地质灾害类型及形成条件浅议

地质灾害类型及形成条件浅议

摘要:广东省连平县因降水充足、人口稠密加之海拔变化较大。为一地灾常发地区。在对连平县主要环境地质问题及地质灾害进行调研的基础上,列举出主要地质灾害类型。针对各影响因素对该地区地质灾害的影响进行论述。对其形成条件进行分析,希望对该地区工程建设提供指导性建议。

关键词:连平县;地质灾害;形成条件

1.项目概况

连平县为连平县全境,位于广东省东北部,河源市西北部,东江流域上游。东与和平县接壤,南与东源县和新丰县相连,西与翁源县毗邻,北与江西省龙南县、全南县两县交界。县境东西长72.4km,南北宽55.6km,总面积为2275.08km2。连平县隶属河源市,县政府驻元善镇。连平县交通以陆路为主,龙河高速公路、大广高速公路、汕昆高速公路、武深高速公路、国道G105和省道S341、S230等多条交通主干道以及建设中的粤湘高速公路,在连平县纵横交汇,此外还有7条县道和众多乡道及森林简易公路把各镇及邻县连成公路网络,交通方便。连平县为广东省第一个生态县,列为全国生态建设示范区和全国文明县城。连平县2017年人口41.93万人,人口密度184人/km2,内辖13个镇,16个社区,159个行政村,2473个自然村,村庄密度104个/100km2。山区群众居住较分散,元善、忠信、隆街等镇人口居住密集。本次地质灾害详细调查共涉及1∶50000地形图13幅(图幅名及编号见图1)

2.工作方法及技术路线

2.1工作方法。本次调查主要遵循《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1:50000)》(DZ/T0261-2014)、《广东省地质灾害详细调查技术指南》(粤国土资地环发[2016]38号),并结合广东省县地质灾害调查与区划的经验和教训,主要工作方法采用遥感调查、地面调查、地质测绘、工程勘查等。(1)首先采用各种方法手段对连平县内地质灾害现状进行调查与验证分析;(2)其次对连平县内各工程单元等潜在的各地质灾害隐患点进行调查,对地质灾害易发性和危险性进行分区;(3)结合地质环境条件,对区内地质灾害进行危险性和风险性评估并分区。

2.2技术路线。根据各阶段工作性质及任务的不同实施过程分为三个阶段:室内前期工作、野外实地调查、室内资料整理,详见图2。

3.连平县主要环境地质问题及地质灾害概况

3.1主要环境地质问题。连平县地质环境复杂,人类工程活动强烈,存在较多孕育地质灾害的脆弱因素。地貌因素有山地、丘陵、台地、河流冲积平原;地质因素有地层复杂,分布有大面积覆盖型可溶岩,厚层易崩解的沉积岩类和变质岩类,第四系土层厚度大,断裂构造纵横交错,不同区域不良地质体发育,水文工程地质条件复杂,均构成了连平县地质环境的多样性和复杂性。近20多年来,人类工程活动愈加强烈,高速公路、公路的建设、水资源开发、景区开发、人工切坡建房、伐木、矿山开采等,其中以山区农村切坡建房活动最为强烈。连平县主要地质灾害隐患为崩塌、滑坡、地面塌陷和不稳定斜坡。

3.2地质灾害概况。连平县地质灾害的分布受地形地貌、岩性和人类工程活动的控制,暴雨为主要诱发因素。因地质灾害造成已损毁房屋4050m2,以及损毁农田、公路等,直接经济损失719.7万元;潜在经济损失21600.9万元。连平县以突发性地质灾害类型为主,主要为滑坡、崩塌,少量为地面塌陷等问题。从构成灾害体的岩土和动力成因类型来看,连平县以人工动力型土质崩塌、滑坡为主,少量为地面塌陷。连平县地质灾害有如下规律:(1)地质灾害类型主要为崩塌、滑坡、地面塌陷;(2)地质灾害体的物质成份滑坡以土石混合质为主,主要为残坡积的粉质粘土;(3)地质灾害发生时间以3-9月为主,每年6月发生最多;(4)地质灾害在行政区的分布,主要为元善、内莞、上坪、田源、隆街、绣缎6个镇;(5)地质灾害主要分布在震旦系大绀山组、寒武系牛角河组、泥盆系帽子峰组的浅变质砂岩、粉砂岩、泥岩及石炭系下统的灰岩中。这些岩组内构造发育,岩石破碎,残坡积层较厚;(6)地质灾害多发生在丘陵地貌区、人类工程活动较强烈区;(7)地质灾害的产生方式,多受控于降雨,突发性为主。

