李治
摘要:地质灾害在城镇发展过程中具有严重的破坏性。文章以广东河源市龙川县贝岭镇雁化村滑坡地质灾害为例,对其特征及其成因进行了系统分析,希望以此为据引起相关部门重视,制定相关治理措施,保证人民正常生活。
关键词:滑坡;地质灾害;雁化村
1.勘查任务来源
2019年6月9日至14日,龙川县出现持续性强降水,全县24个镇352个村不同程度受灾,贝岭镇雁化村是重灾区之一。据现场调查,贝岭镇雁化村出现连片山体滑坡,造成多处房屋、道路、桥梁、电力等设施受损,另据统计,截至6月24日,雁化村受损房屋15间,造成直接经济损失约625万元。雁化村滑坡群所在边坡稳定性差,潜在威胁43户207人,潜在经济损失约2000萬元,根据《广东省地质灾害隐患点特征认定和灾害分级标准(试行)》,灾害险情等级为大型。为了防治滑坡地质灾害,确保人民群众的生命和财产安全,根据国务院《地质灾害防治条例》《广东省地质环境管理条例》《关于加强地质灾害防治工作的决定》等的规定和要求,龙川县政府、县自然资源局等相关职能部门拟对该滑坡地质灾害进行治理工作。
2.项目背景概况
雁化村隶属河源市龙川县贝岭镇管辖,位于龙川县贝岭镇北部,南临麻布岗镇,北临细坳镇,来往龙川县的交通较为便利,距龙川县城约97km,驱车约2h。龙川县境内交通较为发达,以公路、铁路为主,水运为辅。梅河高速公路、国道G205由西向东从县境内南部通过,京九铁路、广梅汕铁路在龙川县城老隆交汇。
龙川县属亚热带季风气候区,具有季风明显,光照充足,雨量充沛的特点。由于县域呈南北狭长地形,南北气候、雨量分布很不均匀。具有春暖迟,秋寒早,降雨集中等特点。根据近八年气象资料统计(2011年~2018年),米贝村所在的贝岭镇年平均降雨量1496.91mm,丰水年达 2350.60mm(2016年),枯水年为1019.50mm(2011年),月最大降雨量达454.90mm(2015年5月)。2019年6月9日20时至14日20时,贝岭镇累计降雨272.40mm,小时最大降雨量48.4mm。
3.研究区地质环境条件
3.1地形地貌
雁化村所处地貌单元属于丘陵地貌,山势陡峭、山峰尖锐呈圆锥状,“V”型谷居多,地形切割强烈,相对高差50m~ 100m,地形坡度25°~50°,植被发育。雁化村总体地形为四周高中间低的山间谷地。地势由北向南逐渐降低,当地村民大都开挖山体建房,形成众多近乎直立的人工边坡,人为活动对原始地形地貌影响较大。
3.2地层与岩性
龙川县境内地层主要包括元古界震旦系、古生界泥盆系、石炭系、二叠系,中生界三叠系、侏罗系、白垩系,新生界古近系和第四系,主要分布于境内的中北部、县城南部及东部县境附近。岩性主要为沉积碎屑岩类、火山碎屑岩类、变质岩类和松散岩类,出露总面积1410.85km2,占全县总面积的45.67%。除此之外,龙川县还大面积岀露中生代酸性侵入岩,岩性以花岗岩、花岗闪长岩为主,花岗岩、花岗斑岩、二长花岗岩、石英二长斑岩次之。
3.3地质构造
龙川位于赣闽隆起区,处于南岭纬向构造东亚带与新华夏系东江断裂带的交汇处,由于经历了加里东期以来的多次构造运动影响,褶皱和断裂较发育,形成以北东向构造为主,北西向、东西向为辅的构造体系格局。
4.研究区水文工程地质特征
4.1水文地质条件
研究区边坡主要为残坡积粉质粘土及全强风化花岗岩组成,属于中等偏弱透水地层,富水性差。勘探孔ZK3、ZK6、ZK11、ZK12测得稳定水位1.8m~16.0m,水位随季节变化较大;其他勘探孔未见地下水。
研究区地下水补给主要为大气降水,以地表径流形式排出,部分渗入地下。地下水主要沿节理裂隙通道向冲沟、山间沟谷排泄,部分以蒸发形式排出。地下水位变化主要与区内降雨密切联系,具有季节性和时段性变化,同时受地形控制。研究区边坡地下水埋深变化较大,对边坡影响相对较大,研究区水文地质条件中等。
4.2工程地质条件
4.2.1岩土层结构及特征
勘查边坡基岩主要为花岗岩,该坡体的岩层风化强烈,表层主要为残坡积土。根据钻探孔揭露,研究区内岩土层按地质年代和成因类型自上而下可划分为坡积层(Q4el+dl)和全、强风化风化岩,各岩土层的分布和特征如下:
