重庆市渝北区地质灾害调查及其特征分析

2013-12-06 06:32王小江
关键词:渝北区危岩斜坡

张 曦,王小江

(1.成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室,成都610059;2.重庆市地勘局208水文地质工程地质队,重庆400700)

1 自然地理概况

渝北区位于重庆市区北部,是重庆市主城九区之一。依华蓥,挟两江,素有山城北大门之称。东临长寿区,南接江北区,西连北碚区、合川区,北端与四川省华蓥市接壤,与巴南区、沙坪坝区隔江相望。渝北区幅员面积1 452km2,其中耕地4.13×108m2,绿地2×108m2。2010年第六次人口普查,渝北区常驻人口是134.54万人。本区属亚热带温湿季风气候。该区气候受地势变化影响,立体气候特征显著。随着海拔高度升高,气温相应降低,降雨量逐渐增加,降雨量的增加对诱发地质灾害是极为不利的。

2 地质灾害类型及分布特征

2.1 地质灾害类型

经渝北区地质灾害综合调查,区内有地质灾害点共计554处,该区地质灾害主要以滑坡为主,其次分别是崩塌(危岩),不稳定斜坡以及地面塌陷,本区暂时没有泥石流灾害。其分类统计见表1,区内地质灾害分布规模不均,总体上以小型为主,大、中型较少。

2.1.1 滑坡

该区滑坡分布于16个街道及乡镇,是区内发育最广泛的地质灾害之一,主要以小型滑坡为主,大型及中型滑坡较少。按岩土组成分类,分为土质滑坡和岩质滑坡。土质滑坡规模相对较小,滑坡体物质为第四系残坡积物及块碎石土,坡角一般在20°~40°之间,滑坡体厚度主要在2~5m,滑面一般为坡积物与基岩的接触面;岩质滑坡一般规模较大,多发生于软硬相间岩石组成的斜坡区,岩质滑坡受软弱结构面所控制,通过调查发现,软弱结构面有泥化现象。本次调查统计得知,土质滑坡占绝大多数,共391处,占滑坡总数的98%,岩质滑坡8处,占总数2%。

表1 地质灾害分类统计表

该区滑坡灾害规模不大,但稳定性较差,多数滑坡危及居民的生命财产安全。主要表现为滑坡上的房屋出现明显垂向拉裂缝,局部地方宽度达3mm,一些房屋地基出现明显沉降,局部沉降高差达60mm,房屋后侧堡坎挤出变形,坡体中部地表产生裂缝,滑坡后缘有明显的拉张裂缝出现。区内滑坡稳定性受降雨影响明显。通过走访村民了解到每年雨季,部分滑坡就会有较明显的蠕滑变形,局部地方垮塌从而给村民的人身财产安全造成危害。

2.1.2 崩塌(危岩)

由于重庆渝北区地处山区,高位岩体受风化卸荷影响,崩塌灾害也是该区较为发育的灾害类型,崩塌(危岩)灾害在渝北区城镇及主要交通干线,较为常见。成因主要有2个方面:一方面临坡面岩体受风化卸荷作用,裂隙较发育;第二方面城镇建设时期修建公路、房屋时放坡过陡,使危岩有良好的临空条件,加上后期治理措施不合理,使崩塌灾害时常发生。本次调查在全区范围内共排查出该灾害共104处,其中崩塌56处,危岩48处。区内崩塌(危岩)发育岩性多以侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩地层为主。

崩塌(危岩)规模一般较小,多以受短小结构面所切割的块体滑移为主,常与滑坡同时发生,如大盛镇千盏4社范家岩滑坡,该斜坡上松散土体在遇持续暴雨、久雨与暴晒天气交替时,土层出现开裂,地表水不断从裂缝及松散土层中渗透至基岩面,岩土接触面处的土体在雨水的浸泡下达到饱和,形成软弱结构面,抗剪强度降低,最终在土体自身重力及土体内部的动水压力作用下,产生滑移。砂岩体中裂隙的切割形成独立契体,雨水沿裂隙面进入岩体后,使得岩体内聚力及岩体内摩擦角(c,φ)值降低,加之有一组中陡倾角外倾结构面发育,在重力及地形地貌共同作用影响下,独立块体沿陡倾角外倾裂隙面张开,形成危岩体,若不及时治理,终将导致岩块在暴雨或地震作用下沿软弱结构面发生滑塌,对下方公路,居民楼带来安全隐患。

