姚 鵬
(湖南省國(guó)土資源規(guī)劃院,湖南 長(zhǎng)沙 410007)
滑坡是指斜坡上某一部分巖土體在重力(包括巖土體本身重力及地下水的動(dòng)靜壓力)作用下,沿著一定的軟弱結(jié)構(gòu)面(帶)產(chǎn)生剪切位移而整體地向斜坡下方移動(dòng)的作用和現(xiàn)象。滑坡是斜坡作為斜坡(邊坡)變形破壞常見的形式,是斜坡的一種物理地質(zhì)作用和結(jié)果。湖南的滑坡在形成機(jī)理、影響因素等方面都有一定的相似性,它們的發(fā)生、發(fā)展過程有時(shí)有著伴生和轉(zhuǎn)化關(guān)系,現(xiàn)分述如下:
根據(jù)近年來的調(diào)查統(tǒng)計(jì),截至2009年底為止,全省共發(fā)生較大規(guī)?;?yàn)?zāi)害損失較嚴(yán)重的滑坡地質(zhì)災(zāi)害1 124處,從全國(guó)總體情況來看,湖南省滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育強(qiáng)度屬中上水平,僅次于四川、云南、貴州、湖北等省,而大大高于我國(guó)北部、東部和南部沿海地區(qū)。每年湖南的滑坡地質(zhì)災(zāi)害均有數(shù)千至上萬起發(fā)生,但形成災(zāi)害、造成重大損失的僅1 %左右。在全省已發(fā)生較大規(guī)模的滑坡1 124處中,大一巨型(>50 000 m3)的有15處;有大一型的78處;較大規(guī)模的167處。
根據(jù)上述滑坡地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查統(tǒng)計(jì),歸納總結(jié)其發(fā)育的特征有以下特點(diǎn):
湖南山丘斜坡多為殘坡積相土體,由于此類土體結(jié)構(gòu)松散,透水性一般較好,粘聚力和結(jié)合力一般較低,特別是降水大量入滲后,土體變?yōu)樗苄?,抗剪?qiáng)度顯著降低,土體比重明顯增大,上部飽水的疏松土層與下部較密實(shí)土層間或下部基巖為相對(duì)隔水層時(shí),接觸界面容易形成飽水軟土滑膩帶(面),摩擦力和粘聚力大為降低,上部土體很容易沿此接觸面(帶)發(fā)生滑動(dòng)。因此,山丘區(qū)斜坡上很易發(fā)生土質(zhì)滑坡,成為湖南滑坡的主要類型,占全省滑坡總數(shù)的62.4 %。
據(jù)統(tǒng)計(jì),湖南已發(fā)生的滑坡中,小型規(guī)模者占總數(shù)的66.2 %,中型占26.5 %,大一巨型占7.3 %。原因一方面是湖南山丘斜坡上大多為殘坡積土層分布,為土質(zhì)滑坡大量發(fā)育奠定了物質(zhì)基礎(chǔ);另一方面每年暴雨頻繁,使滑坡不斷發(fā)生,形成了以小型破壞及時(shí)解除斜坡不穩(wěn)定狀態(tài)的機(jī)制,因而形成大型號(hào)滑坡的比例較低。
據(jù)統(tǒng)計(jì),湖南已發(fā)生的滑坡和崩塌90 %以上發(fā)生在雨季,且多發(fā)生在暴雨期間,明顯的反映出大雨是滑坡發(fā)生的誘發(fā)主因。大雨、暴雨很快使巖土體浸濕及孔隙裂隙充水飽和,抗剪強(qiáng)度大為降低;巖土重量增大,地下水位明顯上升,增大了地下水的動(dòng)水壓力和靜水壓力,使斜坡穩(wěn)定系數(shù)K值不斷降低,一些地段的K值從>1逐漸降低到<1,導(dǎo)致滑坡災(zāi)害發(fā)生;這是每次降大雨都發(fā)生大量滑坡的原因;另一方面,雨后地下水位逐漸下降,巖土體也逐漸干燥,K值又會(huì)升高至>1,斜坡因而又恢復(fù)暫時(shí)的平衡穩(wěn)定狀態(tài),但再次降大雨時(shí)又會(huì)使這些斜坡發(fā)生滑動(dòng),由此形成一個(gè)周期性現(xiàn)象。
據(jù)統(tǒng)計(jì),人類工程、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)直接誘發(fā)的滑坡占總數(shù)的32.3 %,人類活動(dòng)與自然因素共同誘發(fā)的比例更大,且造成的災(zāi)害損失一般較嚴(yán)重。隨湖南人類工程、經(jīng)濟(jì)活動(dòng)不斷加強(qiáng),滑坡災(zāi)害也與日俱增,這類滑坡與人類活動(dòng)在時(shí)間上存在同步型和滯后型兩種相關(guān)性情況。同步型是在施工過程中發(fā)生的,如永順縣施溶溪滑坡;滯后型是指在工程完工后一段時(shí)間內(nèi)發(fā)生的,但其發(fā)生原因與工程施工密切相關(guān),如資水柘溪水庫,自1961年建成開始蓄水至今,在大壩上游130 km內(nèi)的庫岸,由于蓄水改變了自然環(huán)境條件而斷續(xù)地引發(fā)了較大滑坡 50余處,其中造成61人死亡的塘巖光滑坡是在蓄水20 d時(shí)發(fā)生的。
