泰安市崩塌、滑坡、泥石流發育特征及防治對策淺析

程鳳，焦玉國，周超，魏凱，胡慶玲，翟代廷

(山東省地質礦產勘查開發局第五地質大隊，山東 泰安 271000)

0 引言

泰安市地處魯中山區，泰山雄踞域北，汶水穿流東西，境內地貌類型齊全，地形起伏較大，漫長的地質演變和復雜的地質作用造就了泰安市現有的地質構造格局。近年來，隨著人類活動規模與強度不斷增大，自然環境遭受了一定程度的破壞，在汛期強降雨條件下，崩塌、滑坡、泥石流頻繁發生[1-2]，嚴重影響和制約著當地社會經濟的健康發展。

1 研究區概況

泰安市以泰山而得名，北以泰山與濟南市為界，東、東南部與淄博市、臨沂市接壤，南、西南部與濟寧市毗鄰，西北、西部隔黃河與聊城市和河南省臺前縣相望，地理位置優越，總面積7762km2，人口568.66萬人。

根據泰安市地質災害防治規劃(2021—2030)及最新泰安市地質災害排查、巡查成果[3]，截至2020年底，泰安市崩塌、滑坡、泥石流地質災害隱患點共98處，其中崩塌46處、滑坡2處、泥石流50處，規模以中小型為主。主要分布于泰山及徂徠山中低山丘陵區。

2 地質環境概況

2.1 地形地貌

研究區屬魯中山區一部分，分布有中山、低山、丘陵、溶蝕-剝蝕丘陵、剝蝕平原、山間平原、山前平原等，地貌類型齊全(圖1)。

2.2 地質概況

研究區在大地構造位置上屬華北板塊(Ⅰ)魯西隆起(Ⅱ)魯中隆起(Ⅱa)，僅寧陽縣以南屬魯西南潛隆起(Ⅱb)，包括5個Ⅳ級和11個Ⅴ級構造單元。全市大部分呈平緩的單斜構造，部分呈較平緩的向斜或背斜。地層區劃屬華北地層區魯西地層分區，由老至新依次發育新太古代泰山巖群變質巖、古生代寒武—奧陶系、晚古生代石炭—二疊系、中生代侏羅—白堊系、新生代新近系、第四系。

1—中山；2—低山；3—丘陵；4—溶蝕-剝蝕丘陵；5—剝蝕平原；6—山間平原；7—山前平原圖1 泰安市地貌略圖

3 崩塌、滑坡、泥石流地質災害特征

3.1 發育現狀

3.1.1 崩塌

泰安市崩塌多為巖質崩塌，土質崩塌僅2處。主要分布于泰山景區、高新區泰山、徂徠山中低山區及新泰市、肥城市、寧陽縣中低山區。崩塌多發生于坡角大于60°的高陡臨空面，巖體內普遍發育多組陡傾及近水平的節理、裂隙，這些節理、裂隙或斷裂將山體巖石切割成塊度不等的塊體，成為崩塌危巖體的軟弱結構面，在降雨的影響下巖體裂隙加長加寬，直到產生崩塌。

全市共發育崩塌隱患點46處，均為小型。以泰山風景名勝區分布最多為28處，其次為泰安高新區11處，新泰市2處，肥城市2處，寧陽縣2處，共威脅人口867人，潛在經濟損失2899.5萬元。全市已發生崩塌6處，共造成死亡1人，直接經濟損失24.6萬元。

3.1.2 滑坡

主要分布于東平縣昆山、金山一帶采石場，因以往長期采石，山坡上無序堆放大量棄渣，采石場關閉后未對棄渣堆采取護坡措施，廢渣堆出現開裂或松動，在人為采挖山坡坡腳，加大了廢渣堆坡腳坡度，局部地段造成前緣臨空現象，在雨季降水沖刷下斜坡土石體下部失去支撐向下滑塌形成滑坡。

