沙斌
(昭通市水利水電勘測設計研究院,云南 昭通 657000)
昭通市處四川盆地與云貴高原過渡帶,地形南高北低,高差大,山高谷深,溝壑縱橫,地形破碎,人類工程活動強烈,滑坡、崩塌等地質災害頻發。由于作者參加了全市數十座水庫數百多公里渠道的勘測設計,在野外積累了大量有關滑坡、崩塌等地質災害的資料。本文以崩滑地質災害理論為指導,利用網上流行的“狗狗地球”(類似航片)、結合工程實踐,采用地面調查為主要手段,對昭通市地質災害及其隱患的分布、環境地質條件和發育特征進行分析,以期能從個人專業方面為減災防災貢獻微力。
區內突發性地質災害包括滑坡、崩塌、泥石流和地面塌陷。本人所見地質災害點共169處,其中滑坡119處、崩塌46處、泥石流3處。由于作者所經歷的工程區內泥石流較少發生,且1次為礦洞開挖中擊穿古溶洞埋藏地下水后沖刷硐碴所至,而地面塌陷主要存在于煤礦、硫磺礦區及巖溶區,無專門調查,故此兩項敘述簡略。
1.1 滑坡
區內滑坡分為第四系堆積體滑坡、基巖滑坡及堆積體與基巖混合滑坡。第四系堆積體滑坡按滑面發育位置可分為堆積層內滑坡、第四系與基巖接觸面滑坡,如清水河電站木葉街-店子-小河溝特大型古滑坡屬堆積層內滑坡,水富躍進堰金竹坪滑坡屬基巖接觸面滑坡。基巖滑坡按滑面結構可分為順層滑坡、節理裂隙組合面滑坡,如鎮雄縣大水溝水庫左岸料場滑坡為順層滑坡,水富縣銅鑼壩水庫左岸滑坡為節理裂隙組合面全強風化順層滑坡。堆積體與基巖混合型滑坡較少見,鹽津縣油房溝水庫庫區右岸滑坡體前沿為基巖,后緣為殘坡積粘土。
滑坡多為中淺層滑坡,滑體厚度一般在5~25m,其中淺層滑坡57處,中層滑坡46處,大于25m的深層滑坡16處,分別占工程區所經滑坡點數的47.9%,38.7%,13.4%。滑坡以古滑坡和老滑坡為主,占滑坡總數的95.8%,新滑坡7處,新滑坡的發生均與人類活動有關,工程滑坡4處,水田灌溉滲漏及地表水混合引起滑坡1處。工程滑坡主要為斬截坡腳引起,其中牽引式滑坡3處,推移式滑坡1處。
1.2 崩塌
工程勘察中共調查過崩塌點32處,其中基巖崩塌29處,第四系崩塌3處。大型崩塌2處,中型崩塌17處,小型崩塌13處,分別占總數的6.3%、53.1%、40.6%。基巖崩塌以傾倒式為主,坡面卸荷裂隙對基巖崩塌的產物和斜坡變形破壞具有顯著作用;第四系崩塌以錯落式和傾倒式為主。
2.1崩塌滑坡數量多、密度高、變形模數大,規模以中小型為主。作者所參與過的水利工程31個,灌溉渠道及電站引水線路共約516km。共發現滑坡、崩塌及各類斜坡變形點達169處,平均點密度0.327處/km。其中滑坡點119處,密度達0.231處/km;崩塌點46處,0.089處/km;泥石流3處,0.009處/km。具有災害數量多,密度高變形模數大的特點。中小型滑坡、崩塌點總數的86.6%和93.7%,具有規模以中小型為主的特征。
2.2滑坡平面形態典型、剪出口高,力學模式簡單。所經工程區內滑坡平面形態具有明顯的圈椅狀形態,后緣滑壁保留一般較完好,滑體滑移特征明顯,部分滑坡具有典型的雙溝同源現象。滑床、滑帶完整,由于地形陡竣及基巖及節理裂隙面的限制,第四系堆積體、基巖及巖土混合物等易滑地層的剪出口位置相對較高,大部分未及溝谷底部。調查區內滑坡力學模式絕大部分以牽引式為主,即絕大多數滑坡屬于前部受河流側蝕影響,人類不合理工程活動以及在前部產生臨空面各變形,牽引后部土體變形破壞;推移式滑坡僅見面1個。
2.3崩塌規模小、危害大,變形式樣多。崩塌點數量相對較少,以基巖崩塌為主,在金沙江、牛欄江、以禮河、關河等的深切河谷段,分布大量基巖崩塌。崩塌規模雖無大型,但是由于瞬間發生,速度快,不易躲避,因此造成的危害很大,尤其是區內地形陡竣、河谷兩岸山頂至河床高差極大、構造風化卸荷等節理發育,降雨、地震及順河向風暴較多常常導致崩塌發生,造成較嚴重的災害,基巖崩塌主要存在傾倒式和拉裂式兩面種類型,堆積體崩塌變形模式存在傾倒式、錯落式兩種類型。