2.1.3 不稳定斜坡

不稳定斜坡主要分布于区内背斜两翼中低山山麓斜坡带及部分江河岸坡带,主要为自然土质斜坡,人工开挖形成的不稳定边坡较少。在暴雨工况下,雨水携带大量坡积物顺流而下,大量的坡积物被搬运到斜坡的中下部,覆盖于陡倾强风化带岩体之上。上部松散土层多为粉质黏土夹块石,结构松散,易透水,而下伏岩体多为泥岩或泥岩夹薄层砂岩,透水性差,从而在岩体和土体接触面便形成了地下水活跃带,地下水沿此活跃带运移、汇集,增大了土体中的孔隙水压力,从而在接触面附近土体抗剪强度变低,进而易产生土体失稳,尤其是遇到强降雨时,更容易发生浅表土体沿基岩面滑移。

2.1.4 地面塌陷

该区除了上述主要地质灾害外,局部地方还有地面塌陷,该灾害全部发生在茨竹镇华蓥村3社,规模较小,为小型土洞型塌陷。地面塌陷形成原因为土层下覆为碳酸盐岩,垂向溶蚀裂隙普遍发育,汛期时在地表水和地下水的冲蚀和浸泡作用下,至使上伏土层饱水软化、扩张、失重,从而使上面的建筑物发生塌陷。其危害相对较小。

2.2 地质灾害分布特征

2.2.1 行政区域分布特征

重庆渝北辖区共有15条街道、11个镇。其中16个有地质灾害分布,分布较广泛,但地质灾害分布并不均匀,有相对集中分布的特性。地质灾害点数量60处以上的镇或街道分别是龙兴镇和石船镇,分别有71处和64处。40~50处的有6个镇或街道,分别是茨竹镇(55处)、洛碛(55处)、大盛镇(49处)、木耳镇(48处)、统景(44处)和大湾镇(40处)。前面8个镇共有426处地质灾害,占总数的76.5%。另外,茨竹镇有地面塌陷2处。

2.2.2 时间分布特征

该区地质灾害时间分布主要受降雨控制。据调查资料,区内的滑坡、不稳定斜坡、崩塌(危岩)等地质灾害的发生多集中在每年6月—8月。其中发生于7月的有255处,占45.8%,其次为8月,共有167处,占30%,再次为6月,共计92处,占16.5%。由此可见,灾害在年内明显分布不均,且多分布于雨季。同时,在年代分布上,以2007年多,共143处,其次是2009年,共71处。总体上看,该区地质灾害的发生呈上升趋势,说明随着我国经济的快速发展,各类工程活动的范围和领域不断增大,人类对地质环境的改造在逐渐加强,同时地质环境变得越来越脆弱,地质灾害的发生频率逐渐加大。

3 地质灾害的成因

3.1 地形地貌条件

重庆市渝北区地处华蓥山主峰以南的巴渝平行岭谷地带,地势从西北向东南缓缓倾斜。全境自西向东由华蓥山脉、铜锣山脉、明月山脉3条西北至东南走向的条状山脉与宽谷丘陵交互组成的平行岭谷。北部为中山,海拔1 460~800m;中部为低山,海拔800~450m;南部多浅丘,海拔450~155m。本区域地质属沉积岩广泛发育区,地表出露有侏罗系中统沙溪庙组砂岩、泥岩地层,地质构造为华蓥山帚状褶皱束和宣汉—重庆平行褶皱束,褶皱带呈北北东向展布,狭长而不对称,褶皱紧密,向斜宽,背斜窄,断裂少,类似于隔槽似褶皱发育。调查区内山体雄厚,长岭岗、馒头山、桌状山错落于岭谷间,地势起伏较大。过境河流有嘉陵江及其支流,受到该流域水系的侵蚀切割,在两岸堆积物可见粉质黏土及砂卵石层,为斜坡变形等灾害提供了有利的地形条件。

