魏軍
摘要:本文通過現場調查、地質測繪、鉆探和物探等綜合勘察方法對研究區地質災害的發育規律進行了詳細研究。研究發現,鹽津縣地質災害沿深切河谷兩側發育,巖體節理裂隙發育,屬于地質災害極高易發區。
關鍵詞:鹽津縣;地質災害;發育規律
鹽津縣地處關河峽谷地帶,區內河流、溝谷發育,河流下切侵蝕作用強烈,山勢陡峻,地層巖性為灰巖及白云巖夾泥巖、砂巖、頁巖和泥巖互層等,節理裂隙發育,巖體破碎,而且研究區內人類工程活動較強烈。地形條件、物質條件及人類工程活動對地質環境破壞等都對地質災害的發生創造了有利條件。根據大范圍地質災害調查結合重點災害點詳細勘察成果,將鹽津縣地質災害發育的影響因素分為兩大類:控制因素和誘發因素。
1 控制因素
(1)地質構造
研究區內地質構造對地質災害的控制影響主要表現為地層的強烈擠壓使得地層產狀陡峭,在褶皺核部附近巖體結構面異常發育、巖體破碎,因此在褶皺區域的地質災害異常發育,如米灘子背斜是地質災害高易發區。斷層附近地質體結構破碎,片理、節理等結構面十分發育,造成巖體完整性變差、強度降低。活動斷層附近的巖體常常發生卸荷作用,為地質災害形成提供了一定的動力條件。研究區內新構造運動強烈,伴隨著地殼抬升,河流下切,強烈的侵蝕作用使地形地勢高差增大,降低了斜坡的穩定性,加速地質災害的形成、發展和發生。
根據距斷裂帶不同距離處地質災害分布情況,可以看出,地質災害點分布密度隨著與斷裂帶主干斷裂距離的增大而減小。此外,調查發現,滑坡的滑動方向一般是垂直于斷裂,泥石流溝的走向一般是與分支斷裂平行,斷裂造成巖體破碎,也使得沿斷裂帶崩塌災害多發。
通過對節理裂隙的統計發現,滑坡后壁與崩塌危巖帶節理裂隙發育,大部分災害點發育3組及3組以上的節理,多呈順坡向節理組合,屬不利組合。根據崩塌災害與巖體完整性的關系,可以看出,巖體完整性越差,崩塌災害活動性越強,崩塌災害發育的巖體集中在較破碎的巖體中,即發育3組或3組以上節理的中、厚層狀結構或中、薄層狀結構。
(2)地層巖性
地層巖性是影響地質災害發育發生的重要內在因素之一,是地質災害發育的物質基礎。鹽津地區典型的工程地質巖組有:第四系松散坡積物(I),較軟的層狀頁巖和泥灰巖巖組(II),較堅硬的塊狀玄武巖巖組(III),較堅硬的層狀灰巖巖組(IV),較堅硬的層狀白云巖巖組(V),軟硬相間的層狀白云巖、砂巖、頁巖巖組(VI)以及軟硬相間的層狀灰巖夾泥巖巖組(VII)。第四系松散坡積物 + 頁巖由于深部頁巖滲透性較差,而淺部松散土石體的坡積物滲透率較高,這樣使得坡體松散堆積物成為一個天然的蓄水層,在巖土分界面形成滑動面,一旦降水充足,下滲水流具有動水滲透壓力,并且由于滑動面上抗滑力減小,極易形成滑坡災害(圖1-3 a)。軟硬相間的巖組多為上硬下軟的二元層狀結構,在差異化風化作用下,下部頁巖或泥質頁巖等巖體逐漸風化破碎,使得巖體形成內凹形坡體,上部白云巖或灰巖則會臨空形成危巖體,在人工開挖、地震活動、降雨作用下經常發生崩塌(圖1-3 b)。
(3)地形地貌
鹽津地區構造強烈活動與河流侵蝕使得鹽津境內重巒疊嶂、山勢陡峭、溝壑縱橫、斜坡遍布。斜坡坡度越陡、高差越大,就越容易產生地質災害。鹽津地區關河、白水江河谷兩岸高差顯著,部分地區形成直立高聳巖體,極易發生崩塌災害。研究區的地質災害點均分布在關河兩岸。
坡度是影響地質災害發育的重要因素。根據地形坡度與地質災害發育程度統計情況,可以看出,滑坡坡度多集中在40~45°左右;崩塌及危巖帶坡度較大,均大于40°,多數發生在地形坡度大于50°地段。
2誘發因素
(1)降雨
