評估區出露侏羅系中統張河組(J2z)紫紅色厚層狀粉砂質泥巖、泥巖,厚層狀細—中粒長石石英砂巖,粉砂質泥巖、泥巖為相對隔水層,長石石英砂巖為透水層,巖層呈單斜傾向左岸,補給條件差,未發現基巖裂隙水溢出。
水庫區內地層出露較全,有新生界:第四系(Q)、第三系(N);中生界:白堊系上統、侏羅系下統及中統(J1、J2)、三迭系上統(T3s);古生界:泥盆系下統及中統(D1、D2)、奧陶系下統(O1)、寒武系中統及下統(∈1、∈2);元古界:震旦系上統(Zbdn)、元古界昆陽群(Pt1Lz)。
評估區除接收大氣降水外,還接受來自基巖裂隙水的補給,評估區屬地下水徑流區。地下水的徑流應以垂直運動為主,到深部后轉為水平運動為主。工程區劃分為5個巖組,巖土體軟硬相間,地表巖石風化破碎,工程擾動易引發地質災害,工程地質條件復雜。水庫區現狀人類工程活動對地質環境的改變和影響強烈。
經野外實地調查、民間尋訪、詢問和資料查閱,水庫區內未發現崩塌、泥石流、地面塌陷、地裂縫和地面沉降等地質災害分布;評估區內現狀發育有潛在不穩定斜坡3個、滑坡2個,現狀地質災害中等發育。BW1潛在不穩定斜坡,現狀條件下基本穩定,危害性中等,危險性中等;BW2為潛在不穩定斜坡,現狀條件下基本穩定,危害性小,危險性小;BW3為潛在不穩定斜坡,現狀條件下基本穩定,危害性小,危險性小;H1為滑坡,現狀條件下基本穩定,危害性中等,危險性中等;H2為滑坡,現狀條件下基本穩定,危害性中等,危險性中等。評估區現狀地質災害類型為潛在不穩定斜坡和滑坡,其他地質災害次之。要對滑坡危害性進行評估就必須對每個滑坡體的特點進行詳細分析[8],所以本文對兩個危險性較大的滑坡體H1、H2特征分述如下。
2.1 H1滑坡
位于上壩位右岸土料場與大平地土料場交界處公路上方。邊坡地形較陡,坡度30(°)左右,地表植被較發育。滑坡為公路施工截坡形成,坡體為堆積物,厚度約4 m。下伏基巖為侏羅系張河組第2層(J2z2),紫紅色、紫色厚層狀粉砂質泥巖與紫色中厚層狀泥巖、石英粉砂巖呈不等厚互層。滑體巖石破碎,呈散體—碎裂結構,強風化,強風化下限深約5 m。滑坡寬約30 m,長約20 m,高約15 m,體積約2 400 m3。經剖面圖分析(見圖1):斜坡為順向坡,現狀基本穩定,在降雨等因素激發下發生滑坡等災害的可能性中等,主要危害鄉村公路、過往車輛及人員,危害性中等,危險性中等。

圖1 H1滑坡剖面
2.2 H2滑坡
位于庫尾附近公路旁,斜坡地形較陡,自然斜坡坡度30(°)左右,地表植被較發育。平面形態呈半圓形,滑坡后緣陡砍高約3~4 m,滑坡體物質組成為松散殘坡地層,松散物的厚度約3~4 m,下伏基巖為侏羅系張河組第四層(J2z4):紫紅色厚層狀粉砂質泥巖、泥巖,夾灰紫色鈣質泥巖條帶。滑坡左側基巖完整性好,節理開裂,大塊巖石從母體脫裂,右側風化相對強烈,巖層較為破裂。形成原因:自然狀態下殘坡地層極為松散,基巖傾向與斜坡方向基本一致,為順向坡,后人工修道路時切坡,此外從坡體上挖取松散物鋪墊道路,造成斜坡失穩。邊坡坡高約25 m,寬度約70 m,厚約3~4 m,體積約8 400 m3,經剖面圖分析(見圖2):滑動面為土巖結合面,現狀基本穩定,在降雨等因素激發下發生滑坡等災害的可能性[9-10],主要危害鄉村公路、過往車輛及人員,危害性中等,危險性中等。

圖2 H2滑坡剖面
綜合評估是在現狀評估和預測評估的基礎上,根據地質災害的發育現狀及發展趨勢,結合地質災害的致災程度與擬建項目的工程特點,采取定性或半定量的方法來綜合評估地質災害危險性程度,對土地的適宜性做出評估,并提出防治地質災害或另選場地的建議。評估區內屬構造剝蝕淺切割中山地貌,地形較簡單,地質構造較復雜,巖土體軟硬相間,地表巖石風化破碎,地質環境條件復雜,屬于區域地殼次穩定區。工程項目建設過程中以及蓄水后不可避免地會對當地的地質環境產生擾動。
3.1 庫區滑坡
水庫蓄水后,庫岸再造誘發崩塌、滑坡等災害的可能性中等,危害性小—中等,危險性小—中等;繞壩滲漏危害性大,危險性大;庫區淤積主要影響庫容,危害性小,危險性小;庫岸村莊邊坡,誘發崩塌、滑坡等災害的可能性小—中等,造成的危害性中等,危險性中等。施工期BW1、BW2、BW3、H1、H2發生滑坡等災害的可能性中等—大,BW1、H1危害性大,危險性大;H2危害性中等,危險性中等;BW2、BW3危害性小,危險性小。運營期BW1、BW2、BW3、H1、H2發生滑坡等災害的可能性小—中等,BW1危害性大,危險性大;H2危害性中等,危險性中等;BW2、BW3、H1危害性小,危險性小。
3.2 水庫滲漏
庫區主要分布中生界侏羅系張河組(J2z),庫盆上段和下段為粉砂質泥巖、泥巖,中段為細粒長石石英砂巖。巖層走向與庫盆近于平行、局部斜交、為順向河谷,巖層呈單斜傾向左岸。粉砂質泥巖、泥巖為庫內相對隔水層,長石石英砂巖結構致密,強風化巖中長石已蝕變成高嶺土充填孔隙、裂隙發育地段無地下裂隙水溢出,透性相對較差。庫盆狹窄呈北東向展布,周邊分水嶺山體雄厚無低鄰谷存在,水庫封閉條件較好,蓄水區范圍內不存在庫水滲漏的條件。
3.3 庫區淹沒及浸沒
