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1地質(zhì)災害發(fā)育分布與危害
遙感解譯和實地調(diào)查表明,雅江縣城人類工程活動活躍,工程切坡等現(xiàn)象嚴重,崩塌、滑坡、泥石流等地質(zhì)災害發(fā)育,共查明地質(zhì)災害隱患點7處,危害情況詳見表1,危害點分別為圖1所示的麻格溝泥石流(A)、城北滑坡(B)、城北危巖(C,圖2)、城南滑坡(D)、城南潛在不穩(wěn)定斜坡(E)、雅江中學背后潛在不穩(wěn)定斜坡(F)和城東隧道口滑坡(G)。雅江縣城發(fā)育7處地質(zhì)災害隱患點,威脅83戶城鎮(zhèn)居民的生命財產(chǎn)安全以及G318國道、雅江中學的安全運行。
2.1麻格溝泥石流(A)麻格溝為雅礱江右岸一級支流,發(fā)源于海拔4702m的剪子灣山,在雅江縣城北側海拔2688m處匯入雅礱江,G318國道沿麻格溝主溝蜿蜒前行。麻格溝流域面積163.78km2,主溝長度17.35km,平均比降117‰,由10余條支溝匯合而成。據(jù)調(diào)查,麻格溝主溝本身為一條老泥石流溝,溝口可見古老泥石流堆積物,流域內(nèi)有4條支溝也為泥石流溝。泥石流物源主要來自溝谷和岸坡上堆積的冰磧物、坡殘積物和老泥石流堆積物[7-9]。在泥石流堆積物物質(zhì)組成和粒度分布分析基礎上,根據(jù)泥石流溝易發(fā)程度數(shù)量化標準,麻格溝主溝泥石流屬于稀性泥石流的范疇,容重約15.5kN/m3。麻格溝曾于1989年6月、1997年7月、2005年8月和2011年7月發(fā)生過較大規(guī)模的泥石流,暴發(fā)頻率評判為1次/5~10a[7-9],泥石流體積規(guī)模以中型為主。目前泥石流威脅G318國道、雅江兵站的安全運行,但如在極端降雨、多溝群發(fā)等情況下,麻格溝存在發(fā)生大規(guī)模泥石流并嚴重擠壓雅礱江形成次生災害的可能性。
2.2城北滑坡(B)城北滑坡位于雅江縣城北麻格溝與雅礱江交匯處西南側,滑坡前緣標高2600m,后緣高程2820m,相對高差220m。滑體寬240~360m,長200~220m,厚5~23m,體積約90×104m3。據(jù)鄭萬模等勘查研究[5],滑坡后緣物質(zhì)組成主要為粉質(zhì)粘土夾碎石,中部及前緣物質(zhì)組成為粉質(zhì)粘土夾碎石、含泥碎石及碎裂巖。滑坡的滑面(帶)物質(zhì)為砂巖、板巖角礫夾粘土,角礫大小一般為2~3cm,平均力學參數(shù)值c為15kPa,約22°。滑床為砂巖、板巖,剪出口位于G318國道內(nèi)側,比公路路面高2~4m。根據(jù)鄭萬模等計算,城北滑坡在天然狀態(tài)和含水狀態(tài)下穩(wěn)定系數(shù)分別為1.07和1.01[5]。滑坡穩(wěn)定性計算結果表明,城北滑坡處于臨界穩(wěn)定狀態(tài),但在飽水狀態(tài)下,滑坡將會復活。
