文章旨在探討文山州馬關縣南撈鄉(xiāng)滑坡的成因,并提出相應的防治措施。通過對滑坡地質背景、成因分析以及現有防治措施的綜合研究,旨在為類似地質條件下的滑坡防治提供參考。
滑坡作為一種常見的地質災害,對人民生命財產安全構成嚴重威脅。
南撈鄉(xiāng)位于云南省文山州馬關縣東部老君山西北麓,鄉(xiāng)政府駐地距縣城25.5千米,國土面積為184.54平方千米。該鄉(xiāng)地形復雜,地勢南高北低,西高東低,相對高差較大。南撈鄉(xiāng)政府東側邊坡長期以來存在變形跡象,尤其在降雨及地形影響下,邊坡發(fā)生牽引式、牽引—推移混合式變形,對001鄉(xiāng)道、云南農村信用社、公租房等構筑物造成破壞,形成災害點。南撈鄉(xiāng)滑坡的形成與全風化花崗片麻巖的特殊工程地質特性密切相關,且該地層在云南西部大面積分布。因此,深入研究南撈鄉(xiāng)滑坡的成因及防治措施,對于防災減災具有重要意義。
滑坡成因分析
地質背景。馬關縣大地構造位置為華南褶皺系之滇東南褶皺帶,區(qū)內控制性構造為文山巨型環(huán)狀構造,該構造處于云南山字型構造與廣西山字型構造之間,為兩個山字型構造反射弧的共同砥柱。縣域由兩部分構造形跡組成:都龍花崗巖深變質巖及越北黃樹皮深變質巖組成的砥柱;有弧形旋鈕斷裂所分割的四個環(huán)形褶皺斷裂帶??h域南、東,以都龍花崗巖、深變質巖為砥柱,外旋逆時針方向向砥柱旋扭,構造形跡多為北東—南西向;北部、西部,北西向斷裂疊加于環(huán)狀構造之上,破壞并改造了環(huán)狀構造,形成北西向、北東向斷裂相互切錯現象。
滑坡區(qū)位于都龍老君山旋扭構造北西部,緊鄰由花崗巖和深變質巖組成的砥柱。都龍老君山旋扭構造,以花崗巖隆起為砥柱,四周有4條壓扭性斷裂并夾有褶皺構造。
滑坡區(qū)北緣發(fā)育1條近東西向性質不明斷裂,其走向與南撈河基本一致,北盤分布寒武系中統(tǒng)田蓬組(∈2t)白云質灰?guī)r夾泥質砂巖、礫巖;南盤分布寒武系下至中統(tǒng)(∈1~∈2t)花崗片麻巖。區(qū)內地質圖如圖1所示,區(qū)內地質構造如圖2所示。
滑坡區(qū)水文特征。馬關多年平均降雨量1350.4毫米,一日最大降水量111.2毫米,其南部山勢突然增高,對南部暖熱氣流的阻隔,使得降水量激增,降水量從北向南遞增,從西至東遞減,年均變率15%,降水量最多為都童鎮(zhèn)東瓜林,最大可達2194毫米,最小為坡腳鎮(zhèn)山車村公所,雨量1074毫米。在同一地區(qū),雨量一般隨標高的增加而增加,北部標高每升高100米,年降雨量遞增約175毫米;南部、西部升高100米,年降雨量遞增40毫米;中部、東部標高升高100米,年降雨量增加80毫米。歷年平均暴雨日數2.7天,最多年是1978年,暴雨日5天。歷年平均降雨日數186天,7月達25天,降雨量占年降雨量20%,5~10月,降雨量占全年降水量的81%。
滑坡區(qū)內主要的地下水類型為土體中的孔隙潛水和基巖中的基巖裂隙水??紫稘撍饕艽髿饨涤甑难a給,沿斜坡方向由南向北向南撈河徑流、排泄。基巖裂隙水主要由風化裂隙水和構造裂隙水組成。松散巖類孔隙水含水層主要為粉土、全風化花崗片麻巖,透水性一般,富水性受降雨影響大。碎屑巖裂隙水含水層主要為寒武系下至中統(tǒng)花崗片麻巖,全風化層及強風化層為相對含水層,中風化層富水性較弱。