湖南滑坡成生因素多而復(fù)雜,大致可劃分為自然因素、人為因素以及由此兩類因素迭加而成的綜合因素三大類?,F(xiàn)分述如下:
3.1.1 巖土性狀對(duì)滑坡成生的影響
巖土是滑坡成生的物質(zhì)基礎(chǔ),它們的性狀決定滑坡發(fā)生的可能性和發(fā)育成生的時(shí)間長(zhǎng)短。巖土體在自然界呈不同巖性組合形式存在,從而構(gòu)成了不同的巖土體工程地質(zhì)類型。湖南有利于滑坡成生的巖土體工程地質(zhì)類型,主要是力學(xué)強(qiáng)度較低的軟弱、較堅(jiān)硬的層狀和軟硬相間的互層狀結(jié)構(gòu)的碎屑巖巖組,以及松散結(jié)構(gòu)的土體。這些巖土體主要分布于湘北、湘西、湘西北的下第三系、白堊系、侏羅系、中三迭系巴東組及志留系地層中,如桑植縣一帶的巴東組紅色砂泥巖層中滑坡密集,相鄰其它層位中則少有發(fā)育。
3.1.2 地質(zhì)結(jié)構(gòu)及巖體結(jié)構(gòu)構(gòu)造對(duì)滑坡成生的影響
不同的地層、巖性及構(gòu)造組合所形成的地質(zhì)結(jié)構(gòu),決定了斜坡的穩(wěn)定性狀。巖體的結(jié)構(gòu)、產(chǎn)狀及構(gòu)造特征直接影響滑坡的形成和發(fā)展,因?yàn)閹r體的結(jié)構(gòu)面往往構(gòu)成滑坡的滑動(dòng)面及其邊界切割面,因而巖體結(jié)構(gòu)對(duì)邊坡的穩(wěn)定性起著重要控制作用。湖南實(shí)際情況表明,滑坡多發(fā)生在層狀結(jié)構(gòu)、碎裂結(jié)構(gòu)及散體結(jié)構(gòu)巖土體中,在完整的塊狀巖體中少見。層狀巖體的層面一般為一個(gè)不良結(jié)構(gòu)面,特別是層面間夾泥質(zhì)或?yàn)槟噘|(zhì)物充填,更構(gòu)成一個(gè)突出的不良的軟弱結(jié)構(gòu)面,當(dāng)傾向與坡向基本一致時(shí),以及傾角小于坡角時(shí),巖體易發(fā)生滑動(dòng)。另外,構(gòu)造的復(fù)雜性和巖體破碎程度也直接控制巖體軟弱結(jié)構(gòu)面的發(fā)育和斜坡的穩(wěn)定性。斷裂構(gòu)造形成的結(jié)構(gòu)面的破碎結(jié)構(gòu)帶是一種軟弱結(jié)構(gòu)面,湖南的一些大、中型滑坡大多沿此斷裂面發(fā)育,如新化縣鄧家鄉(xiāng)白蘆村紅巖下大型滑坡。
3.1.3 地形地貌對(duì)滑坡成生影響
地形的切割強(qiáng)度和密度,斜坡的高度、坡度和形態(tài),是斜坡穩(wěn)定性的重要因素。武陵山、雪峰山、羅霄山及南嶺等山脈,受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響,間歇性地抬升,使湖南湘西北、湘西、湘西南及湘東南形成高聳的山地及山原,地形切割強(qiáng)度和密度都很大,因而造成眾多高大臨空面和陡峻斜坡,使邊坡發(fā)生破壞的機(jī)率大為增加,因而滑坡大量發(fā)生。一般地說,下陡中緩上陡的坡型以及山坡上部存在著呈馬路蹄狀的環(huán)狀地形,且匯水面積較大時(shí),常有滑坡發(fā)生。
3.1.4 降雨對(duì)滑坡成生影響
湖南已發(fā)生的滑坡絕大多數(shù)都是在強(qiáng)降雨過程中或稍后發(fā)生的,滑坡與防雨間存在顯著因果關(guān)系。據(jù)統(tǒng)計(jì),每年雨季每次大雨或暴雨后都發(fā)生大量的滑坡,降雨誘發(fā)滑坡在時(shí)間上存在兩種情況,其中的一種發(fā)生在降雨過程中,如 1990年 6月14日,降雨245.4 mm,誘發(fā)了對(duì)馬嶺、驗(yàn)匠灣、大州電站等滑坡,造成46人死亡,直接經(jīng)濟(jì)損失2 160萬元以上的嚴(yán)重災(zāi)情。
3.2.1 邊坡腳切層開挖對(duì)滑坡的成生影響
交通道路工程、水利水電工程及礦產(chǎn)資源開發(fā)等人類建設(shè)工程,常進(jìn)行場(chǎng)地開挖切層,從而改變了原有斜坡形態(tài),甚至造成了新的邊坡,破壞了斜坡原有的穩(wěn)定狀態(tài),因而使斜坡發(fā)生滑坡災(zāi)害。
3.2.2 水利水電工程建設(shè)對(duì)滑坡成生影響
湖南大量的水利水電工程建設(shè),對(duì)當(dāng)?shù)刈匀坏刭|(zhì)環(huán)境產(chǎn)生了不同程度的影響,引發(fā)了滑坡等多種地質(zhì)災(zāi)害。誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害的主要原因有兩個(gè)方面,其一是切坡開挖;其二是蓄、泄水。如雙峰縣水府廟大型水利樞紐大壩處,施工時(shí)引發(fā)4.5萬m3的滑坡為切坡開挖所致;另資水柘溪水庫滑坡為蓄水后,因水位大幅度上升,浸潤(rùn)和軟化了巖土體而引發(fā)滑坡。
