朱永浩,李思南,張華湘
貴州省地礦局一〇四地質大隊,貴州 黔南 558000
貴州是我國西南山地和丘陵發(fā)育的省份,地形切割強烈,山高坡陡,溝壑縱橫。三都水族自治縣位于貴州南部,全縣以峽谷和丘陵地貌為主,區(qū)內以沉積巖和變質巖為主,基巖節(jié)理裂隙發(fā)育,山體邊坡穩(wěn)定性差,主要發(fā)育滑坡和崩塌兩類地質災害,且主要集中在變質巖區(qū)域。近年來,隨著經濟建設的需要及人們生活水平的提高,基礎建設項目及民用建筑項目不斷增加,人類破壞地質環(huán)境工程活動也隨之增加,各類地質災害時有發(fā)生,對當?shù)氐刭|環(huán)境和經濟建設造成的影響在不斷加深,而分析研究區(qū)出露地層與地質災害發(fā)育的關系,可以在工程建設等經濟活動中避開易發(fā)地層,降低地質災害給經濟活動及人類生命財產安全產生的影響。
三都水族自治縣隸屬于貴州省黔南布依族苗族自治州。研究區(qū)出露地層從老到新為前震旦系、震旦系、寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、二疊系、三疊系、第四系。其中,硬質巖類工程地質巖組有三疊系中統(tǒng)關嶺組(T2g)、二疊系茅口組(P2m)、棲霞組(P2q),石炭系上統(tǒng)馬平組(C2P1m)、黃龍組(C2h)、下統(tǒng)擺佐組(Cb)、祥擺組(C1x)、湯耙溝組(C1t),泥盆系上統(tǒng)堯梭組(D3y)、望城坡組(D3w)、中統(tǒng)獨山組(D2d)、邦寨組(D2b)、龍洞水組(D2l)、下統(tǒng)舒家坪組(D1sh)、丹林組(D1d),奧陶系下統(tǒng)爛木灘組(O2l)、鍋塘組(∈4O1g),寒武系芙蓉統(tǒng)三都組(∈3-4s),第二統(tǒng)烏訓組(∈2w);軟質巖類夾硬質巖類工程地質巖組有寒武系第三統(tǒng)都柳江組(∈2-3d);軟質巖類工程地質巖組有二疊系樂平統(tǒng)吳家坪組(P3w),志留系韓家店組(S1h),奧陶系上統(tǒng)賴殼山組(O2lk)、下統(tǒng)同高組(O1-2tg),寒武系第二統(tǒng)渣拉溝組(∈1-2zh),震旦系下統(tǒng)陡山沱組(Pt33d),南華系上統(tǒng)南沱組(Pt2c3n)、中統(tǒng)大塘坡組(Pt2b3d)、富祿組(Pt2b3f)、清白口系板溪群(Pt1d3q)。研究區(qū)變質巖發(fā)育,各向異性結構面發(fā)育,在不利邊坡組構或災害性氣候下極易發(fā)生滑坡、崩塌等地質災害。
截止至2018年8月30日,全縣地質災害隱患點為34個[1],分布在7個鄉(xiāng)鎮(zhèn)、街道辦事處。三都縣域內地質災害主要集中分布在東北部,都江鎮(zhèn)分布地質災害15個,占地質災害總數(shù)的44%;三合鎮(zhèn)、中和鎮(zhèn)分布地質災害各2個,占地質災害總數(shù)的10%;普安鎮(zhèn)分布地質災害4個,占地質災害總數(shù)的11%;周覃鎮(zhèn)、大河鎮(zhèn)分布地質災害各3個,占地質災害總數(shù)的16%;九阡鎮(zhèn)分布地質災害5個,占地質災害總數(shù)的14%;中和鎮(zhèn)分布地質災害2個,占地質災害總數(shù)的5%。
三都縣地貌類型屬低中山、低山、山地、丘陵河谷及盆地地貌,地形主要為山巒斜坡、丘陵,其間發(fā)育有河谷、沖溝、洼地、槽谷及盆地。按成因劃分為溶蝕地貌、溶蝕—侵蝕地貌及侵蝕地貌三大地貌類型。地質災害在侵蝕地貌及溶蝕地貌最為發(fā)育,發(fā)育地質災害點共計31處,占地災點總數(shù)的91%;其次為溶蝕—侵蝕地貌區(qū),發(fā)育地災點總數(shù)3處,占地災點總數(shù)的9%。