全市共發育中型滑坡隱患點2處，位于東平縣，共威脅人口320人，潛在經濟損失700萬元。全市已發生滑坡1處，共造成直接經濟損失0.2萬元。

3.1.3 泥石流

主要分布于泰山、徂徠山侵蝕構造中度切割的中低山區及高新區、新泰市、肥城市、寧陽縣低山丘陵區，多數泥石流溝谷上游三面環山，山坡覆蓋厚度不等的風化殘坡積物，充足的松散堆積物與降水形成的坡面流匯集而下形成泥石流。

全市共發育泥石流隱患點50處(圖2)，其中小型47處，中型3處。以泰山景區分布最多為31處，其次為泰安高新區6處，肥城市4處，寧陽縣3處，新泰市1處，共威脅人口2660人，潛在經濟損失41757萬元。全市已發生泥石流25處，共造成死亡16人，直接經濟損失2311萬元。

圖2 天寶鎮年家峪泥石流溝谷

3.2 發育特征

(1)地質災害種類多、數量大。至2020年底，泰安市共發育崩塌、滑坡、泥石流隱患點98處(表1)，數量大，種類多。

表1 泰安市崩塌、滑坡、泥石流隱患點統計表

(2)發育規模以小型為主。泰安市崩塌、滑坡、泥石流隱患點中型5處，小型93處，發育規模以小型為主。

(3)受地形地貌控制明顯。全市地質災害的發育程度與地形地貌條件有較大關系，92%的隱患點發育在泰山、徂徠山中低山區，平均密度達0.17個/km2。

(4)一點多災，一災為主、多災并發。區內崩塌、滑坡、泥石流具有鏈生性和群發性，滑坡、崩塌體常成為泥石流的固體物源和誘發因素，泥石流在流動過程中又強烈沖刷、侵蝕岸坡，觸發滑坡、崩塌發生，常有滑坡、崩塌→泥石流→滑坡、崩塌的循環產生。

3.3 形成條件與影響因素

崩塌、滑坡、泥石流的發育分布于地質環境條件、降水、植被及人類工程活動強度等密切相關[4]。

3.3.1 地貌特征

崩塌、滑坡、泥石流等地質災害發育密度與區域地形地貌呈正相關。泰山景區中山區地形起伏大，地勢陡峻，巖石裸露，節理、裂隙發育，發育密度最大，丘陵區次之，再是低山區；發育數量以丘陵區最多，這主要由于丘陵區是人類重要的居住、活動場所，工程建設活動相對強烈等有關[5]。

(1)崩塌與微地貌。中山區崩塌危巖體多分布于坡度大于60°的陡峻山坡或峭壁，山坡前緣或陡壁巖石卸荷裂隙發育，危巖體多前緣外凸臨空，重心外移，在陡峻山坡面上呈點狀或成片發育，坡面凹凸不平，上陡下緩，發生崩塌時以崩落方式為主。泰山景區內崩塌隱患點最為發育，主要威脅登山游客、古建筑，如泰山上山盤道“江山多嬌”石刻處上方危巖體、方臺子―碧霞祠兩側巖壁危巖體。丘陵區崩塌危巖體多位于山坡坡腳或挖坡形成的裸露巖石陡崖處，一般呈孤立點狀發育、危巖體脫離母巖體，前緣臨空、地形坡度大于30°，發生崩塌時呈滑落方式，崩積物大都堆積于坡腳，如泰山景區大津口鄉栗杭村李正剛家大門口危巖體。低山區崩塌危巖體多位于山坡坡頂或坡面，山坡形態常表現為凸坡。坡頂、底高差20～50m，地形坡度30°～50°，坡面不平，發生崩塌時一般沿山坡坡面呈滾落方式，崩積物大都堆積于坡腳，如岱岳區化馬灣鄉段峪村北危巖體。