2.3城北危巖體(C)城北危巖體位于雅江縣城北側雅礱江右岸縣城公路(老G318國道)西側陡崖地帶(圖2),中心坐標東經(jīng)101°00'47.5″,北緯30°02'13.9″。危巖體發(fā)育斜坡整體坡向75°,影響寬度145m,縱向長28m,相對高差約26m,坡面面積約4.1×103m2,存在發(fā)生大型崩塌的可能。由于公路修建切坡影響,斜坡較陡,坡度65°~75°,局部可達85°。坡頂為雅江縣城居民住宅區(qū)和影劇院等公共設施,坡腳處為縣城公路,公路外側建有大量民房及商鋪。危巖帶范圍內(nèi)主要發(fā)育三疊系上統(tǒng)雅江組中段地層,其巖性主要為灰色中厚層粉砂質(zhì)板巖夾巖屑石英砂巖,薄—中厚層狀,產(chǎn)狀165°∠67°,在危巖體中部可見花崗巖脈侵入體。危巖體所在斜坡褶曲、擠壓現(xiàn)象非常明顯,尤其是在危巖體的東北側,巖體因褶曲發(fā)生明顯彎曲變形,總體呈舒緩的S狀,局部可見連續(xù)的小型強烈褶曲現(xiàn)象,巖體表面產(chǎn)生明顯的光滑摩擦鏡面及擦痕等(圖2)。復雜而強烈的地質(zhì)構造使得城北危巖體節(jié)理裂隙發(fā)育,除軟弱巖層結構面之外,巖體發(fā)育兩組節(jié)理裂隙,第一組產(chǎn)狀為90°∠65°,第二組產(chǎn)狀為342°∠35°。采用吳氏赤平投影法分析(圖3),表明第一組節(jié)理裂隙與巖層界面組合對城北危巖體的穩(wěn)定不利。在外部振動、暴雨、巖體風化等因素影響下,巖體發(fā)生裂縫拉張和傾倒、墜落破壞。根據(jù)斜坡危巖體分布的坡體結構特征,結合已發(fā)生的崩塌進行反算、類比,斜坡危巖體發(fā)生崩塌墜落后,滾石最大水平落距12~14m,危巖崩落到坡腳后繼續(xù)運動的最大距離可達5~7m,由此推斷塊石落后將影響到公路外側。
2.4城南滑坡(D)城南滑坡位于雅江縣城南側的黨校西側,地理坐標為北緯30°01'55.0″,東經(jīng)101°00'3.7″。滑坡的主滑方向為105°,前緣標高為2620m,后緣標高2940m,相對高差320m,地形坡度為20°~50°,平均坡度35°。從平面形態(tài)來看,滑坡呈扁矩形,滑體寬190m,長370m,厚15~25m,總方量約140.6×104m3。滑坡自1994年以來,建筑加載嚴重,前緣北側部分變形加劇,有復活跡象,滑坡前緣縣黨校堡坎錯移5~8cm,院壩出現(xiàn)沉降及鼓漲變形,最大垂直和水平位移分別達20cm和10cm,緊鄰黨校的民房也出現(xiàn)拉裂變形。據(jù)鄭萬模等勘查研究[5],滑坡滑體物質(zhì)上部為粉質(zhì)粘土夾碎石,厚7m,中部為含泥碎石,厚8.5m;下部為含泥塊石,厚5.5m,粘性土含量由上至下逐漸增多。滑床為三疊系上統(tǒng)雅江組中段變質(zhì)巖,基巖滑床面出現(xiàn)弱—中等風化,產(chǎn)狀210°∠80°,滑動面是坡積堆積層與基巖的分界面(圖4),滑面形態(tài)呈現(xiàn)出中上部陡、下部反傾的特征,中上部滑面傾角30°~50°,中下部傾角10°~20°,反翹部分傾角15°。滑帶土為粘性土夾少量角礫,厚0.3~0.7m,角礫表面有摩擦痕跡,呈次棱角狀,具一定程度的定向排列。滑帶土天然內(nèi)摩擦角為27°,內(nèi)聚力20kPa。滑坡剪出口位于斜坡體內(nèi),距坡腳90m左右,剪出后滑體呈反翹超覆于冰水堆積物之上,現(xiàn)殘留滑舌長約14m。采用瑞典圓弧算法,通過理正邊坡穩(wěn)定性分析軟件,計算表明,城南滑坡在基本荷載情況下,穩(wěn)定性系數(shù)(K)為1.05,滑體基本保持穩(wěn)定;當滑體飽水后,穩(wěn)定性系數(shù)為1.0左右,滑坡處于極限平衡狀態(tài);當滑體飽水同時考慮地震作用的情況時,滑坡已處于失穩(wěn)狀態(tài)。
