董海龍,黃 奔
(浙江省地礦科技有限公司,浙江 溫州 325006)
雁蕩山風景區地質環境復雜,隨著近幾十年來景區開發,巖嶂崩塌地質災害已成為風景區最主要的一種地質災害。國內外最直接、最常見的調查方法是崩塌變形跡象調查。巖嶂崩塌工程防治本質是對巖嶂地質體的工程地質進程進行改造和控制,發展方向趨向有益。雁蕩山風景區巖嶂崩塌地質災害地域性規律研究的廣度和深度嚴重不夠,比如缺乏景區崩塌分布圖和預測圖;對崩塌的形成原理研究不夠,這使得個別崩塌難以徹底治理。所以,探究雁蕩山風景區巖嶂崩塌具有重要的實踐和理論價值;并對景區周邊鄉鎮的巖質崩塌防治及研究工作形成較大的參考意義。[1]
樂清市境內分布雁蕩鎮的北雁蕩山景區和白石街道的中雁蕩山景區,本文范圍為北雁蕩山景區和中雁蕩山景區,隸屬于浙江東南沿海中山、低山和丘陵山區,景區地勢大致呈東部低西部高,低山和丘陵區位于景區西部,樂清灣位于雁蕩山景區東部,主要為海積成因的平原、灘涂。雁蕩山山脈大致為北東至南西向分布,景區大體分布在海拔高程500m 到600m,最高的山峰百崗尖海拔1056.5m。
公園屬亞熱帶海洋性氣候,雨量充沛,年平均降雨量1935.6mm,年最大降水量2127mm,7~9 月受臺風影響多雷陣雨或大暴雨,雨量占全年33%~40%。2019 年“利奇馬”超強臺風,樂清北雁蕩3 小時雨量232mm,是有記錄以來樂清全市區域站3 小時雨量最大值,百年難遇。[2]
雁蕩山世界風景區位于華南褶皺系浙東南褶皺帶的溫州-臨海拗陷之東南部,界于黃巖-象山和泰順-溫州斷拗之間。主要區域性斷裂有北東向的溫州-鎮海大斷裂、泰順-黃巖斷裂和北西向淳安-溫州斷裂。區域以北東走向斷層最為發育,此為北西走向和近東西走向斷層,構成區內的主要構造骨架。公園內總體發育NNE 向和NW 向斷裂,其中巖嶂發育垂直狀節理。
雁蕩山景區是形成于火山四期爆發,四個巖石地層的結構單元從下往上依次分布。景區火山大爆發伴隨著巖漿侵入、侵襲,隨之一個侵入單元單獨分布。
雁蕩山景區強烈爆發的第一期,至今大概1.28 億年前發生,高溫火山碎屑流沿著地面快速流動,低硅流紋質熔結凝灰巖隨后便堆積于上,火山碎屑流相屬于第一巖石地層單元。分布在東起響嶺頭,西到燕尾漂等雁蕩山景區。該處的地形地貌特征為緩坡和斜坡,海拔高程<500m,在雁蕩山景區外圍分布,為防御夏秋季的臺風和東海海水入侵構成天然屏障,雁蕩美景得到良好保護和掩蔽。
山體地下的巖漿在第一期的火山大爆發后被大量排空,火山塌陷開始發生,火山休眠期來到,大致時間又過去七百年,雁蕩山火山再一次噴發也隨之而來,雁蕩山第二巖石地層單元是噴溢相,為巖漿平靜溢流和浸出形成流紋巖層和流紋巖穹。流紋巖大量流動,在此期間保存過程中產生的地質發生現象,巖流中部的斑狀地質結構分布于巖石巖流頂部的流紋構造,巖流下部的角礫狀地質結構分布在巖流中下部和中上部的球泡地質構造,包括巖石地質課本的流紋巖類的各種巖石,有球泡流紋巖、斑狀流紋巖、自碎角礫(或集塊)熔巖等。有規律地出現在地質剖面上,多次噴溢流動和冷卻條件的差異明顯顯示。塊度達0.2×0.9m至0.2×0.15m 的流紋巖塊在集塊或角礫熔巖中含有,膠結質流紋巖。該類角礫石與集塊石經過長久風化及剝蝕之后,容易形成巖石孔洞,景區巖石洞穴的形成基本為巖層及巖石局部崩塌而成。并且隨處可以看見景區分布,最明顯的以大龍湫沿線球形氣泡和流紋狀巖石,流紋巖大世界也是雁蕩山景區的地質名片。
雁蕩山第二巖石地層單元疊加在第一巖石地層單元之上,在火山內環分布,北至仙姑洞、仙橋,轉至東部的五峰山下、經靈峰、靈巖,西到大龍湫等景區。雁蕩山地質風景特色地貌的主要發育在這片巨厚流紋巖區域。非常壯觀的雁蕩山的瀑布、巖洞、山峰等景觀大部分都是在此地質基礎上形成的。