(2)滑坡與微地貌。低山丘陵區受地形條件限制，因挖坡修路、建房或改造梯田，形成局部斜坡臨空面，坡面松散土石體與下伏基巖存在明顯界面，且未對坡面采取護坡措施，雨季沿接觸界面常有水溢出或濕潤，斜坡土石體下部失去支撐向下滑塌形成滑坡，如戴廟鎮中金山村北、銀山鎮牛莊村滑坡。

(3)泥石流與微地貌。形成泥石流需要一定的水動力條件，部分村莊房屋建于溝谷內或溝口處，雨季遇強降水極易遭受泥石流侵害。區內多數泥石流溝谷上游三面環山，山坡覆蓋厚度不等的風化殘坡積物，山腰以下部位多開墾為梯田；溝谷中游多為狹窄、彎曲、陡深的峽谷，溝床縱坡降大，泥石流形成后可快速流動下泄；溝谷內或溝口處一般建有村莊或居民點，如肥城市潮泉鎮箱子莊泥石流溝谷，1978年引發泥石流，造成11名村民死亡，3人受傷，毀壞民房20余間。

3.3.2 巖土體特征

巖土體是影響地質災害發育的基礎因素，巖性特征對地質災害類型具有明顯的控制作用[6-8]。崩塌危巖體巖性主要為堅硬塊狀變質巖發育42處，占崩塌總數的92%(表2)；堅硬層狀碳酸鹽巖發育2處，占崩塌總數的4%。殘坡積土、土石類發育2處(土崩)，占崩塌總數的4%。

表2 崩滑流與巖土體類型關系統計表

3.3.3 地質構造

區內崩塌危巖體以堅硬塊狀變質巖為主、其次為堅硬層狀碳酸鹽巖，受區域構造影響，巖體內普遍發育多組陡傾及近水平的節理、裂隙，將山體巖石切割成塊度不等的塊體，成為崩塌危巖體的軟弱結構面。各種軟弱結構面與山坡坡面的組合關系，控制著斜坡的穩定性[9]，成為促使崩塌、滑坡發生的重要接觸面。

3.3.4 降水影響

區內地質災害主要發生在每年的6—9月份，多發生在一次暴雨型降水當日(表3)，與降水具有同步發生的特點，這一時期是地質災害的高發期；據對境內主要泥石流災害的統計，降水是誘發泥石流的主動力，尤其是持續性強降水提高了松散土石的飽水程度，更易引發泥石流。

表3 不同降雨等級地質災害發生對比關系

3.3.5 植被影響

泰山景區崩塌隱患點發育密度最高，其中針葉林帶或無林帶、以及植被稀疏的寒武紀張夏組灰巖“岱崮地貌”是崩塌隱患主要發育區，隱患點多、密度大，發生崩塌時因無樹木阻擋崩落速度快、距離遠，造成危害也較大。植被對斜坡上的松散土石體具有固定作用，植被發育良好的斜坡發生滑坡、不穩定斜坡概率較小，無植被斜坡直接接受降水沖刷，發生滑坡、不穩定斜坡概率大。植被對泥石流的形成具有重要影響，其對形成泥石流的物源起固定作用，植被覆蓋率低的溝谷，基巖裸露，降水大部轉化為地面坡流，同時山坡殘坡積層薄，降水極易使其飽和流失成為泥石流物源，稍有降水即可形成泥石流。如新泰市岳家莊鄉南楊莊泥石流溝谷位于侵入巖低山丘陵區，山坡植被覆蓋率小于30%，山麓地帶大部開墾為梯田，2001年7月一次降水159.4mm即發生了泥石流，毀壞農田60余畝。

3.3.6 人類工程活動影響

人類工程活動是誘發地質災害的主要外因[10]。境內低山丘陵區地形起伏大，挖坡修路及建房使山坡坡腳前緣臨空，坡體巖石裸露，受母巖中節理裂隙的影響卸荷裂隙發育極易松動崩落形成崩塌，降水沖刷使坡面土石體失穩形成滑坡；低山丘陵區人類開墾坡田，使原本生長雜草、灌木叢的山坡，成為裸露的松散砂土石裸地，降水極易使其飽水成為泥石流物源，稍有降水即可形成泥石流。