2.5城南潛在不穩(wěn)定斜坡(E)城南不穩(wěn)定斜坡位于城南滑坡南側,共涉及3個潛在變形體,自坡頂至坡腳分別為頂部危巖、中部潛在滑坡以及下部的岸坡滑塌。潛在滑坡位于城南大橋西側土質(zhì)斜坡體上,規(guī)模約為12萬m3。在暴雨、地震及后期人類工程活動作用下易沿著巖土基覆面及第四系堆積體內(nèi)部軟弱結構面發(fā)生滑動;岸坡滑塌位于潛在滑坡體前緣街道至河岸之間,變形裂縫形態(tài)呈不規(guī)則曲線,裂縫長度達120m,距街道里側約4.5m,延伸方向78°~85°,與雅礱江流向大概一致,縫寬0.3~25cm不等,伴有下錯,錯距一般為2~5cm,最高可達20cm,岸坡滑塌影響區(qū)面積約4200m2。調(diào)查表明,岸坡滑塌系在雅礱江水位漲落,砂卵石層的細粒充填物隨著地下水徑流不斷被帶走,再加上建筑加載而誘發(fā),目前穩(wěn)定性較差;城南危巖位于潛在滑坡上部陡崖地帶,包括2個危巖帶,各涉及3個危巖單體和1個巖體破碎帶,地面影響寬度約180m。目前,危巖穩(wěn)定性較差,時常發(fā)生崩落,對街道上車輛、行人及街道外側居民安全構成威脅。
2.6雅江中學背后潛在不穩(wěn)定斜坡(F)雅江中學背后潛在不穩(wěn)定斜坡位于雅礱江左岸,總體坡向255°,坡度40°。不穩(wěn)定斜坡高差約100m,影響寬度約230m,其變形主要表現(xiàn)為坡面孤石的墜落。這些因風化剝落或早期崩塌的塊石廣泛堆積在雅江中學背后斜坡地帶,塊度從數(shù)十厘米至數(shù)米均有分布,穩(wěn)定性較差,在爆破、地震、強降雨等作用下,容易發(fā)生失穩(wěn)、滾落。
2.7城東隧道口滑坡(G)城東隧道口滑坡位于雅江縣城東側進出城隧道頂部,地理坐標為北緯30°02'01.4″,東經(jīng)101°01'03.5″。滑坡曾于2001年8月26日發(fā)生滑動,造成3人死亡,4人受傷,坡體下部部分房屋被推入雅礱江中,坡腳公路被壓埋,嚴重阻塞了G318國道的正常運行。滑坡前緣標高2587m,后緣標高2656m,相對高差69m。從平面形態(tài)來看,滑坡呈半圓形(圖1),滑體寬110m,長71m,厚約10m,總方量5.5×104m3。滑坡主滑方向為203°,與邊坡的坡向基本相同。滑坡地處雅江組中段與雅江組下段的交界處,為一典型的板巖折曲—滑動型順層基巖滑坡(圖5)。滑床基巖為雅江組下段的中厚層巖屑砂巖夾粉砂質(zhì)灰?guī)r,產(chǎn)狀190°∠70°。滑體主要由雅江組中段的薄—中厚層鈣質(zhì)粉砂質(zhì)板巖夾巖屑石英砂巖以及上覆松散堆積物組成。由于巖層傾角遠大于斜坡坡度(30°),加之滑坡區(qū)位于雅江向斜翼部,易于剝蝕,強度降低,易變形,它在上覆巖體的重力作用下逐漸向河谷方向產(chǎn)生剪切蠕動,當斜坡下伏的板巖向河谷方向發(fā)生剪切蠕動或破壞時,就會導致傾坡外的板理面上的剪應力增大,導致上覆巖體沿這一面產(chǎn)生滑移。