粉质粘土:
(3-1)层粉质粘土:呈红褐、黄褐色,稍湿,可塑,主要以粉黏粒为主,土质较均匀,干强度中等,层顶见少量植物根系。该层主要分布于山坡及山顶表层,坡积形成。大部分钻孔均有揭露,揭露厚度0.50m~11.50m,平均厚度4.7m。
(3-2)层砂质粘性土:主要由粘性土和少量石英及角砾组成,石英颗粒粒径约1mm~2mm,含量约为20%,韧性及干强度中等,刀切面较粗糙。该层主要分布于山坡及山顶表层。局部有揭露,揭露厚度2.00m~9.00m,平均厚度4.56m。
4.2.2基岩及风化带
研究区的下伏基岩为晚侏罗世花岗岩(J3γ),在本次勘探揭露深度内,按岩石的风化程度及岩体裂隙的发育程度,揭露到全、强风化岩带,分述如下:
(4-1)全风化花岗岩:该层呈黄褐色、灰褐色,岩石风化剧烈,原岩结构尚可辨,除石英外其他矿物已被风化,岩芯呈坚硬土状,遇水易软化、崩解。大部分钻孔均有揭露,揭露厚度0.80m~18.90m,平均厚度5.39m;。
(4-2)强风化花岗岩:该岩带呈灰褐色,岩石风化强烈,原岩结构清晰可见,岩芯呈半岩半土状,局部呈碎块状,岩石被铁质浸染。大部分钻孔有揭露,揭露厚度2.00m~ 28.0m,平均厚度8.89m。
(4-3)中风化花岗岩:呈青灰色,岩石风化中等,主要矿物为长石、石英、云母,见铁锰质。岩芯呈短柱状,钻孔均有揭露,揭露厚度0.30m~1.70m,未揭穿该层。
5.地质灾害特征及成因
5.1地质灾害类型与特征
滑坡现状:据调查走访,本工程位于所处地貌单元属于低山丘陵地貌,总体地形北高南低,起伏较大,雁化村坐落山坳中,自然坡度约25°~50°,自然坡高约30m~80m。损毁房屋15间,威胁房屋43户,威胁群众207人,潜在经济损失约2000万元,属险情大型地质灾害。坡面植被较发育,坡顶种植杉树,坡脚有水泥道路。滑坡、崩塌发生后,政府相关主管部门已经在地灾隐患点周围设置了地质灾害危险区警示牌。
经调查,本次发生地质灾害的地段属于山体边坡坡脚地带,处于山体边坡缓坡与陡坡过渡地带,为残坡积层浅层滑坡、崩塌,其特点是滑体由基岩风化壳、残坡积土等构成,沿基覆界面或残坡积层内部滑动,滑移速度较快,诱发原因为强降雨。地表植被发育,以杉木、灌木为主。
(1)雁化村1#滑坡:长约66m,宽约45m,坡厚2.7m,面积约2970m2,体积约8019m3。坡度34°,坡向128°。滑坡平面形态呈舌形,剖面形态呈凹形。山体有房屋一侧边坡发生滑坡,已损坏2间房屋,未造成人员伤亡。影响田地。潜在威胁3户居民,常住人口7人;坡面植被以灌木、杉木为主。
(2)雁化村2#滑坡:研究区位于长山下村西北方向的居民房后,长约24.1m,寬约27m,坡厚5.3m,面积约3182m2,体积约16864.6m3。坡度57°,坡向95°。滑坡平面形态呈舌形,剖面形态呈凹形。坡面植被以灌木、杉木为主,坡顶由于砍伐,植被主要为灌木,坡体后缘由于滑坡拉张,有近0.3m的土体悬空。山体有房屋一侧边坡发生滑坡,已损坏1间房屋,未造成人员伤亡。影响田地。潜在威胁1户居民,常住人口13人。
(3)雁化村3#滑坡:长约11m,宽约12m,厚约1.2m,体积158.4m3;屋后切坡滑坡,长约10m,宽约8m,厚约1.2m体积约96m3。滑坡平面形态呈舌形,剖面形态呈直线。山体有房屋一侧边坡发生滑坡,已损坏1间土房,未造成人员伤亡。影响林地。水泥路边缘泥土被镂空。潜在威胁4户居民,常住人口20人;该处滑坡由于道路的修建,而形成半路堤式公路,由于6月份的强降雨使得道路远离山体的路堤处填筑路基发生滑塌,从而威胁坡脚下的居民安全,且由于修建道路而开挖的山体稳定性发生改变继而引发山体的滑坡,威胁道路行人的安全。
5.2地质灾害灾情与险情
据调查,贝岭镇雁化村是重灾区之一,出现连片山体滑坡,造成多处房屋、道路、桥梁、电力等设施受损,另据贝岭镇救灾指挥部统计,截至6月24日,雁化村受损房屋15间,造成直接经济损失约625万元。雁化存滑坡群所在边坡稳定性差,潜在威胁43户207人,潜在经济损失约2000万元,根据《广东省地质灾害隐患点特征认定和灾害分级标准(试行)》,灾害险情等级为大型。