地形地貌。馬關縣位于云貴高原南緣,山高谷深,為深切割中山—低中山地貌,地勢大致為西北高,東南低,控制了主要河流的展布和流向??h境內峰巒疊嶂,溝壑縱橫,最高點為東部與麻栗坡交界的老君山,標高2579米,最低處為西南隅的南溪河畔,標高107米,相對高差2472米。全縣山區(qū)面積占76%,半山區(qū)占24%,地形坡度大多在20°~40°之間。南撈鄉(xiāng)滑坡位于南東—北西向山梁西南側斜坡近頂部,滑坡所處位置為斜坡地形陡緩變化處,其后部為集鎮(zhèn)區(qū),沿001鄉(xiāng)道兩側房屋密布,集鎮(zhèn)上方為緩坡林地、耕地,地形坡度10°~15°?;聟^(qū)地形坡度25°~40°,現狀主要為林地,局部為耕地;滑坡下部為沖溝。
滑坡基本特征
滑坡形態(tài)、規(guī)模。根據地形地貌及變形特征,滑坡周界較清晰,左側邊界為坡耕地與林地交界處,也是緩坡地形向山坡過度的交界處,右側邊界為緩坡臺地向南北向山坡過度的陡緩交界處,前緣至地形陡緩變化處緩坡臺地,后緣沿居民區(qū)民房院壩外地形陡緩變化處圈定,次級滑面后緣根據鄉(xiāng)道上發(fā)育的弧形拉裂縫圈定。
滑坡平面形態(tài)近似于長條形,南側主滑方向12°,在公路下方向北東沖溝臨空側轉向,在北側主滑方向為328°??v長420米,寬70~96米、平均寬82米,滑坡面積2.99×104平方米,滑體厚度變化較大,鉆孔揭露其厚度介于5.3~13.5米之間,平均厚度7.8米,體積23.32×104立方米,為中型淺層牽引式滑坡?;潞缶壐叱?103~1119米,前緣高程1012~1019米,平均坡度14°。
滑坡結構特征?;拢L化界面)滑體物質由第四系滑坡堆積層(Q4del)粉土、第四系人工填土層(Q4ml)、寒武系下至中統(tǒng)全風化花崗片麻巖(∈1~∈2t)組成,描述如下:
第四系滑坡堆積層(Q4del)粉土,灰黃、褐黃色,濕~稍濕,稍密~中密,粉土層內局部不均勻分布角礫、碎石、塊石,含量一般5%~15%,手搓有輕微粘滯感,無搖震反應,切面無鏡面光澤,干強度和韌性低,厚度約為2.0~12.0米。
第四系人工填土層(Q4ml),雜色,稍密,含有不均勻角礫、碎石、塊石,為道路建設和民房建設過程中場地平整開挖產生的棄土、棄渣,厚度1.0~6.5米。該層結構松散,孔隙率高,主要分布在鄉(xiāng)道兩側和民房周邊,受震動、降水影響易產生淺表層滑移錯動。
寒武系下至中統(tǒng)全風化花崗片麻巖(∈1~∈2t)位于第四系滑坡堆積層粉土層下部,該層因劇烈風化作用,呈淺灰、灰、灰綠色,組織結構基本破壞,但原巖結構清晰,巖芯呈粉土狀,局部夾原巖殘塊,層厚0.6~13.8米。該層工程力學性質較差,遇水易軟化崩解形成軟弱帶,遇巖層產狀與坡向一致等不利地形組合易產生滑坡。
滑坡滑體厚度約6.6~13.3米,平均厚度7.8米。調查期間,滑坡區(qū)內正在進行民用建筑工程建設,在其場坪后人工邊坡上調查發(fā)現滑帶粉土,該層土鏡面、擦痕明顯。