火山碎屑流相、空落相為雁蕩山第三巖石地層單元,第三期火山噴發的產物,形成原因是雁蕩山局部火山噴發,伴有少量巖漿的溢流,火山凝灰巖、火山熔結凝灰巖并夾有流紋巖為其典型性巖石。仰天斗的下部與沙帽峰至方洞、靈峰底座現在是可以看到的。在方洞景區外側的公路等區域還分布帶條狀沉積巖的火山巖,是其最典型的巖石。
第四期火山噴發即為雁蕩山第四巖石地層單元,在雁蕩山火山再一次強烈噴發又發生了,流紋質的熔結凝灰巖,個別為凝灰熔巖等巖石在景區產生。最高處分布這一巖層。高處的銳峰、柱峰和小型峰林多發育在此。在靈峰景區看夜景,這期噴發巖石就是夫妻峰的頭部。
雁蕩山火山經過了上述總共四期的噴發之后,火山巖漿失去再次有力噴發的能力,巖漿中央侵入體順著原火山噴發中心侵入并形成,侵出相即為巖漿侵入單元,巖石地層巖性為斑狀的石英正長巖,主要分布區域在火山的中部,經過不斷抬升和剝蝕,6 個大小不同的巖石在此出露,可能與地下的巖體是相連的,第四巖石地層單元的熔結凝灰巖與正長巖于雁湖之南坡為侵入接觸關系。[3]
景區已發生的崩塌地質災害中崩塌規模以小型為主;根據崩塌物質主要為巖質崩塌,按巖石類型主要為火山巖巖質崩塌。
觀音洞在雁蕩山梅嶺西麓,觀音洞歷史極為悠遠,始建于1106 年,距今900 多年。觀音洞為巖嶂被一垂直的斷裂切割,導致巖石破裂、破碎發生,這些巖塊破碎碎塊,并且經歷長久的風化逐漸剝落,進一步擴展成景區巖洞。巖洞的平面形態整體上呈直立狀,洞高遠大于洞寬,洞壁則較為規整,站立洞口仰望,極其陡險。觀音洞巖嶂以噴溢相的流紋巖為主,巖石為中風化的巖石,塊狀~整體塊狀為主,巖體較為完整,巖體質量等級為Ⅱ。節理:(1)165°∠85°,延伸>5.0m,間距>1.0m,面閉合光滑為主;(2)60°∠60°,延伸>1.0m,間距>1.0m,面閉合粗糙為主。
臥龍谷位于海拔高程約225m~240m 的山谷,相對高差377.5m,斜坡地形整體陡峻,陡崖地貌發育,斜坡為雙面巖嶂的南面,巖嶂平均坡度達60°~65°,長約百米,平視之如城墻。巖嶂分布流水風化剝蝕而成的洞穴。2011 年7 月11 日晚上10 點受持續強降雨影響,臥龍谷小龍湫瀑布東北側240m 處陡崖發生崩塌,崩塌發生的陡崖高約70m,陡崖近乎直立。崩塌發生位置高差約15m,屬墜落式崩塌,崩塌體方量5m3~6m3,最大塊石1m3~2m3,巖性為強風化的熔結凝灰巖。崩塌體造成陡崖下部的三間管理房屋頂被毀。巖嶂出露的巖體為完整的中等風化基巖,塊狀~整體塊狀,巖體質量等級為Ⅱ。節理:30°∠80°,280 ∠80°,面延伸>1.0m,間距>1.0m,面粗糙閉合為主。
區域地貌類型屬中低山區,玉甑峰海拔高程為599.2m,斜坡頂部海拔高程為596.3m,斜坡頂部地形較平緩。玉虹洞位于懸崖中上部,玉虹洞地面所在海拔高程約550m,與頂部相對高差約50m。玉虹洞洞高41m,前寬40m,后寬34m~40m,占地1500m2。出露的前第四紀地層為早白堊世火山熔巖(K1xp),灰白、灰黃,中等~微風化,具流紋和塊狀構造。崩塌以洞室及巖壁坡表風化強烈的巖石崩落為主,單體方量為0.1m3~1.0m3為主,巖性為強風化凝灰巖,次棱角狀為主,造成房屋等受損,歷盡數百年均有發生。洞口撐子面主要發育的節理有:120 ∠88 及240 ∠88、90 ∠88,面延伸0.3m~1.0m,間距0.1m~1.0m,閉合為主,局部微張。