5.3地质灾害的成因分析
5.3.1滑坡的形成条件
(1)地形地貌条件
龙川县的滑坡、崩塌地质灾害主要发生于低山、丘陵区,主要发生在地形切割强烈、边坡陡峻的斜坡地带。当地村民大都开挖山体建房,形成众多近乎直立的人工边坡,人为活动对原始地形地貌影响较大。
(2)工程地质条件
根据勘查,发生滑坡的人工边坡岩土体主要为粉质粘土及全风化花岗岩。其中粉质粘土呈可塑状态,工程性能差,全风化花岗岩岩块和坡残积土的均匀性较差,长期在大气降水的渗入情况下,土体的含水量趋于饱和,土体的抗剪强度随之变小,导致土体的抗变形能力变差,极易产生渗透变形、滑坡,不利于边坡的稳定。
另外全风化花岗岩的岩体结构强度低,透水率较大,浸水后易于软化,抗变形能力差,由于风化作用节理裂隙发育,物理力学性质变差、土体抗剪强度变低的特性,这种特点为滑坡地质灾害的发生提供了有力的物质条件,遇上雨季则易在土体自重和雨水冲刷作用下沿节理裂隙面向下滑动形成灾变。
(3)降水影响
降雨对滑坡的作用是一个动态过程,连续强降雨使岩土体浸泡及孔隙裂隙充水饱和,增加岩土的含水量、增大岩土体容重、软化岩土、降低岩土体抗剪强度,比重增大,降雨渗入到风化岩土体之下的土岩界面,降低了接触面的抗滑性质,与此同时,降雨使地下水位明显上升,增大了地下水的动水和静水压力,使斜坡稳定系数减小,导致滑坡地质灾害的发生,未来可能继续发生滑坡地质灾害。
滑坡的活动与降雨关系密切,每年雨季以来,强降雨经常发生,是导致滑坡活动的主要激发因素。在长时间或强降雨条件下,不仅使表层土体饱水软化,而且入渗后沿软弱面径流排泄,降低了土层间的摩阻力,土体自重增加,抗剪强度降低,容易引起滑移变形破坏。
5.3.2滑坡的产生机理
雁化村滑坡群均为浅层土质滑坡,滑坡体位于山体斜坡的表部,其是在特定的地形地貌、地层岩性和降雨形成的地下水共同作用下的产物。
滑坡早期呈蠕动变形状态,主要是由于滑坡体物质为残坡积土层和全风化花岗岩,处于高陡的斜坡上,且前缘有临空面,在长期的降雨及干湿交替作用下,岩土体应力不断进行调整,滑坡体向临空面发生变形,在滑坡体中、后部产生拉张裂隙,随着变形的增加,拉裂缝逐渐向滑坡体深部扩展,伴随着雨水沿裂隙面下渗,在渗透压力的作用下,拉裂面最终与滑坡体潜在滑移面相连,形成滑坡。诱发因素主要是连续的强降雨作用,滑坡整体具有突发性,其形成可分为以下三个阶段:
蠕滑阶段:滑坡变形初期局部产生蠕滑变形,在坡体表层形成一些横向裂隙,滑坡裂隙缓慢扩大。
拉裂—扩张阶段:滑坡变形中期剪切位移向滑坡体深部延伸,中、后部的张裂隙进一步扩展。
剪断—剧滑阶段:滑坡剧滑前遇强降雨,降雨大量沿裂隙下渗,在渗透水流动水压力的持续作用下,滑坡体物质产生剧烈滑动。
根据滑坡的形态特征、物质组成、变形破坏特征对滑坡稳定性进行定性分析:雁化村滑坡群均为土质滑坡,在天然状态下处于基本稳定状态;今年雨季变形强烈,根据现场调查,滑坡中后部的错落陡坎、坡表的裂缝痕迹新鲜,这些迹象表明滑坡的变形近期发展较大,在暴雨或持续降雨条件下,研究区滑坡处于蠕滑或滑动变形状态,其稳定性处于不稳定状态,随时会发生滑动破坏。由于滑坡前缘为村民房屋,滑坡的危害严重,同时,滑坡发生的时间和空间又具有不确定性和偶然性,给滑坡的防范带来很大的难度。
6.研究区地质灾害防治原则
首先以因地制宜、经济合理及科学有效的方针为指导,根据滑坡地质灾害区的现状及周边环境状况,结合滑坡地质灾害区的地质环境条件、工程地质条件、水文地质条件,提出削坡+钢筋混凝土喷锚+截排水沟+监测方案。
削减边坡,坡面采用挂钢筋混凝土喷锚进行支护,在边坡上方修建截水沟,加快坡顶雨水排泄,坡脚处修建排水沟,排泄坡脚积水,减少降水对边坡工程的不利影响。经相关费用对比,龙川县贝岭镇雁化村西北侧滑坡拟采用以上方案,分段进行治理。
参考文献:
[1]包永兴.边坡稳定性分析中主要影响因素的判别[J].四川水利, 1998, 19(3): 49-52.
[2]张龙飞.晋中至太原城际铁路沿线地质条件分析[J].城市地质, 2016, 11(03): 54-58.