■雷遠征
(廣東省核工業地質調查院廣東廣州510800)
德慶縣地質災害形成條件分析
■雷遠征
(廣東省核工業地質調查院廣東廣州510800)
本文通過對德慶縣地質災害點的詳細調查,根據地形地貌、地質構造、地層巖性、降雨量、人類工程活動五個方面與地質災害發育關系的統計結果,闡明了德慶縣地質災害(本文主要針對滑坡和崩塌)形成的幾個主要影響因素,提出自己的觀點。
地質 災害
1.1 坡形與地質災害形成的關系
地貌是地球內、外作用形成的地表起伏形態。地貌條件決定了邊坡形態,對邊坡的穩定性有直接影響。邊坡的高度、坡度與邊坡的穩定性有著密切的關系。高陡斜坡通常比低緩坡地更容易失穩而發生滑坡。工作區的北部、東部、南東部以及西部,屬于丘陵~低山地貌,這些區域的地形特點是有環谷地形和山間谷地有利于堆積物的堆積和地表水、地下水的匯聚。山坡坡度較大,多大于30°以上,人工斜坡部分達60~80°,相對高差>100m。山區農村建房削坡形成有許多不穩定斜坡,絕大部分坡面呈裸露狀,這些人工斜坡是滑坡、崩塌提供了理想的地形條件。
坡形對地質災害形成的控制是通過影響重力勢能和匯水條件等兩個方面實現的。從空間上講,坡形為階梯型形((特別是下陡中緩上陡))的山坡和上部成環谷地形及山間谷地(有利于匯水)更容易滑坡,工程地質條件類似的情況下,平面呈凸形的比凹形的邊坡更不穩定。根據坡形與地質災害關系統計表(表1),滑坡災害點主要分布在階梯型斜坡和直線型斜坡上,分別占總數的45.8%和41.6%;直線型斜坡和階梯型斜坡主要為人工削坡,這兩種斜坡類型發生滑坡災害,有自然因素,也有坡腳開挖的人為因素,可見滑坡災害的發生人為因素占大多數。

表1 坡形與地質災害關系統計表
1.2 坡度與地質災害的關系
根據斜坡坡度與地質災害關系表(表2),滑坡災害點主要分布在坡度30~50°區間,共有36處,占總數的75%;崩塌災害點主要分布在坡度40~80°區間,共有57處,占總數的96.6%。
坡度對地質災害的發生有很明顯的控制作用。坡度不同,不僅會影響斜坡地質體重力穩定性,也影響到斜坡的變形失穩模式。根據坡度與地質災害發育關系的統計調查數據顯示(表2),當邊坡坡度在30~50之間時,極易發生滑坡;當邊坡坡度在50~80之間時,極易發生崩塌。

表2 坡度與地質災害形成關系統計表
工作區內大地構造位于華夏陸臺的南嶺準地槽西南部與閩浙地臺西南部接壤處,屬多旋回造山區。地質構造運動和巖漿活動頻繁。構造形跡褶皺、斷裂均較發育。斷裂構造自加里東期形成之后,又有海西、印支、燕山期地殼運動的多次疊加。廣泛發育有北東向斷裂構造,常與北西向或近南北構造互為配套,形成有“菱型”巖石(層)破碎區域或夾持區域,由于多次構造運動的疊加引起的巖石(層)完整性破壞,破碎區域內斷裂、褶皺、節理、裂隙等結構面發育,使得巖石強度降大大低,有利于風化及地下水的作用的進行。這些結構面由不同物質膠結,形成相對透水與不透水層,斜坡地段的斷層、褶皺形態、巖層產狀及節理等本身往往就是軟弱結構面,構成滑動面或滑坡周界,直接控制斜坡變形破壞的形式和規模。
調查成果顯示,工作區內回龍鎮、悅城~九市鎮一帶最為典型,北東向、北西向、近南北走向斷裂構造帶極其發育發育,地質災害密集帶走向與斷裂帶走向基本一致,地質災害分布受大斷裂構造帶控制,構造帶及兩側附近(特別是斷層的上盤)巖體破碎,風化層厚度增大,雨季地下水交替活動頻繁,巖、土體強度減小,使滑坡、崩塌地質災害多發、高發,地質災害呈現出沿構造走向展布的特征,區域地質構造對地質災害的形成發育有著明顯的控制作用。一是控制地貌的形成,在低山地貌、丘陵區,臨空面發育,易于發生崩塌、滑坡等地質災害;二是改變了巖土體的結構、降低了巖土強度,有利于風化及地下水等作用的進行。在褶皺軸部、轉折端,斷裂帶及其附近區域,風化層厚,巖石破碎,裂隙發育,是地質災害的多發區。通過下面的統計結果,也可以說明德慶縣地質災害發育分布與斷裂關系較密切。