1.羊角洞景區方山熔巖臺地的四周陡崖為崩塌提供絕佳的地形條件,近直立的地形坡度,發育的熔巖發育垂直節理和近水平節理,節理切割巖體使局部巖體形成危巖或浮石等,高達幾十米及延伸上公里的熔巖為崩塌源,在順節理崩塌而成的巖洞,及在崖下修建的道觀等。羊角洞景區部分景觀因崩塌而成,存在崩塌的先天地形地貌及地層巖性條件,存在崩塌隱患,模式為掉塊等,單體方量為幾立方米~上百立方米,規模為小型。
2.羊角洞景區-雙龍谷景區,地貌類型為丘陵,景點兩側山體發育陡崖地貌,近直立,高差達40m~50m,崩塌地形佳,巖壁分布流紋質玻屑凝灰巖,風化弱,巖石堅硬,發育垂直節理和近水平節理。調查可見近期崩塌后在巖壁上形成的新鮮面,在坡腳處可見崩塌堆積體,堆積無序,單體方量2m3~10m3為主,次棱角狀,規模為小型[4]。
斜坡陡崖分布在斜坡的上部海拔高程約400m 的區域,陡崖疑為斷層崖,區域分布北北東向斷裂,其次為北西向斷裂。陡崖處巖石節理:(1)210°∠75°,延伸>1m,間距>1m,面閉合為主;(2)300°∠75°,延伸>1m,間距>1m,面閉合為主。陡崖受斷裂影響,崩塌方向與房屋相關的為北西向,陡崖主要位于G1 沖溝的北側。崩塌物一般會堆積在G1 沖溝等地形低洼等,而房屋整體位于山脊的下方,崩塌越過G1 沖溝直接對房屋造成影響危險性小。
雁蕩山世界風景區主要為火山巖巖質崩塌,崩塌分布規律、形成條件及影響因素基本一致。
從公園已發生的火山巖崩塌來看,主要發生在堅硬塊狀流紋巖巖組,發生區主要為低山區,崩塌體主要為雁蕩山火山第二期噴溢的流紋巖;海拔在600m 以下;其次為雁蕩山火山第三、第四期噴發的凝灰巖,熔結凝灰巖,海拔在600m~800m。崩塌主要發生在陡崖(巖嶂)發育區域。
公園崩塌地質災害的發生于發展具有明顯的時段性。絕大多數崩塌均發生在臺汛降雨量較大的時候,在空間上為偶發性,群發不明顯等特征。崩塌形成的重要條件為地質構造,有利的地形條件為崩塌地質災害形成的必備條件,而地質構造則為其提供,巖嶂地形陡峻,陡崖地貌較為發育,北東向斷裂發育,為巖石提供優勢結構面。
工程治理措施、生物綠化措施和監測預警預報等為雁蕩山風景區崩塌地質災害防治的主要工程措施。
在景區內應嚴禁破壞植被,通過種植樹木,提高景區森林的覆蓋率,雨水滲入可以減少,水土可以保持,以達到提高景區景色與防治地質災害的雙重目的和效果。
監測大致可分為兩種,一種為人工和肉眼等宏觀,另外一種為儀器設備的微觀監測。人眼宏觀監測即為人通過行走和人眼感觀系統直接觀測位移和形變等情況,即為簡易的監測,儀器設備微觀監測是借助預警預報設備,如GNSS、管式含水率儀、傾角加速度計等儀器監測獲取巖石的各種位移、變形破壞等信息資料,儀器監測較為精準且不間斷監測。人眼宏觀監測可以采用簡單、方便的方式、方法,派專人定時及不定時觀測及測量巖石變形破壞的垂直、橫向及水平位移,觀察巖塊及巖石掉塊、滾石、聲動等。微觀儀器監測優先應選擇破壞嚴重,規模較大,危害較大的巖嶂巖石、巖塊等掉塊崩塌地質災害區域進行,普遍且常用方法有單一的災害聲控器、應變儀或大地形變測量法等,變形體的空間應變、形變等變化借助儀器獲得[5]。雁蕩山世界風景區崩塌地質災害具有規模小、分布廣、危害較大等特點,一般建議以宏觀監測為主、微觀監測為輔。
有建筑物分布且有人員活動,人員不能躲避或者其他措施預防無效的情形下,主要針對已有災情、險情的崩塌災害體,建議采用必要的工程治理措施制止崩塌災害的擴大或發生。雁蕩山景區一般常用的方法有削(清方、削坡)、護(支擋、護坡)等工程治理措施。作為雁蕩山風景區,一般采用幾種同時使用,以取得較好的治理效果。
1.雁蕩山世界風景區崩塌為主要地質災害,崩塌規模以小型為主,主要為巖質崩塌。
2.崩塌的發生與發展具有明顯的時段性和區域性。
3.崩塌防治措施主要有生物措施、監測預報、工程治理措施等。