4 防治對策

4.1 崩塌

對于規模較小且具備工程治理條件的隱患點，可通過危巖體卸載、支擋加固、填縫、灌漿加固等簡單工程[11-16]，使其恢復平衡狀態；對于規模較大的隱患點，可通過危巖體卸載、掛網護坡、錨桿加固、修建排水溝等工程，降低崩塌發生的可能。

對于泰山、徂徠山景區內部分陡崖、險石，本身具備景觀價值，可在保證不破壞景觀資源的前提下，采取填縫、支擋等簡單工程進行治理，并做好警示標識，以最大程度減少崩塌隱患對人員造成的威脅。

4.2 滑坡

滑坡的防治首選是避讓，分析滑坡體可能滑塌的方向，將滑坡體下方的受威脅住戶及時搬遷，撤出滑坡可能威脅的區域。其次可采用削坡措施對滑坡體減載，將廢渣堆石土清除外運，消除廢渣堆；在滑坡體底緣修建重力式擋土墻[17-18]，阻擋上部可能產生的滑塌堆積物；在滑坡體后緣及兩側外緣修筑排水溝，引導地表水排出，做好溝渠防滲，避免水滲漏；同時采取撒播草種、移植草皮、栽植樹木等手段，增加坡面植被覆蓋，消減地表徑流和固定松散物質。

東平縣2處滑坡隱患點均采取了上述防治措施，治理效果明顯。要注意的是，工程措施雖大大降低了滑坡發生的可能性，但誘發滑坡的結構面依然存在，后期仍要做好群策群防和專業監測，如有異樣及時預警。

4.3 泥石流

泰安市泥石流隱患點發育數量大，威脅人員多，采取避讓措施所需資金數額大，短期內實現全部脫險難度較大。泥石流的防治一方面要做好群策群防與專業監測的結合，一方面可采取必要的工程措施消除泥石流隱患，對于威脅人員較少，且工程治理投資較大的泥石流隱患點，應以搬遷避讓為首選。

泥石流的發生須具備3個必要條件：物源條件、水源條件和溝床坡度條件，其治理思路與其對應，一是消除物源，二是疏通水流，三是降低溝床坡度。高新區天寶鎮年家峪泥石流，通過修建導流渠將強降水匯集形成的溝谷洪流導入下游主河道中；下港鄉木營村下木營東南泥石流，通過修建穩攔壩，并對溝谷出口河床進行了拓寬，增大了出水面積，有效降低了泥石流對下游住戶構成的威脅；下港鄉勤村火石岔自然村泥石流治理，采取石谷坊、攔擋壩、削坡、護坡、清淤及排導槽等工程措施，在上游形成區和中游流通區修建攔擋工程進行攔截，在中下游采取削坡、護坡、清淤及排導槽等措施進行疏導[19-20]，以最大程度減小泥石流產生的危害。

另一方面，在泥石流形成區要采取植樹造林，加強水源涵養，強化水土保持，穩固土體；禁止在流域內進行濫砍濫伐，保護植被，嚴禁在坡度大于25°的地區進行墾荒種地，在山坡上修建工程時，要保持邊坡的穩定，并且對施工的棄土、棄渣采取水土保護措施，不能人為造成水土流失等固體物質來源，以此降低泥石流發生的可能。

5 結語

(1)泰安市地形地質條件較復雜，崩塌、滑坡、泥石流地質災害多發頻發。全市現有崩塌、滑坡、泥石流隱患點98處，規模以中小型為主。

(2)本文通過對地貌類型、巖土體特征、地質構造、降水、植被、人類工程活動等方面深入闡述了崩塌、滑坡、泥石流的形成條件與影響因素。

(3)按照“以防為主、防治結合、科學減災”的原則，結合泰安市崩塌、滑坡、泥石流發育特點，分別提出了防治對策，為泰安市防災減災工作提供了重要的理論和技術依據。