通過對三都縣34處地質災害隱患點進行統(tǒng)計分析,可得地質災害分布發(fā)育程度與地層巖性關系,如表1所示。
表1 三都縣主要地層發(fā)育地質災害隱患統(tǒng)計表
通過對三都水族自治縣34處地質災害隱患點進行統(tǒng)計分析可知,區(qū)內地質災害隱患主要發(fā)育于青白口系板溪群(Pt1d3q),有14處,占地質災害隱患總數(shù)的41.17%;泥盆系中統(tǒng)獨山組(D2d)8處,占地質災害隱患總數(shù)的23.52%;寒武系芙蓉統(tǒng)三都組(∈3-4s)5處,占地質災害隱患總數(shù)的14.7%。其余分別為奧陶系鍋塘組(∈4O1g)、泥盆系上統(tǒng)望城坡組(D3w)各2處,南華系大塘坡組(Pt2b3d)、三疊系關嶺組(T2g)、志留系韓家店組(S1h)各1處,分別占地災隱患總數(shù)的2.94%。
崩塌與滑坡一般都屬于斜坡巖土體失穩(wěn)問題,成因上往往相互聯(lián)系。研究區(qū)工程地質巖類是影響斜坡變形、失穩(wěn)的主要因素。由于巖性堅硬程度、力學強度、抗風化能力不同,地質災害的發(fā)育程度和主要地質災害類型也不同。根據(jù)各種巖石的物理力學性質及其完整性、堅硬程度、巖性等進行對比,不同地層巖性分布的地區(qū)所分布的地質災害類型也不相同。
切破卸荷是研究區(qū)地質災害發(fā)育的主要原因之一,該種類型尤以公路沿線發(fā)育的地質災害為主。在工程建設過程中進行坡腳開挖,開挖邊坡無任何支護,工程棄渣隨意堆放,導致前緣卸荷減壓,支撐力弱化。開挖邊坡形成高陡的人工邊坡,山體的臨空面增大,打破原有的應力平衡,導致邊坡失穩(wěn)。但是,研究區(qū)主要發(fā)育變質巖,變質巖風化強烈,在前緣失去支撐力的作用下會持續(xù)剝離使后緣持續(xù)失去支撐最終形成崩塌、滑坡等地質災害。破壞模式是牽引發(fā)展成崩塌或滑坡。地質災害隱患與工程地質巖組關系如圖1所示。
圖1 地質災害隱患與工程地質巖組關系圖
由表1和圖1可以看出,三都水族自治縣地質災害隱患主要發(fā)育于全縣北東部,數(shù)量占全縣地質災害隱患總數(shù)的41.17%,其出露地層為青白口系板溪群(Pt1d3q)和寒武系芙蓉統(tǒng)三都組(∈3-4s),為軟質巖。青白口系板溪群(Pt1d3q)在研究區(qū)出露的地層巖性以變質凝灰?guī)r為主,變質凝灰?guī)r與變質板巖互層,變余砂巖、變余砂質板巖少量出露[2],寒武系芙蓉統(tǒng)三都組(∈3-4s)出露地層為灰?guī)r、泥灰?guī)r、泥質灰?guī)r,屬軟質巖類工程地質巖組[3]。軟質巖透水性差,抗風化能力弱,極易于吸水軟化形成軟弱結構面,在外界因素影響下貫通形成滑面、風化剝落形成凹巖腔,最終形成滑坡、崩塌等地質災害。研究區(qū)地質災害分布與出露地層關系的研究證明,軟質巖是研究區(qū)地質災害發(fā)育的主要原因之一。
三都水族自治縣滑坡主要發(fā)育于下伏基巖為軟質巖類巖組地層中,下伏基巖透水性差,抗風化能力較弱,基巖與覆蓋層間形成相對隔水層,殘坡積物中土質含量高,覆蓋層極易于吸水軟化形成軟弱結構面,在外界因素影響下貫通形成滑面,最終形成滑坡。
崩塌(危巖)主要分布于硬質巖地層,但當下伏基巖為軟質巖組時,相對上伏的基巖形成了軟弱基座,下伏的泥巖、板巖極易風化,在外力地質作用下,巖體風化剝落后極易形成凹巖腔,使上部巖體失去支撐,加快了巖石的卸荷速度,使上部巖體形成危巖體,進而發(fā)生崩塌。