王 剛
(貴州省煤田地質(zhì)局一四二隊(duì),貴州 貴陽 550009)
該研究的縣地勢由東到西逐漸增高,南北邊緣地帶散布著脈絡(luò)明晰、綿延展布的兩大山脈,構(gòu)成縣境內(nèi)地形格架,地面起伏平緩,海拔400~600 m??h內(nèi)發(fā)育為滑坡的主要地貌為低山緩坡,坡度20°~40°之間,占75%,小于20°或大于40°的較少,高差80~450 m[1]。
加深對地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)變化規(guī)律及分布位置的認(rèn)識,對相對危險區(qū)域做好相關(guān)防范措施,以達(dá)到防災(zāi)減災(zāi)的目的,成為一個重要的課題。
地表水的作用是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害的主要原因之一,尤其以溝谷及河流中爆發(fā)的洪水為甚。在持續(xù)不斷的暴雨或大雨且雨量集中的情況下,很容易較快形成具有強(qiáng)大侵蝕力、沖刷力的洪水,加之該縣地形切割比較深,落差也較大,在洪水及對流的沖蝕作用下,斜坡坡腳前部的軟弱區(qū)狀態(tài)不斷發(fā)生變化,會使邊坡的臨空面增大,然后斜坡極易出現(xiàn)失穩(wěn)、滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害[2]。該縣已發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)多集中于河流水系范圍(圖1),由圖可知,崩塌、滑坡主要分布在舞陽河及丙溪河主流及其支流兩岸地帶,說明隱患點(diǎn)與水系發(fā)育的規(guī)律有一定關(guān)聯(lián)性。水系形成是由源頭到下游緩慢匯聚的過程,上游多為一些高山峽谷,水流從各支流流向主干流,并在下游匯成一大河流,所以上游水系的動態(tài)密度和頻度都要高于下游;丙溪河、龍江河、混寨河在匯入舞陽河之前,蜿蜒于上游峽谷之中,并強(qiáng)烈地切割了上游山地,形成了很多長且陡的谷坡,有些甚至形成了高大的V字型峽谷。諸如這些地形地貌條件,加之河流沖刷等其他因素的共同作用,才導(dǎo)致該縣區(qū)域滑坡和崩塌的發(fā)生[3]。
通常情況下,地質(zhì)災(zāi)害區(qū)域普遍存在地下水,大多分布在滑坡區(qū)中下部,含水地層在此出現(xiàn),輕則發(fā)生帶狀濕地、出現(xiàn)滑動帶前緣泉水成排現(xiàn)象,重則形成帶狀濕地,這些地下水會影響最開始的含水層,甚至破壞地下水的儲存形態(tài),嚴(yán)重則會分開滑坡區(qū)的上下部分,再加上在基巖中慢慢形成地下水的網(wǎng)絡(luò)通道,滑坡就因此產(chǎn)生。其產(chǎn)生主要是地下水的排泄及在斜坡中活動造成的[4],圖1為地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)與水系分布圖。
圖1 地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)與水系分布圖
地下水的排泄:當(dāng)?shù)叵滤呐判雇緩讲煌〞硶r,地下水的力量不斷累積,產(chǎn)生較強(qiáng)動水壓力,破壞原有邊坡的穩(wěn)定形態(tài)。一般來說,沿裂隙方向發(fā)育的沖溝周圍,邊坡的完整性較好,比較有利于防止滑坡的發(fā)生;反之則穩(wěn)定性差,容易發(fā)生滑坡[5]。
水在斜坡中的活動:該縣內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造較為復(fù)雜,裂隙節(jié)理較發(fā)育,且在斜坡地帶,有較多地下水的網(wǎng)絡(luò)通道(大多是由裂隙、節(jié)理、落水洞等構(gòu)成),比較容易形成上層滯水,乃至潛水。上層滯水會降低斜坡中土體強(qiáng)度,浸潤的土體重量會增加,然后坡體的壓應(yīng)力和剪應(yīng)力狀態(tài)就會發(fā)生變化[6]。
該縣大地構(gòu)造位置屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺與華南褶皺帶的過渡地帶,區(qū)內(nèi)經(jīng)歷武陵、雪峰、燕山等多期次構(gòu)造運(yùn)動,形成了以北東及北東—東向斷裂構(gòu)造為主的基本構(gòu)造格架。
地形地貌的發(fā)育與地質(zhì)構(gòu)造有一定的關(guān)聯(lián)性,故地質(zhì)災(zāi)害作為一種地形地貌的演變過程,是地形地貌對地質(zhì)構(gòu)造響應(yīng)的表征,因此地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的強(qiáng)度直接反映了地質(zhì)構(gòu)造作用的強(qiáng)度[7]。地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育的類型及其分布范圍與區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造有著密切的關(guān)系。區(qū)域地質(zhì)構(gòu)造越發(fā)育的地段恰是構(gòu)造應(yīng)力集中的地段,其巖體的變形、破壞就越嚴(yán)重,這就使得地質(zhì)災(zāi)害容易形成且規(guī)模要大得多,本次排查工作雖未對構(gòu)造形成的斷層和向斜進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查和研究,僅對簡單的相關(guān)關(guān)系進(jìn)行簡易分析,從地質(zhì)災(zāi)害分布與地質(zhì)構(gòu)造的關(guān)系圖(圖2)可以清楚地看到,地質(zhì)災(zāi)害的分布區(qū)與地質(zhì)構(gòu)造帶的分布具有一定的關(guān)系,體現(xiàn)出地質(zhì)構(gòu)造對地質(zhì)災(zāi)害的影響。