3.2.3 礦產(chǎn)資源開發(fā)工程對(duì)滑坡成生影響
礦產(chǎn)開發(fā)工程包括露天采坑和地下采空區(qū)及巷道,這些工程對(duì)地表斜坡的破壞十分普遍。露天采坑開挖是一種巨型地表、地下切坡開挖,因此,其邊坡更容易發(fā)生滑坡,如長(zhǎng)沙市麻田磷礦露采場(chǎng),邊坡斜高80 m,坡角70 °左右,開挖過程中因人工造成高陡邊坡而多次發(fā)生滑坡災(zāi)害;地下開拓中,采空區(qū)在造成頂板地面變形破壞的同時(shí),常在斜坡上引發(fā)滑坡,如冷水江市錫礦山礦區(qū),在采空區(qū)頂板地面下沉盆地的西北側(cè),于1983年6月引發(fā)了一個(gè)體積315萬m3的連云村大型滑坡,破壞房屋96間。
根據(jù)湖南省滑坡地質(zhì)災(zāi)害分布、發(fā)育情況,結(jié)合當(dāng)?shù)貙?shí)際條件,為避免滑坡災(zāi)害的發(fā)生和人類生命財(cái)產(chǎn)免受損失,要因地制宜地采取有效的防治措施,現(xiàn)分述如下:
如前所述,滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生、發(fā)展需要一定的時(shí)間和條件,這些條件既有自然因素,也有人為因素,只要掌握了地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的有關(guān)知識(shí),認(rèn)識(shí)到這些因素對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的形成、發(fā)生、發(fā)展的內(nèi)在影響,使廣大群眾掌握滑坡地質(zhì)災(zāi)害的預(yù)防、治理、避險(xiǎn)、救護(hù)等有關(guān)知識(shí)和技能,提高全民防災(zāi)意識(shí),實(shí)現(xiàn)群測(cè)群防,就能夠采取相應(yīng)措施防止其發(fā)生或避免其給人們?cè)斐芍卮筘?cái)產(chǎn)損失。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生除自然因素外,人類不規(guī)范的工程活動(dòng)也是重要的誘發(fā)因素之一。因此規(guī)范人類工程活動(dòng)也是減少和防止滑坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要一環(huán),同時(shí)在規(guī)范人類工程活動(dòng)的同時(shí),還應(yīng)堅(jiān)持做好退耕還林、封山植樹、保護(hù)植被等環(huán)境保護(hù)工作。
目前,湖南省滑坡地質(zhì)災(zāi)害分布廣泛,政府現(xiàn)有的財(cái)力不可能對(duì)所有的地質(zhì)災(zāi)害體都進(jìn)行治理,對(duì)大部分地質(zhì)災(zāi)害體,只能堅(jiān)持“以防為主,防治結(jié)合”的指導(dǎo)思想,通過加強(qiáng)對(duì)危險(xiǎn)區(qū)和易發(fā)區(qū)的監(jiān)測(cè)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào),避免因滑坡地質(zhì)災(zāi)害造成人員傷亡,減輕災(zāi)害損失。因此,建立滑坡地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)體系和預(yù)報(bào)系統(tǒng)是防治災(zāi)害發(fā)生的重要前提。
滑坡地質(zhì)災(zāi)害危害國(guó)家財(cái)產(chǎn)和廣大人民生命、財(cái)產(chǎn)安全,是一種嚴(yán)重的自然災(zāi)害,因此,也應(yīng)當(dāng)像防震、防洪和防治其他自然災(zāi)害一樣將其納入各級(jí)政府部門的議事日程上來。
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3 張 道.我國(guó)礦山地質(zhì)災(zāi)害和防治對(duì)策[J].中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào),1990
4 《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》,2009年 11月 24日國(guó)務(wù)院令第 394號(hào)發(fā)布