由于巖層傾角大于斜坡坡度,前緣受阻,在強大的自重應力作用下,斜坡巖體有向下滑動的趨勢,隨著上覆巖層沿板理面的滑移,在前緣形成應力集中,巖層向臨空方向發(fā)展,即彎曲變形,當彎曲形成的裂隙與層面和后緣拉裂面貫通時,坡體失穩(wěn),沿著該貫通面滑出。滑坡整個演化模式可歸納為3個階段:輕微彎曲階段、強烈彎曲、隆起階段和剪出面貫通階段。同時,公路修建造成的切坡過陡和2001年2月發(fā)生的雅江—康定地震造成山體松動,是城東滑坡產(chǎn)生的重要外因。目前,城東滑坡整體穩(wěn)定性較好,滑體下部修建了攔擋墻,進一步滑動可能性較小。但目前殘留滑體坡度多在45°~70°,時有碎石自坡上滾落,對坡腳公路上行人車輛的安全構成威脅,加之殘留滑坡結構破碎,在暴雨、地震等因素影響下,發(fā)生崩塌的可能性較大。
3地質(zhì)災害綜合防御探討
3.1綜合防御體系建設綜上可見,雅江縣城地質(zhì)災害穩(wěn)定性較差,危害嚴重,建議采用風險管理的理念對城區(qū)地質(zhì)災害進行防御。地質(zhì)災害風險管理的目的是降低風險或轉(zhuǎn)移風險,管理途徑主要有3種,即降低危險度、降低易損度和災害保險。在地質(zhì)災害風險管理的實際操作中,往往要標本兼治,三管齊下,采取降低風險和轉(zhuǎn)移風險的綜合措施[10]。眾多學者對我國城鎮(zhèn)地質(zhì)災害防災減災進行了系統(tǒng)研究。針對雅江縣城7處地質(zhì)災害隱患點的成因、穩(wěn)定性和風險性評價結果,本文建議雅江縣應盡快建立針對雅江縣城地質(zhì)災害的風險綜合防御體系。風險綜合防御體系內(nèi)容應包括五大體系:防災體系(城鎮(zhèn)規(guī)劃、搬遷避讓)、監(jiān)測體系(降雨監(jiān)測、崩滑監(jiān)測、洪水或泥位監(jiān)測、視頻監(jiān)測、水位監(jiān)測、工程監(jiān)測)、抗災體系(應急排危措施、護坡措施、支擋措施、截排水措施)、報警體系(臨界降雨報警、變形加劇報警)和響應體系(組織撤離、傷亡救護、財產(chǎn)搶救、交通保障)。
3.2地質(zhì)災害防治對策根據(jù)目前雅江縣城地質(zhì)災害分布、危害、穩(wěn)定性、風險程度和防治現(xiàn)狀,與目前地質(zhì)災害防治“以防為主,防治結合”總體原則不同,筆者認為雅江縣城地質(zhì)災害的防御應遵循“工程治理為主,專業(yè)監(jiān)測與群測群防相結合”的原則。針對雅江縣城地質(zhì)災害隱患點,著重從工程治理和抗災體系建設、群測群防和監(jiān)測報警體系建設等方面提出防治建議。根據(jù)物源分布特征和工程地質(zhì)條件,建議采用監(jiān)測和工程治理相結合的方法對麻格溝泥石流進行綜合防治。監(jiān)測內(nèi)容包括上游降雨、中下游洪水位和泥位。工程治理措施以排導為主,并對主溝左岸穩(wěn)定性較差岸坡進行工程支護。對城北滑坡防治,雖然在河流右岸公路下方坡腳處已經(jīng)修建有擋墻,但從整體來看,公路上方滑坡需進一步防治,建議盡快開展工程治理。對城北危巖體防治,建議在危石清理的基礎上,采取“分段治理、主被動防護相結合”的防治方法,即在南側和北側采用柔性主動防護網(wǎng)對坡體進行防護,對中部危巖斜坡采用SNS主動網(wǎng)和錨桿穩(wěn)固相結合的坡面防護工程。