滑坡成因分析。滑坡和變形體的發(fā)育,是由地形地貌條件差、地層巖性與地質結構面有利、地下水沿滑動面(帶)富集與運移、大氣降水與地表水下滲等因素共同作用孕育而成??煞譃閮仍谝蛩睾屯庠谝蛩亍?/p>
內在因素:
軟弱結構面的存在,是控制馬關縣南撈鄉(xiāng)滑坡的主要內在因素。區(qū)內的軟弱結構面主要為土石界面、全風化花崗片麻巖與強風化花崗片麻巖的風化界面。
滑坡堆積層粉土為原始地層,稍濕、稍密~中密,力學性質與下伏全風化花崗片麻巖有較大差異,雨季飽水易沿土石界面產生滑動,為項目區(qū)主要軟弱面。
全風化花崗片麻巖因呈粉土狀,夾片麻巖顆粒殘塊,粘聚力極差,具有較強的透水性,下伏強風化花崗片麻巖為相對隔水層,雨季降水沿風化界面徑流,飽水狀態(tài)下層間粉土形成軟弱帶,加之滑坡所在斜坡區(qū)坡度較陡,若上部滑體產生劇烈滑動后,受其牽引存在切穿全風化層向深部發(fā)展進而沿風化界面產生滑動的可能,滑坡中段滑面即受其控制。
地形條件:測區(qū)斜坡,屬剝蝕—堆積層斜坡、地形地貌條件差,地形相對高差大,致使坡體組成物質具有較大的重力勢能差,為坡體組成物質的滑移提供了動力。斜坡地形陡緩轉折和高陡自然邊坡、沖溝下切形成的高陡谷坡,均為坡體組成的物質滑動剪出提供了臨空面和滑移空間。
外在因素:
降水:南撈鄉(xiāng)每年5~10月為雨季,雨量占全年雨量的82%,其中7月降水尤為集中??辈閰^(qū)具有旱雨季分明、降雨集中的氣候特點。斜坡巖土在旱季失水時表層裂隙、孔隙張開,在雨季因連續(xù)降水,造成雨水下滲使坡體巖土飽水、重度增大,抗剪強度降低,下滑力增大,從而誘發(fā)滑坡的形成。據現場走訪調查,勘查區(qū)滑坡變形及加劇均發(fā)生在雨季。
人類工程活動:斜坡中上部大量修建房屋,對原始斜坡進行開挖、平整與棄渣堆放,破壞了斜坡原始的平衡狀態(tài),加之建房修路后斜坡上荷載增大,為滑坡的形成創(chuàng)造了有利條件。
綜合上述原因分析,軟弱結構面的存在是滑坡產生的控制性內在因素,降雨及斜坡中上部的人類工程活動為誘發(fā)滑坡產生的外因。
滑坡穩(wěn)定性分析。據2013年楊生斌等人在《西部探礦工程》發(fā)表的《淺談云南省馬關南撈鄉(xiāng)滑坡成因與防治措施》一文記載,馬關縣南撈鄉(xiāng)政府處于巨型古滑坡區(qū)上,在古滑坡上發(fā)生多個次一級滑坡。1971年與1978年滑坡活動較明顯。云南省工程地質勘察設計研究院2002年曾對南撈鄉(xiāng)滑坡進行了調查,認為該山坡堆積體為古崩塌成因,經過現場調查,我院偏向于云南省工程地質勘察設計研究院關于“南撈鄉(xiāng)滑坡不是一整體古滑坡的觀點”。從周圍地形地貌、平面巖土層分布、豎向地層結構、巖層節(jié)理裂隙發(fā)育特征、變形特征來看,古崩塌可能性較大?;诖?,我院認為南撈鄉(xiāng)斜坡整體位于古崩塌體上,整體穩(wěn)定,局部受流水沖刷、重力影響不穩(wěn)定,歷史上產生了9個規(guī)模較大的滑坡(依次為南撈鄉(xiāng)政府西滑坡I、南撈鄉(xiāng)政府西上疊滑坡I1、南撈鄉(xiāng)政府西上疊滑坡I2、南撈鄉(xiāng)政府東滑坡Ⅱ、南撈鄉(xiāng)政府東上疊滑坡Ⅱ1、南撈中學滑坡Ⅲ、南撈河南滑坡Ⅳ、小寨北西滑坡Ⅴ、小寨北東滑坡VI)。
