羅昆旭,何純田,唐 座
(1.貴州省地質調查院,貴州 貴陽 550081;2.貴州省地礦局區(qū)域地質調查研究院,貴州 畢節(jié) 551700)
在我國西南部的山地地區(qū),山體較為陡峭,山上的土體和巖體受到重力作用的影響,會發(fā)生崩落現象,崩塌是最常見的地質災害。滾落下來的石塊會毀壞道路和房屋,也會影響到人們的正常生活。畢節(jié)市金海湖新區(qū)岔河鎮(zhèn)白巖腳崩塌災害頻發(fā),該地崩塌地質屬于特高位的崩塌,給當地居民的生產生活造成了不利影響。
畢節(jié)市金海湖新區(qū)岔河鎮(zhèn)十分重視崩塌地質災害防治,針對崩塌地質災害采取了相應的處理措施。但是崩塌地質災害是由多方面的原因導致的,在崩塌地質災害的治理過程中,要堅持可持續(xù)發(fā)展和綠色發(fā)展原則,充分發(fā)揮綠色治理方案的作用。筆者對崩塌地質災害的危害和產生原因進行分析,并且根據岔河鎮(zhèn)白巖腳崩塌的實際情況,闡述崩塌地質災害的綠色治理措施。
崩塌這一地質災害常見于坡體較為陡峭的山地邊緣,是指陡峭斜坡上土石或者巖體受到重力作用的影響而脫離母體向下滑落,隨之產生土石崩落滾動的現象。按照崩塌地質災害崩塌體的規(guī)模對其進行分類,可以將其分為大型崩塌、中型崩塌和小型崩塌。當崩塌的體積≥1 m3×104 m3為大型崩塌,當崩塌體積在0.1 m3~1×104 m3為中型崩塌,當崩塌體積≤0.1 m3×104 m3為小型崩塌。按照崩塌地質災害的發(fā)生形式對其進行分類,可以將其分為錯落式崩塌、滑移式崩塌、傾倒式崩塌、拉裂式崩塌。按照崩塌體的物質組成部分可以將其分成土體崩塌和巖體崩塌2類。土體崩塌的崩塌物質以土為主,巖體崩塌的崩塌物質以石塊為主。
岔河鎮(zhèn)位于畢節(jié)市金海湖新區(qū)南面約30 km處,西與七星關區(qū)朱昌鎮(zhèn)接壤,東靠文閣鄉(xiāng),南抵納雍縣厙東關及大方縣綠塘,北至七星關區(qū)鴨池鎮(zhèn)??辈閰^(qū)位于岔河鎮(zhèn)最南部,地理坐標范圍東經105°19′30"~105°20′30″、北緯27°05′00″~27°06′15″,行河鎮(zhèn)發(fā)音村12組,距岔河鎮(zhèn)政府駐地約10 km,鎮(zhèn)政府駐地與勘查區(qū)之間有柏油路及水泥路互通,交通較便利,見圖1。
圖1 勘查區(qū)交通位置圖Fig.1 Traffic location map of the survey area
勘查區(qū)屬亞熱帶季風濕潤氣候區(qū),總的特點是多雨多霧,少日照、濕度大,氣溫偏低??h城年平均相對溫度約84 % ,年平均氣溫約11 ℃,多年平均降水量1 180 mm,但年際變幅較大,年內分配不均,最高年降水量達1 518 mm,最低年僅848 mm。10月至翌年4月為旱季,平均降水僅25 mm;5—9月為雨季,平均降水量達248 mm。日平均最大降水量多出現在6—8月,如1992年8月16日1次歷時達24 h的特大降水,降水量達114.9 mm;1993年8月28日1次歷時達3 h 30 min的特大降水,降水量達46.7 mm;1994年7月16日1次歷時達13 h 50 min的特大降水,降水量達45.7 mm;1995年7月25日1次歷時達24 h 30 min的特大降水,降水量達85 mm。6—8月特大降水后,普遍誘發(fā)土坡陡坎坍塌、滑坡及塌方。
勘查區(qū)屬長江流域烏江水系六沖河干流四級流域岔河五級流域次級支流,岔河從南向北經勘查區(qū)東側通過,距離勘查區(qū)直線距離3 km左右,與勘查區(qū)地勢高差在300 m以上??辈閰^(qū)范圍內不發(fā)育大江大河,地表水流以季節(jié)性雨源型坡面匯流及溝溪匯流為主,受地勢控制地表水由北西向南東匯流。
勘查區(qū)位于貴州省西北部,地處云貴高原威寧一級高原臺面向東傾斜的過渡帶,區(qū)域地貌類型屬于溶蝕、侵蝕型中低山地貌。
危巖帶所處位置為勘查區(qū)地勢最高的地段,其中W1頂部海拔高程2 158 m,W2頂部海拔高程2 112.78 m,W3頂部海拔高程2 123.45 m,由W1、W2和W3相連形成的山脊總體呈南西-北東向延伸,且由南西至北東逐漸降低。危巖帶南東側為近乎直立的陡傾巖壁,坡度70°以上,高度在100~150 m范圍內,北東側較低,南西側較高。巖壁以下為歷史時期零星崩塌落石堆積形成的陡斜坡,堆積物表面坡度45°左右,崩塌堆積物的南東側為寬緩的溝谷地貌,地勢整體由南西向北東傾斜,寬緩溝谷的南東側為居民集中區(qū)域,危巖帶距離居民區(qū)最小水平距離145 m。
勘查區(qū)分區(qū)屬羌塘-揚子-華南板塊揚子陸塊上揚子地塊黔北隆起區(qū)織金穹盆構造變形區(qū),受多期構造作用影響,區(qū)域地質構造較復雜??辈閰^(qū)內無褶皺斷裂構造,為一單斜構造,區(qū)域巖層產狀350°∠20°。
