各类地质环境条件及人类工程活动对大关县城所处斜坡稳定性影响分析论文_撒兰鹏,姜兴武

各类地质环境条件及人类工程活动对大关县城所处斜坡稳定性影响分析论文_撒兰鹏,姜兴武

云南地质工程勘察设计研究院昭通分院 云南昭通 657000

摘要:大关县城位于关河右岸古崩滑堆积形成的斜坡体之上,环境基质脆弱,地质灾害高易发,对县城居民生命财产安全造成极大威胁,本文结合野外调查及实物钻探工作,浅析了各类地质环境条件及人类工程活动对大关县城所处斜坡稳定性影响,并为城市发展提出来下一步建议。主要结论有:①地形地貌、地质构造、地下水及工程地质条件总体均不利于斜坡稳定;②人类工程建设活动诱发和加剧了斜坡向不稳定方向发展,诱发了大量滑坡;③提出县城不宜再进行大规模的工程建设活动,逐步功能剥离、卸载及适当工程措施等综合地质灾害防灾减灾建议。

关键词:地质灾害;滑坡;地质环境;工程活动

大关县城位于关河右岸古崩滑堆积形成的斜坡体之上,地质灾害发育,对人民生命财产安全造成极大危害,县城所处斜坡整体稳定性也存在较大疑问,严重制约了大关县城的发展。本文将结合作者主持完成的“云南省大关县县城地质环境调查与地质灾害风险评估报告”,浅析各类地质环境条件及人类工程活动对大关县城所处斜坡稳定性的影响,为县城地质灾害防治及下一步县城发展方向提供参考。

1、地质环境条件

1.1、地形地貌

大关县城坐落在体积约2亿m³的古崩滑堆积体上,现状地貌特征表现为关河右岸斜坡区,属河谷深切割侵蚀中山峡谷地貌类型,总体上呈东部高、西部低的地形。县城地段总体呈陡缓陡交替的斜坡地形,主城区建设于斜坡中部缓斜坡区,坡度10°-15°,前后缘地形较陡,坡度15°-25°,部分地段大于25°,局部呈陡崖状,形成前后陡、中间缓的特殊斜坡地貌,不利于斜坡稳定。

早期县城建设区域主要分布于缓斜坡区,对斜坡扰动相对较小,且区域内未发生大的地震及其他构造运动,崩滑堆积物均处于相对稳定状态,未发生整体位移变形。近年来主要表现形式为局部岩土体在降雨、地震及工程建设扰动下,发生局部滑坡变形,造成县城区内多处学校、居民区及政府机构等遭受较大损失及威胁。浅部的持续活动说明县城所处斜坡陡峭的坡体结构不利于斜坡稳定,加之堆积体整体结构松散,岩层产状也不利于斜坡稳定,在后期极端暴雨、地震等条件下,将诱发更多浅层滑坡灾害,同时可能诱发斜坡区域失稳发生大规模滑坡灾害。

1.2、地质构造

对大关县城影响较大的构造主要有位于中部的大关背斜,东部发育的草坪子断裂及西部发育的坟坪断裂。大关背斜造成区内岩层产状均与斜坡构成近顺向坡,总体不利于斜坡整体稳定;草坪子断裂及坟坪断裂两条断裂强烈的构造运动,造成区内上部岩体破碎,土体结构松散,是造成区内地质历史上复杂的斜坡演变过程中多次崩滑运动的内因之一。同时松散的岩土体结构,是造成了成现今斜坡稳定性差,调查区地质灾害频发,局部区域稳定性较差的重要因素。

1.3、地下水对斜坡稳定性影响

大关县城区域内降雨丰富,上部覆盖层以粘土夹碎块石、角砾等为主,且含砾量不均匀。土体结构导致地表水垂直下渗速度较快,地下水径流、排泄条件较好,但由于各区段粘性土含砾量不均匀,地下平面运移过程不均匀,存在区域富集的特征,导致雨季,特别是暴雨时区域水位埋深较高,高于控滑结构面埋深,浸润土体内部软弱结构面,大大影响斜坡稳定性,导致坡体沿土体内部软弱结构面,也是地下水富集位置发生失稳滑坡,城区内现发育的多个滑坡体均存在区域地下水富集诱发滑坡发生的情形。

1.4、工程地质条件

县城区及周边下伏基岩主要为石炭系、泥盆系、志留系浅海相—滨海相、海陆交互相沉积建造,岩层倾向在200°左右,倾角在15°左右,与斜坡构成顺向坡,总体不利于斜坡稳定。