據本次現場調查,自2002年以來南撈鄉(xiāng)政府東側斜坡即出現開裂變形跡象,尤其是2010年以后,受強降雨及房屋荷載等影響,斜坡變形加劇,開裂變形主要集中在斜坡中后部,主要表現為水泥路面、已有擋墻及部分民房開裂變形。尤其是2021年進入雨季以后,變形更為明顯,主要集中在次級滑面后緣路面,鄉(xiāng)道出現數條弧形拉裂縫,并伴隨開裂沉陷。從變形跡象來看,目前滑坡次級滑面、滑坡主滑面均尚未有整體滑動跡象。因此認為,滑坡現狀整體處于基本穩(wěn)定~穩(wěn)定狀態(tài),次級滑面和前緣臨沖溝側處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
防治措施
監(jiān)測與預警。加強對南撈鄉(xiāng)滑坡隱患地帶的監(jiān)測,及時發(fā)現異常情況并預警。通過安裝監(jiān)測設備、定期巡查等方式,掌握滑坡體的變形特征和規(guī)律,為防治工作提供科學依據。
工程治理。滑坡地質災害直接威脅南撈鄉(xiāng)鄉(xiāng)政府辦公地及附近居民,威脅常住居民500余人,威脅固定資產約2500萬元。每逢趕集,附近村落村民及商販密集,險情等級為大型,險情緊急。綜合考慮,為保證南撈鄉(xiāng)政府及周邊居民安全,對滑坡區(qū)進行綜合治理已十分緊迫且勢在必行,治早治小、早治早好,對民族團結、安定、邊民安居樂業(yè)等都具有重要的現實意義。治理措施可采取單級或分級設置抗滑樁(抗滑樁板墻、錨索抗滑樁)對鄉(xiāng)道及后側建構筑物進行保護治理。
搬遷避讓。對于受滑坡威脅嚴重的居民區(qū),亦可實施搬遷避讓措施。將居民遷移至安全地帶,從根本上消除滑坡對人民生命財產安全的威脅。
植被恢復。在滑坡體上種植植被,有助于增加巖土體的穩(wěn)定性。植被的根系可以固定土壤,減少水土流失,從而降低滑坡發(fā)生的可能性。
滑坡平面形態(tài)近似于長條形,南側主滑方向12°,在公路下方向北東沖溝臨空側轉向,在北側主滑方向為328°。縱長420米,寬70~96米、平均寬82米,滑坡面積2.99×104平方米,滑體厚度變化較大,厚度介于5.3~13.5米之間,平均厚度7.8米,體積23.32×104立方米,為中型淺層牽引—推移混合式滑坡。滑坡后緣高程1103~1119米,前緣高程1012~1019米,平均坡度14°。
文山州馬關縣南撈鄉(xiāng)滑坡的成因主要包括地質背景、降雨、地形地貌和人為因素等。為了有效防治滑坡災害,應加強監(jiān)測與預警,治理措施可采取單級或分級設置抗滑樁(抗滑樁板墻、錨索抗滑樁)對鄉(xiāng)道及后側建構筑物進行保護治理。亦可實施搬遷避讓,并恢復植被。通過這些綜合措施的實施,可以顯著降低滑坡災害對人民生命財產安全的威脅。
[作者單位:1.核工業(yè)西南勘察設計研究院有限公司;2.西藏金海礦產資源開發(fā)有限公司(核工業(yè)西藏地質調查院)]