根據《中國地震動參數區(qū)劃圖》(GB18306—2015)及《建筑抗震設計規(guī)范》(GB50011—2010,2016修訂),勘查區(qū)相應地震基本烈度值為Ⅵ度,地震反應譜特征周期為0.40 s,地震動峰加速度取0.05 g。同時根據《崩塌防治工程勘查規(guī)范(試行)》(T/CAGHP 011—2018)表10,勘查區(qū)設計地震基本加速度≤0.05 g,綜合地震水平系數為0,故在對地質體穩(wěn)定性計算及評價時,不考慮地震影響因素。見表1。
表1 綜合水平地震影響系數取值表(T/CAGHP 011—2018表10)Tab.1 Value table of comprehensive earthquake influence coefficient(T/CAGHP 011-2018 Table 10)
為了綜合全面了解整個勘查區(qū)的節(jié)理裂隙發(fā)育情況,尤其是控制崩塌源區(qū)及危巖帶頂部危巖單體變形破壞的主控節(jié)理裂隙發(fā)育特征,該次勘查以DSM(數字地表模型)影像分析為主,人工調查測繪為輔,共統計主要節(jié)理裂隙10條(層間節(jié)理1條,推測發(fā)育節(jié)理1條,DSM影像分析節(jié)理8條),這10條節(jié)理中以與危巖帶走向垂直的節(jié)理數量最多,呈北西—南東走向,以走向與危巖帶走向平行數量次之。
在進行巖體爆破清危之前,要根據當地的實際情況尋找合適的爆破方案進行爆破作業(yè),應能夠控制每次起爆后清危區(qū)域最外側的渣料水平運動速度基本為0,且有效控制最大破碎分解的渣料體積≤1 m3,這是對爆破方案的核心要求。開始進行爆破清危前,應在擬清危區(qū)域最頂部地段按照爆破方案進行試爆,若起爆后渣料初始水平速度、渣料粒徑等不能滿足該設計要求,應對爆破方案相關工藝及參數進行合理調整,直至滿足設計要求。應對爆破作業(yè)區(qū)域的喬灌木進行砍伐清理,從場內的最高點開始由上至下逐層爆破,每次起爆建議以巖層面為松動破碎控制底界。爆破方案除明確主要爆破工藝之外,尚應控制每次起爆后破碎渣料的水平運動速度基本為0,危巖帶邊緣地段的渣料基本呈自由落體運動墜落,作業(yè)平臺內側的渣料可用獨輪車臨時轉運、傾倒等。
在治理崩塌地質災害時,要根據不同地區(qū)的氣候、土壤類型、降雨量及光照情況等特征來選擇林木類型。岔河鎮(zhèn)屬于亞熱帶季風氣候區(qū),全年較為溫暖濕潤,冬無嚴寒、夏無酷暑,全年無霜期235 d左右,岔河鎮(zhèn)表層土壤類型為黃壤,主要由二疊系上統湄潭組煤系地層黏土巖侵蝕風化等演變而形成,呈弱酸性。柳杉為多年生、不落葉、針葉類喬木,具有中等喜光,喜溫暖濕潤、云霧彌漫、夏季較涼爽的山區(qū)氣候,酸性土壤中生長較高,最大高度可達48 m,胸徑可達2 m。岔河鎮(zhèn)氣候、土壤類型、光照等條件與柳杉的生長習性十分吻合,所以選擇柳杉作為林木植被類型,種植后可快速生長,改善項目區(qū)空氣濕潤度、植被郁閉度、地貌景觀的同時,有效發(fā)揮防災減災的作用。
山體崩塌地質災害的發(fā)生與山體地表水有著密切的聯系,山體崩塌和滑坡災害往往相伴相生。在山體崩塌災害的治理過程中,我們可以引用自然溝谷起到引流的作用,使得地表水流能夠匯集旁引。此外在山區(qū)進行綠化,種植闊葉樹木也能夠起到促進地表排水、穩(wěn)定山體基巖的作用。在種植落葉闊葉樹木時,要對岔河鎮(zhèn)白巖腳進行必要的土地整理,以保證施工效果及施工便利性。主要是對林區(qū)種植帶區(qū)域進行機械整平,通過機械挖填平場方式保證防護帶區(qū)域地形坡度≤25°。為了充分發(fā)揮樹木的排水作用以及對地質災害的減災作用,岔河鎮(zhèn)白巖腳喬木栽種密度大于一般林木的栽種密度,建議株距為2 m×2 m,每畝栽種約170柱,苗木全冠苗且?guī)燎?,胸? cm,地徑8 cm以內,每年11月至次年3月挖穴栽種,這樣能夠更好地確保植株的存活率。
長期以來,岔河鎮(zhèn)受到崩塌地質災害的影響,該地地質變形嚴重,導致了山體周邊地區(qū)頻繁掉落石塊,造成了嚴重的經濟損失,對當地居民的生活造成潛在威脅。岔河鎮(zhèn)崩塌地質災害是由于該地區(qū)特殊的水文條件、地形地貌特點以及特色地質構造所導致。為了減少岔河鎮(zhèn)幫崩塌地質災害的發(fā)生頻率,該地可以采取掩體爆破清除潛在威脅。此外,岔河鎮(zhèn)在崩塌地質災害的治理過程中,也要堅持綠色化的發(fā)展原則,要在崩塌地質災害的治理區(qū)設置綠色林草防護帶并修建綠色排水工程,這樣一來可以有效改善岔河鎮(zhèn)的生態(tài)環(huán)境,也能起到防災減災的作用。