表3 地質災害點沿構造帶走向展布一覽表
德慶縣境內東中部、西南部地區的地層主要由震旦~寒武系變質巖(還有什么巖,添加)組成,層內軟弱夾層發育,變質作用產生的泥質板巖、片巖、千枚巖巖層中含有大量親水粘土礦物,如蒙脫石、伊利石、高嶺石等,它們在地下水等內外營力的作用下,易形成土狀或泥狀的軟弱層,強度極易降低,成為潛在的滑動面;奧陶紀~侏羅紀晚世花崗巖、閃長花崗巖、花崗斑巖等,由于其結構破碎后,其中的長石、云母等礦物在地表的內外營力作用下,極易風化,一般都形成有孔隙度大、滲透性強、厚度不等的殘、坡積層。下部未風化、微風化巖石(層)成為相對為隔水層,在其接觸部位地下水聚集,從而使上覆土處于飽和狀態,自重增加,抗剪強度降低,進而產生滑動。因此,德慶縣滑坡大多發生在松散土體與基巖的接觸界面或軟硬巖層接觸界面附近。
另外,結構面的傾向對滑坡的發育有重要影響,當結構面(或結構面的交線(面)且交線(面)在邊坡出露)的傾向和邊坡的坡面傾向一致且結構面的傾角小于邊坡坡角時,容易產生滑坡地質災害,而結構面(或結構面的交線(面)且交線(面)在邊坡出露)傾向與斜坡的坡面傾向相反時,則不易發生滑坡。各類工程地質巖組與地質災害發育的關系見表4。

表4 德慶縣地質災害分布與工程地質巖組特征關系統計表
工作區雨季在3~9月份,雨季占本區全年降雨量的83.5%,災害性暴雨都出現在3~9月,這一時期發生的地質災害點占總數的94.5%。素有“十滑九水”的說法,不少滑坡具有“大雨大滑,小雨小滑,無雨不滑”的特點,這就形象的說明了水是滑坡的重要誘發因子,由此可見強降雨與地質災害的形成有密切關系。
水對斜坡穩定性的影響是多方面的:沖刷、軟化、靜水壓力、動水壓力及浮托力等作用。河谷岸坡因水流的沖刷而變得更高、更陡。同時沖刷還可使坡角和滑動面臨空,極不利于斜坡的穩定;降水量達到一定程度后,降水就會沿著巖土中裂縫、孔隙滲入坡體,從而增加上覆土體的重量,增大了下滑力。同時水的軟化作用降低了滑動帶土體抗剪強度;當地下水位升高時,斜坡內不透水巖土底面將受到靜水壓力作用,消減了該結構面上的有效應力,從而降低了抗滑力。當河水位或庫水位水位驟降時,由于地下水位的滯后效應,結構面上存在較大的靜水壓力,則又增大了動水壓力和下滑力,亦常引起斜坡破壞。
人類工程活動是本地區地質災害另一個主要誘發因素之一。多年以來,隨著社會經濟的不斷發展,各種等級的修(改、擴)建公路、削坡建房、興建水利水電工程等人類工程活動也相應多起來。人工盲目削坡,未考慮巖體結構特點,或者切斷了控制邊坡穩定的主要結構面,形成滑動臨空面,使邊坡失去支撐而發生變形破壞;或者由于施工安排不當,破壞自然排水系統,排水不良,使得局部地下水位發生變化,巖土的強度降低,或者是由于施工時坡頂堆載等,使下滑力增大,從而引起邊坡的破壞。根據地質災害點沿海拔高程分布統計表(表5),從空間上,地質災害點主要分布在0~100m海拔區間,共有地質災害點81處,占總數的73.6%,其主要原因是這些區域的人口相對集中,人類工程活動強烈,環山拓寬面積切坡普遍、坡面開墾活動、植被損毀明顯,因此人類無節制的環境的破壞為滑坡、崩塌、泥石流等地質災害發育奠定了基礎。
從平面上據統計,德慶縣由人類工程活動造成的地質災害點有936個。由此可見,人類工程活動強度與地質災害形成有著密切的關系。
地質災害的形成原因是復雜的,通過對德慶縣地質災害點的詳細調查分析,筆者認為德慶縣地質災害點的形成與其所處的地形地貌、地質構造條件、地層巖性、降雨及人類工程活動強度等多種因素有關。地形地貌控制著地質災害的臨空條件;地層巖性是地質災害產生的物質基礎,是影響斜坡穩定的基本因素,不同巖性特征發育的地質災害類型也有所不同;區域地質構造對斜坡(特別是巖質斜坡)穩定性影響十分顯著,斜坡地段的褶皺形態、、斷層和節理裂隙的發育程度及走向直接影響著滑坡、崩塌等地質災害的發育和分布;地表水、地下水的對斜坡的穩定性有顯著影響,是地質災害產生的主要誘發因素;人類盲目活動和工程施工不當均可使周邊環境發生改變,破壞了自然穩定邊坡平衡狀態。這也是引發地質災害的顯著因素之一。不同的地質災害類型,其形成的條件也有所不同。地質災害形成是自然因素和人為因素綜合作用的結果,地形地貌、地層巖性和地質構造是地質災害形成的內在因素,而強降雨人類工程活動是誘發地質災害的外在條件。
[1]廣東省核工業地質調查院.廣東省德慶縣地質災害詳細調查報告 [R]廣州 廣東省核工業地質調查院,2014.
[2]廣東省地質環境監測總站.廣東省德慶縣地質災害調查與區劃報告 [R]廣州廣東省地質環境監測總站,2003.
[3]國土資源部.縣市地質災害調查與區劃基本要求與實施細則 (修訂稿)[R]北京 國土資源部,2006.
F407.1[文獻碼]B
1000-405X(2016)-5-437-2