水庫淹沒區范圍內無重要的礦產資源和文物古跡,蓄水位以下旱地農田及清河村部分農舍將被淹沒,存在搬遷安置問題。仁和水庫為山間盆地型水庫,水庫邊緣無山前洪積扇和洪積裙存在,庫岸無地下孔隙水存在,汛期地表水排泄通暢,無封閉或半封閉的洼地地段存在、蓄水后沿庫岸不易發生浸沒。庫區巖層走向與庫岸近于平行略斜交、兩岸無規模較大的深層滑坡體存在、邊坡無斷裂構造及不良軟弱結構面、庫岸邊坡相對穩定,蓄水后不易發生深層巖質邊坡坍塌引發地質災害。
地質災害防治措施應該根據地質災害的具體分布情況與規律,結合工程的施工情況以及后期的監測,協調好地質災害與工程施工之間的關系。而防治原則應以預防為主,施工中盡量避免誘發新的地質災害;對于已有地質災害和已誘發的地質災害,應采取積極措施予以治理。研究區內的BW1、BW2和BW3潛在不穩定斜坡因位于公路上方,施工期間威脅過往車輛及人員,建議進行工程治理,并進行監測。H1滑坡因位于公路上方及石料場處,施工期間威脅過往車輛、工作人員及設備安全,建議施工過程中進行實時監測。H2滑坡位于庫尾公路上方,施工及運營期間威脅過往車輛及人員,建議進行工程治理,并進行監測。
[1] 向喜瓊. 區域滑坡地質災害危險性評價與風險管理[J]. 地球與環境, 2005, 33(s1): 136-138.
[2] 陳奇. 地質災害防治與地質環境優化[J]. 中國地質災害與防治學報, 1994(s1): 402-404.
[3] 耿弘, 梁永寧, 任堅. 云南地質災害及災害防治[J]. 云南地質, 2002, 21(3): 221-229.
[4] 楊彪, 陳國安. 云南省地質災害的發育特征及防治對策與建議[J]. 中國煤炭地質, 2003, 15(6): 46-50.
[5] 王得楷. 建設用地地質災害危險性評估技術探討[J]. 中國地質災害與防治學報, 2002, 13(4): 94-95.
[6] 李應科, 呂宏, 譚毅源. 武定縣仁和水庫興建對永武高速公路的影響分析及應對措施[C]//云南省水利學會2015年度學術年會論文集, 2015.
[7] 蔣順德, 龍莎莎, 陳啟良, 等. 云南省武定縣地質災害發育規律及其防治對策研究[J]. 云南地理環境研究, 2007, 19(3): 31-35.
[8] 彭滿華, 張海順, 唐祥達. 滑坡地質災害風險分析方法[J]. 巖土工程技術, 2001(4): 235-240.
[9] 王庾綱. 城市規劃與地質災害[J]. 防災博覽, 2011(1): 40-43.
[10] 孫廣忠, 姚寶魁. 中國滑坡地質災害及其研究[M]//中國典型滑坡, 北京: 科學出版社, 1986.
The Geological Hazard Risk Assessment and Prevention on Renhe Hydraulic Project in Wuding County of Yunnan
LIU Changwei, MA Lin
(SchoolofLandandResourcesEngineering,KunmingUniversityofScienceandTechnology,Kunming,Yunnan650093,China)
A case study of Renhe hydraulic project was made in Wuding county of Yunnan province. This paper discusses the key points of geological hazard assessment, including the scope of assessment and two specific landslides in the reservoir area. It is considered that the landslide is the main geological hazard in the reservoir area. The permiciousness is moderate. Landslide on the construction and operation of vehicles and personnel will be a certain threat. Based on the assessment, this paper gives some reasonable suggestions and measures for the prevention and control of geological disasters.
Geological hazard; Risk assessment; Prevention
2017-04-08
劉昌偉(1993-),男,云南昆明人,在讀碩士研究生,研究方向:礦物學、巖石學、礦床學,手機:15687119102,E-mail:310752889@qq.com.
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10.14101/j.cnki.issn.1002-4336.2017.03.046