對于滑坡,一方面使坡體含水量增加,增加了土體的容重;另一方面引起巖土體中孔隙壓力增高,同時促使巖土體中的各種軟弱結構面形成,對滑坡發生起到了誘發作用。對于崩塌,雨水滲入危巖體的節理裂隙中,一方面弱化了結構面的強度參數,另一面加大了危巖體承受的靜動水壓力,使斜坡處于不穩定狀態。如果坡體已經處于臨界狀態,暴雨會對崩塌的發生起到觸發作用。
降雨是誘發鹽津地區地質災害發生的主要因素,研究區雨水較多,特別是每年的6~9月份,更是持續的降雨甚至暴雨,而各類災害也集中在這幾個月份。例如2002年8月1日至12日連續降雨,造成縣域內10個鄉鎮均不同程度地發生了規模不一的地質災害。
圖2-1為地質災害發生與降雨的對應關系圖,由圖中可以看出,泥石流的活動性遠小于滑坡和崩塌,說明此處泥石流活動性較弱。此外,滑坡、泥石流與降雨量在時間上的對應關系要比崩塌好,說明降雨對崩塌的影響作用較小,并且在時間上存在滯后效應。
(2)地震
區域地震活動十分強烈,僅在近幾十年內,該區域及相鄰區域發生數次地震,如:1974年5月11日大關7.1級、8月29日大關4.7級2次地震;2006年7月22日鹽津5.1級、2010年10月18日鹽津4. 6級地震;2012年9月7日彝良5.7級地震,2013 年2月7日豆沙關4.2級地震,2014年8月3日魯甸6.5級地震。由此可見鹽津地區地震活動雖然震級較小,但異常頻繁。頻繁的地震活動一方面導致巖土體松散破碎,并且形成片理或節理,使得巖體強度降低,成為地質體中的軟弱結構面,為崩塌、滑坡的發生提供了物質條件,導致崩塌、滑坡災害的發生;另一方面地震活動使地質體和巖石的應力狀態發生調整,斜坡巖體發生卸荷作用,成為斜坡失穩的主要動力,為地質災害的發生提供了動力條件。地震波傳播到崩塌危巖體時,已經具有拉張裂隙的危巖體猛烈碰擊破裂面或者直接逃逸飛離所在坡體,造成嚴重的崩塌災害。
(3)人類活動
隨著研究區近年來人口增加,人民生活水平提高,不斷地修建鄉村路、省道、快速道以及村民蓋新房,均有開挖坡腳、爆破等工程活動。首先,開挖坡腳使斜坡應力重分配而且會形成臨空面,道路開挖導致原始構造裂隙、巖層層理和卸荷裂隙擴展,巖體強度和完整性下降,坡體的穩定性也必然下降。在后期擾動(如降雨等)的作用下,巖體失穩將導致滑坡、崩塌的發生。其次,采用不合理的爆破方式,使巖體結構變得更為破碎,地質環境惡化,從而導致斜坡進一步變形破壞及穩定性的下降。現場調查表明,區內小型的滑坡、崩塌多沿著道路分布,說明研究區內線性工程(主要為公路)對地質災害的發育影響甚大。
3發育規律
鹽津縣地質災害以滑坡、危巖崩塌和泥石流為主,地面塌陷等災害少有發生。滑坡、危巖崩塌災害的易發主要受新構造運動、地形地貌、工程地質巖組、集中降雨及人類活動影響明顯,滑坡和危巖崩塌的堆積體也為泥石流的發育提供了良好的物源條件。
鹽津縣地質災害受地形條件影響明顯,大多發生于關河、白水河及支流等兩岸斜坡地段;發生的時間多集中在每年的雨季期間(6-9月);鹽津縣及周邊發生地震也會出現地質災害的集中爆發現象;滑坡災害多發生于砂泥巖、泥灰巖等軟巖地層中;危巖崩塌則主要發生在厚層~巨厚層的灰巖、白云巖及石英砂巖等相對堅硬的巖石地層中;地質災害的發生受人類活動的影響十分顯著,這其中又主要受切坡改變原有地形坡度最為突出,其次為毀林開荒。
4結論
鹽津縣地質災害沿深切河谷兩側發育,巖體節理裂隙發育,巖體多被節理裂隙切割呈破碎狀。地質災害受地質構造、地層巖性和地形地貌的控制作用,加之頻繁的人類活動,在降雨和地震作用下極易發生災害。
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(作者單位:中國有色金屬工業昆明勘察設計研究院有限公司)