同時建議對斜坡坡頂和坡腳處危險區(qū)內(nèi)的部分居民進行搬遷避讓,房屋進行拆除,減少坡體上部的加載,并合理規(guī)劃上部居民的排水、生活垃圾丟棄等問題,防治表水入滲,降低巖體的風化速度。城南滑坡在20世紀90年代已經(jīng)勘查和初步治理,治理方式為在前部黨校院內(nèi)修建了抗滑樁,滑坡變形得到有效控制。但目前滑坡體建筑加載現(xiàn)象嚴重,滑坡前部黨校辦公室墻壁裂縫寬達5~8cm,建議進一步開展應急勘查和專業(yè)監(jiān)測預警工作,包括滑坡體的監(jiān)測和抗滑樁的防治效果監(jiān)測,并安裝裂縫報警器等預警設備。另外,在管理好建筑規(guī)劃和生活排水基礎上,建議修建截排水工程。對城南不穩(wěn)定斜坡防治,建議在潛在滑坡體前緣公路內(nèi)側外側修建抗滑支擋工程,治理段長度約100m;對岸坡滑塌段公路的裂縫進行回填封閉,長度約125m,并對變形區(qū)的外側河岸進行加固,防止河流的進一步?jīng)_刷、掏蝕,修建防護堤長度約150m;原用于城南危巖破碎帶防護的被動防護網(wǎng)已損壞,已經(jīng)失去攔擋效用,建議對2個危巖帶進行清除淺表松動塊體基礎上,采用主動防護網(wǎng)、預應力錨索錨固和噴漿相結合的措施進行工程治理。雅江中學背后不穩(wěn)定斜坡下方已經(jīng)修建有被動防護網(wǎng),但由于坡高而且十分陡峻,松散塊體在崩落的過程中存在彈跳導致被動防護網(wǎng)攔截失效的可能,建議進一步采用坡面防護和錨固的措施進行綜合防治,同時加強監(jiān)測和排危工作的開展。城東隧道口滑坡防治,建議加強監(jiān)測和災害管理,對危險區(qū)內(nèi)住戶進行搬遷避讓,樹立警示標示,采用主動防護網(wǎng)等工程手段,對斜坡危險區(qū)段進行防護,避免巖石崩落。
4結論
(1)雅江縣城及周邊地區(qū)山高坡陡谷深,新構造活動強烈,巖體破碎。受地形地貌條件限制,土地資源緊張,在城鎮(zhèn)建設和發(fā)展中,向坡要地、建筑加載、工程切坡等人類工程活動問題突出。地質(zhì)背景條件和人類工程活動共同構成了雅江縣城有利的孕災環(huán)境。(2)調(diào)查研究表明,雅江縣城共發(fā)育7處地質(zhì)災害隱患點,分別是麻格溝泥石流、城北滑坡、城北危巖、城南滑坡、城南潛在不穩(wěn)定斜坡、雅江中學背后潛在不穩(wěn)定斜坡和城東隧道口滑坡,對83戶城鎮(zhèn)居民的生命財產(chǎn)安全以及G318國道、雅江中學的安全運行構成了嚴重威脅。評價表明,雅江縣城7處地質(zhì)災害隱患點穩(wěn)定性均為較差和差等級,滑坡變形和危巖崩落構成了雅江縣城主要地質(zhì)災害危險源。(3)雅江縣城地質(zhì)災害綜合防御應遵循“工程治理為主,專業(yè)監(jiān)測與群測群防相結合”的原則,盡快通過應急排危工程、綜合治理工程和專業(yè)監(jiān)測工程,最大限度消除雅江縣城地質(zhì)災害隱患,為雅江縣城建設和發(fā)展提供地質(zhì)安全保障。
作者:倪化勇 王德偉 陳緒鈺 唐業(yè)旗 單位:成都地質(zhì)礦產(chǎn)研究所