2.4不穩定斜坡坡度跨度大、坡形以直線型為主,潛在危害嚴重。所經工程區內不穩定斜坡統計結果表明,不穩定斜坡坡度跨度較大,為40°~90°。在不穩定斜坡中,階形坡占 57.2%,直線型坡占29.0%,凹形坡占2.0%,凸形坡占11.8%,階型坡和直形型所占比例明顯較高。不穩定斜坡變形模式既有滑坡的變形模式,也有崩塌的變形模式,加之其分布較廣泛和發生的不確定性,導致潛在危害嚴重。
2.5滑坡誘發因素清楚,宏觀前兆明顯,可預防性較強。在地質災害的控制與影響因素中,地形、地貌、地層巖性、地質構造、斜坡類型、植被以及地下水等一般變化較小,降雨和人類工程活動則是最活躍的因素。市內發生滑坡和崩塌頻次與多年月平均降水量呈明顯的正相關關系;7處新滑坡中有4處與公路建設邊坡處理不當突遇降雨引起,1處由水庫蓄水過程中驟升驟降誘發,1處由開挖不當遇暴雨引起,1處為古滑體上水田灌溉入滲及暴雨綜合引發。地質災害發生前常有某些易為人類感知的斜坡變形或其他伴生現象(后緣拉張和前緣鼓起、變形破壞的聲音、持續暴雨等)
3.1 空間分布規律
地質災害分布規律是其控制因素與影響因素及其形成機理的綜合體現。市內地質災害分布規律嚴格受自然條件和人為因素雙重制約,有相對集中和條帶狀展布的特點。
⑴沿河谷展布規律。昭通市內水系主要有金沙江、牛欄江、以禮河、赤水河及烏江水系,地質災害主要分布河谷兩岸,且從河床至坡頂分段皆有展布,這些滑坡崩塌的發育直截與兩岸地形的陡直有關。在作者所經歷的工程中,漁洞灌區渠道近130公里,但崩塌僅見于小寨支渠三臺坡隧洞出口;滑坡僅見12個,其平均密度0.092處/km,而其余位于以禮河、牛欄江、關河等河岸的渠道所見滑坡平均密度則達0.278處/km,即昭魯壩區所見滑坡密度僅為沿江河谷兩岸的三分之一。這是因為昭魯壩區地形較為平緩而沿江河谷陡竣所至。
⑵沿構造展布規律。區內構造發育,褶皺、斷層發育,沿構造線巖體破碎,節理裂隙發育,尤其是構造線與水系一至時其發育尤盛。水富縣太平鄉一帶屬橫江向斜北西翼,最典型的順層坡。躍進堰沿斜坡中部通過,36km渠道就見大小滑坡33個,平幾乎每km見一個。從“狗狗地球”上看,大型滑坡全是沿河谷岸坡展布的。
3.2 時間分布規律
作者所見的7次新滑坡和5次崩塌中,6次滑坡和5次崩塌全部集中發生在6~9月份的雨季,集中降雨是其主要誘發因素之一。
4昭通水利工程中對于滑坡崩塌的成治理與功利用
很多時候,水利工程無法避免水與災害地質體的聯系,如何治理甚至利用災害地質體便是某些工程成功的關鍵。在昭通水利工程實踐中,以禮河倒虹吸工程采用純水利漿灌注對邊坡加固、大水溝水庫工程采用右壩肩后緣基巖滑坡物質作壩體填筑料、水清壩水庫采用左壩肩沈家坡滑坡后緣土體作大壩填筑料。實踐證明在全面研究、掌握地災體的情況下,災害地質體是可以充分防治和利用的。
在無航片資料時,地質調查中利用網絡“狗狗地球”可作簡單宏觀分析,結合工程實踐,重視地質災害及其隱患的形成地質條件,對地質災害發育與分布規律以及形成機理進行調查是可行的。
降雨和人類不合理工程活動的雙重作用,是誘發地質災害的最積極因素。只有增強防災減災意識,規范人類工程活動,杜絕不合理的工程活動,才能對工程類型和地質環境特征提出一套能夠避免或控制地質災害發生的設計、施工與工程運行的指標。
[1]潘懋,李鐵鋒.災害地質學[M].北京大學出版社,2002年4月第1版.
[2]邊坡工程地質[M].水利電力出版社,1983年4月第1版.
[2]馬武省.昭通市自然災害與防災減災.2001.