圖2 地質(zhì)災(zāi)害分布與地質(zhì)構(gòu)造關(guān)系圖
巖體和斜坡中斜坡臨空面和軟弱結(jié)構(gòu)面對斜坡的穩(wěn)定性起著決定性的作用。據(jù)該縣調(diào)查資料分析,縣內(nèi)以第四系、寒武系地層產(chǎn)生的滑坡地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)較多,該地層中軟弱結(jié)構(gòu)面(蓋層與基巖接觸面、巖層面)較發(fā)育,軟弱結(jié)構(gòu)面易在降雨等自然或人為因素持續(xù)作用下形成破壞面,導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)形成滑坡等地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)[8]。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育情況與地層巖性及地層組構(gòu)密切相關(guān),其主要表現(xiàn)如圖3所示。
圖3 地質(zhì)災(zāi)害分布與工程地質(zhì)巖組關(guān)系圖
調(diào)查區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)育于寒武系下統(tǒng)清虛洞組(∈1q)、杷榔組(∈1p)和木昌組(∈1mc)地層中,寒武系中統(tǒng)敖溪組(∈2a)地層主要發(fā)育地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害,由巖溶頂板局部垮塌引發(fā);板溪群清水江組(Pt3q)地層主要發(fā)育崩塌地質(zhì)災(zāi)害,自然因素引發(fā)。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育情況與地層巖性及地層組構(gòu)密切相關(guān)(圖3),主要表現(xiàn)在以下方面。
奧陶系下統(tǒng)大灣組(O1d):該地層巖性為紫紅色、黃綠色頁巖、粉砂質(zhì)頁巖夾瘤狀泥灰?guī)r、灰?guī)r,局部夾少量粉砂質(zhì)頁巖,屬于軟硬相間巖類工程地質(zhì)巖組,巖石物理力學(xué)性質(zhì)差異大,抗風(fēng)化能力差異也大,由于受斷裂構(gòu)造和巖溶影響,節(jié)理、裂隙、斷層、巖溶較發(fā)育地段,在有利地形地貌條件下,易形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。
寒武系中統(tǒng)敖溪組(∈2a):該地層巖性為厚層-塊狀灰?guī)r、硅質(zhì)灰?guī)r,巖石物理力學(xué)強(qiáng)度高,抗風(fēng)化能力強(qiáng),屬于硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組,巖溶作用發(fā)育,局部地段由于受斷裂構(gòu)造和巖溶影響,節(jié)理、裂隙、斷層、巖溶較發(fā)育,易形成崩塌、巖溶塌陷等地質(zhì)災(zāi)害。
寒武系下統(tǒng)清虛洞組(∈1q):該地層巖性為灰色中-厚層灰?guī)r夾少量白云質(zhì)灰?guī)r、白云巖,結(jié)構(gòu)致密堅(jiān)硬,力學(xué)強(qiáng)度高、工程力學(xué)性能好。局部地段由于受斷裂構(gòu)造和巖溶影響,節(jié)理、裂隙、斷層、巖溶較發(fā)育,上部風(fēng)化層穩(wěn)定性較差,易形成崩塌、淺層滑坡等地質(zhì)災(zāi)害。
寒武系杷榔組(∈1p)、寒武系木昌組(∈1mc):該地層巖性為頁巖夾粉砂質(zhì)頁巖,巖石力學(xué)強(qiáng)度低,抗風(fēng)化強(qiáng)度弱,地表淺部多嚴(yán)重風(fēng)化,巖體完整性較差,穩(wěn)定性差,在構(gòu)造、地形不利條件下,易形成滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害。
板溪群清水江組(Pt3q):該地層巖性主要為泥巖、砂巖、粉砂巖,區(qū)內(nèi)大面積分布,屬于軟質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組。淺表層由于抗風(fēng)化能力弱,常形成緩丘、沖溝等地貌,緩坡區(qū)形成厚度較大的殘破積層(粘土、碎石土),在人為因素和自然因素影響下,使得淺層土質(zhì)滑坡發(fā)育。另外,由于巖性差別大,抗風(fēng)化能力差別大,具有“上硬下軟”的地層結(jié)構(gòu),屬于軟硬相間巖類工程地質(zhì)巖組,巖石力學(xué)強(qiáng)度差異大,具多層軟弱夾層,在地層、構(gòu)造及地形組合不利條件時,易形成滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。
該縣地質(zhì)災(zāi)害隱患的分布與水文及地質(zhì)構(gòu)造的相關(guān)性明顯,但與工程地質(zhì)巖組對應(yīng)關(guān)系極為明顯,具體表現(xiàn)為滑坡和崩塌,主要分布在調(diào)查區(qū)內(nèi)的碎屑巖分布區(qū),且主要分布在寒武系中統(tǒng)花橋組(∈2h)地層、敖溪組(∈2a)地層;下統(tǒng)清虛洞組(∈1q)地層、杷榔組(∈1p)地層、木昌組(∈1mc)地層。
在對相鄰縣資料進(jìn)行分析時,發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患的分布與水文、地質(zhì)構(gòu)造、工程地質(zhì)的相關(guān)性均較明顯,只是具體到各個縣側(cè)重有所不同,水資源較多的縣是與水文相關(guān)性明顯;地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜的是與地質(zhì)構(gòu)造相關(guān)性明顯,但均與這3項(xiàng)條件有較強(qiáng)的相關(guān)性。