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县城区域上部覆盖层主要为崩滑堆积层,系地质历史上复杂的斜坡演变过程中多期次崩滑累积之产物,并非一个或两个整体的巨大规模滑坡所造成。堆积体组成物质及结构不均匀,根据钻探情况显示,该层土物质组成不均匀,表现为:

垂向上分层现象明显,不同层间含砾量差异较大,透水性差异较大,且上部分层较多,层间厚度较薄,下部性质相对统一,厚度较大,含砾量差异较大,存在巨型块石,钻探曾揭露近9m的块石;水平向分布特征表现为,深部基本为粘性夹大块石、碎石等为主,含砾量不均匀,但整体相对统一,但上部土层水平向变化较大,同一性质土层多呈团状分布,且分布范围差异大。这也与斜坡区地质历史时期多次崩滑堆积之地质背景相吻合,每次滑坡堆积所形成的物质组成不同,因此造成上述垂向及水平向的现状分布特征。

主城区土层在垂向及平面的性质差异,导致土层上部存在性质差异及地下水的层间富集,沿层间软弱结构面分区段的形成次级规模滑坡,城区内现分布的部分滑坡体表现为此种特征。且该型滑坡在对现有滑面采取支护措施后,可能在荷载增加、暴雨等影响下沿着下一级层间软弱面继续滑坡的现象,且由于下部土层与基岩面间存在性质差异最大的层间结构面,即使对浅部滑动面全部进行支护,也可能在极端不利工况下发生沿岩土界面发生大规模滑坡变形,造成严重后果。

2、人类工程活动

大关县城作为大关县政治、经济、文化中心,建设历史较长,早期建设活动主要为学校、医院、政府办公用房、居民用房及少量道路的建设,建设规模相对较小。对所处斜坡的破坏多为工程建设形成挖填方边坡、工程加载及改变局部地下水径流条件等,由于斜坡整体稳定性较差,早期规模相对较小的建设活动即在城区内诱发了部分滑坡地质灾害。进入新世纪以来,城市规模不断扩大,建设工程的规模也越来越大,城区建设形成的挖、填方边坡从早期的几米,发展到现在的十余米;同时大规模的建设活动破坏了城区地下水径流条件,由于斜坡自身稳定性极差,在大规模建设活动扰动下,近年来地质灾害呈上升趋势。

分析县城范围内滑坡地质灾害隐患点,由于原始坡体由于自身不利的地貌及岩土体条件等本身稳定性较差,无论如何规划城区建设布局,都将不得不对斜坡进行开挖回填,由于古崩滑堆积体自身结构的复杂性,挖填方边坡支护难度大,长期效果不甚理想,同时由于多无法控制堆积体及基岩界面的软弱结构面,往往造成建设区宜发生地质灾害。

3、结论及建议

(1)大关县城整体处于古崩滑堆积体所形成的陡斜坡区,且岩土体条件不利于斜坡稳定的地质环境条件这一根本因素在未来将无法改变。城区现状遭受以滑坡为主的地质灾害严重威胁,未来在降雨、地震等因素下,地灾威胁将更加严重,且地质灾害防治难度大,长期可靠性存疑,加之建设用地匮乏,环境容量已严重超载,难以满足未来城镇化率的要求,因此,目前大关县城所处区域已无法满足其发展需求,同时存在安全隐患。

(2)由于自身不利的地质环境条件难以改变,从县城的长远发展及安全角度考虑,县城所处区域不宜再进行大规模的工程建设活动,为城市未来的发展与安全,应考虑将其行政功能、大规模基础建设活动等剥离。

(3)对保留的集镇,应严格控制建筑规模,对已形成的地质灾害隐患点应及时进行防治,原则上不宜在进行大的工程建设活动,且结合城市功能剥离,对变形严重区域可考虑拆除部分建筑对斜坡进行减载,以减轻斜坡压力,减缓斜坡变形,做好城区地表水的截排及生活用水的规范排放,以防止滑坡等地灾灾害对集镇造成危害。

参考文献:

[1]吴玉章.复杂地质环境条件下大型滑坡滑带土参数及稳定性研究[D].武汉工程大学,2018.

[2]王俊.杂多县地质灾害易发性与危险性定量区划及评价研究[D].长安大学,2017.

[3]齐跃明,李民族,许进鹏.复杂地质条件下的突水疏放试验及水文地质意义[J].采矿与安全工程学报,2016,33(01):140-145.

论文作者:撒兰鹏,姜兴武

论文发表刊物:《基层建设》2019年第22期

论文发表时间:2019/10/31

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