4.地质灾害形成条件

通过对连平县主要环境地质问题及地质灾害研究后,连平县地质灾害主要为滑坡和崩塌,本章则主要以滑坡和崩塌为主要研究对象对其形成条件进行分析论证。

4.1地形地貌。地形地貌是诱发滑坡和崩塌地质灾害的有利条件之一,不利的地形地貌为滑坡、崩塌的发生提供能量及活动场所。主要地貌因素为四项,分别为海拔高程、斜坡高度、地形坡度及坡形。(1)海拔高程。连平县海拔高程变化较大,最高海拔是连平县北中部的黄牛石顶,为1430m,最低处海拔为160m,相对高差为1270m。据统计,海拔在160m~500m地区为地质灾害高发区,共计106处,占灾害总数的60.92%。产生这一规律的主要原因是在丘陵区内普遍都发育有5m~20m厚坡残积层地质灾害的致灾载体,同时这些区域的人口相对集中,人类工程活动强烈,因此,低山地貌为滑坡、崩塌地质灾害奠定了发育基础。(2)斜坡高度。连平县人多地少,农村建房、修路均需削坡,形成了大量人工边坡,坡高一般在2m~20m不等。将连平县边坡按坡高划分为0m~5m、5m~10m、10m~20m和>20m四个级别,通过统计地质灾害在各个坡高级别的分布数量,分析坡高与地质灾害的关系,发现地质灾害主要分布在0m~5m、5m~10m和10m~20m三个级别内,分别占灾害总数的21.84%、63.79%和13.22%。主要原因是人为因素造成,而在农村正常的生活生产中大于20m的人工边坡相对较少,故其诱发的地质灾害就少;人工削坡为了减少土方量,削坡坡度均较陡,极易发生地质灾害。在其它条件都相同的情况下,坡高越大,向下的重力势能越大,其自重对斜坡稳定性影响越大。(3)地形坡度。坡度对地质灾害有很明显的影响与控制作用。坡度的不同会直接影响到斜坡地质体的稳定性,也会对斜坡变形失稳的模式产生影响。连平县人工挖方边坡坡度一般均小于70°,边坡的坡度对灾害发生的控制作用是显而易见的,通过统计地质灾害在各个坡度级别的分布数量,具有以下特点:①40°~60°,较易发生滑坡,53%的滑坡位于该坡度范围内,较少发生崩塌,23%的崩塌位于该坡度范围内;②大于60°,较易发生滑坡,4%滑坡位于该坡度范围内,极易发生崩塌,75%崩塌位于该坡度范围内。(4)坡形。斜坡坡面形态一般分为凸形坡、凹形坡、阶梯状坡和直线坡四种,各坡形均有地质灾害的分布。根据对区内地质灾害分布特征的统计,直线形坡数量最多,占总数46.6%,凸形坡数量最少,占总数8.6%。凹形坡主要为滑坡分布区域,占总数36.2%;直线型坡主要为崩塌分布区域,占总数53.5%。

4.2地质构造。通过地质构造的空间位置与地质灾害分布关系分析,断裂带上或上下盘共分布有51处地质灾害,占总数27.88%,分布在断裂带及其两侧的地质灾害点其展布方向与裂构造带方向一致,说明地质灾害的形成受到区域地质构造的一定的影响。地质灾害的形成受区域地质构造影响主要表现为以下两点:一是地貌的形成严格受区域构造的影响。在低山丘陵区及临空面易发生崩塌和滑坡灾害;二是构造改变了岩土体的结构、物理性质和力学强度,尤其在构造薄弱地带易发生崩滑灾害。由此可见,地质灾害点的分布受断裂构造的影响。

4.3地层岩性及岩土体类型。(1)地层岩性与地质灾害。连平县中—中西部,由泥盆系细砂岩夹钙质泥岩,寒武系板岩、碳质板岩,早白垩世砾岩、砂岩、粉砂质泥岩组成。地表残坡积层及强风化岩层厚度较大,经统计,罗平县滑坡多数发生在强弱风化岩层接触界面或松散土体与基岩接触界面。尤其当岩层的倾向和斜坡的坡面倾向一致时,容易产生滑坡,反之斜坡相对不易发生滑坡。(2)岩土体类型与地质灾害。区内层状较硬碎屑岩组,较软红层岩组,强岩溶化较硬碳酸盐类岩组为连平县主要地质灾害点分布层位。岩石因结构构造影响在表生作用下极易风化,均发育3m~20m的风化层,最厚处可达30m,风化层成分为砂、砾,具有孔隙度大的特点,地表径流易渗入,含水量的增加使强度降低且诱发地质灾害。在调查地质灾害点中,砂、砾石、粘土双层土体中发育的地质灾害占总数的10.38%。分布面积161km2,每平方千米0.12个地质灾害点。层状较软变质岩组31处、占总数的16.94%;分布面积627km2,每平方千米0.05个地质灾害点。层状较软红层岩组37处、占总数的20.22%,分布面积300km2,每平方千米0.12个地质灾害点。69处发生在层状较硬碎屑岩组,占总数的37.70%;分布面积927km2,每平方千米0.07个地质灾害点。21处发生在层状强岩溶化较硬碳酸盐类岩组中,占总数的11.48%;分布面积240km2,每平方千米0.11个地质灾害点。块状较硬—坚硬侵入岩组8处、占总数的4.37%;分布面积110km2,每平方千米0.07个地质灾害点。

4.4降雨连平县大气降雨是诱发滑坡、崩塌地质灾害主要因素之一。特别久旱后连场大暴雨,短时间内迅速增加致灾体自重,打破原有平衡,导致滑坡、崩塌地质灾害发生。

4.5人类工程活动调查结果显示,连平县已调查的地质灾害点基本都与这些人类工程活动有关系。连平县调查发现的不稳定斜坡共154处,均为人工切坡。由此可见,人类工程活动强度与地质灾害形成有着密切的关系。

作者:刘旭东 单位:广东省地质局第七地质大队