3.2 地层岩性条件

3.3 地质构造条件

区内从西北至东南依次展布有龙王洞背斜、江北向斜、铜锣峡背斜、石船向斜、明月峡背斜和洛碛向斜,其中龙王洞背斜属华蓥山带状褶皱束,铜锣峡和明月峡背斜属宣汉—重庆平行褶皱束。另外在南端回兴、石坪镇还发育有次级小背斜。因此,由于区域地层经历了多次构造运动影响,地层褶皱紧密、尖棱、倒转、揉皱、拖拉现象十分普遍。致使岩石破碎,裂隙发育,岩石区域轻微变质,对地质灾害的发育提供了构造上面的条件。

3.4 自然条件

影响该区的自然条件包括大气降水、温度、植被生长以及地表水的侵蚀等。

3.4.1 大气降水

区内斜坡变形体的产生与暴雨作用密切相关。调查区内年降雨量在1 000~1 250mm之间如图1所示。大气降水一部分沿地表迳流而汇入溪河,另一部分直接入渗松散堆积体或沿裂隙渗入岩体。增大了下滑推力,多在大雨、暴雨同期或稍滞后产生蠕滑变形。

3.4.2 温度

对危岩体来说,太阳照射所引起的日温差变化,季节温差变化,以及年温差变化作用在危岩的表层,使危岩体呈现不均匀受热状态,尤其是在收缩应力和膨胀应力的交替作用下,加快了岩体的风化作用。

图1 渝北区年降雨量等值线图

3.4.3 植被

植物的生长一方面增加了斜坡体的重量,另一方面增加了风荷载。生长在裂隙中的植物根系具有根劈作用,使裂隙不断扩大,加速危岩体产生变形。

3.4.4 地表水的侵蚀、冲刷

区内有嘉陵江、寸滩河、朝阳河、长堰溪、御临河,由于受流水的侵蚀、冲刷,掏空坡脚,尤其是当有软质岩层位于高水位与低水位之间时,土体沿滑移面向临空方向产生变形破坏进程,进而容易使坡体失稳。

3.5 人类工程活动

近年来,人类工程活动也是引起斜坡变形的重要因素,工程建设时,特别是修房筑路、水利、水电工程建设,开挖坡角,或形成人工高陡边坡,改变了原始斜坡的稳定平衡状态,致使坡体应力失衡,导致斜坡产生变形;另外,植被破坏也是一大因素,人口大量繁衍,导致毁林开荒,农耕过度垦植,降低水土涵养,引发滑坡、不稳定斜坡等地质灾害的产生。

4 渝北区地质灾害预防与治理建议

地质灾害的预防与治理,除了应该按国土资源部对地质灾害调查规范的要求,做好地质灾害的专项调查,查明不良地质作用和地质灾害类型、分布、成因外,更应贯彻以防为主,防治结合的原则。依据渝北区地质灾害发育特征,以及已经初步建立起的群防群测制度,其地质灾害的防治对策应有以下几个方面。

4.1 搬迁避让措施

对主要影响破坏单独民房、治理施工技术难度大、投资费用高、经济效益不佳、稳定性差的地质灾害点,采取搬迁避让的防灾措施。

4.2 工程措施

4.2.1 不稳定斜坡和滑坡工程治理

对于搬迁避让安置困难、搬迁经费需求大的不稳定斜坡和滑坡必须采用工程治理消除隐患,确保受威胁建筑物、设施及人员的安全。工程治理措施主要有截排水、防冲刷与浸润、减重与反压、支挡和改变滑带土的性质等。

4.2.2 危岩的工程治理

有人工清除和加固两种措施。人工清除:当岩体破裂且无大岩块,或者危岩体前方无房屋和其他易损建筑物,可用人工方法进行清除。若用人工爆破法,应尽量用小爆破,控制用药量,以不影响稳定区、不飞石伤人为准。加固措施:当清除措施不能实施,或危岩形成边坡过陡,危岩脚为软弱夹层且已风化成岩腔时,可用条石或浆砌片石和混凝土支撑墩进行支撑。

4.2.3 群测群防措施

继续加强建立健全全区地质灾害防治监测预警系统,对人民生命财产已受到威胁和危害的地质灾害隐患点,切实做到“八落实”。群测群防工作重在落实,建议地方政府实行专业监测与群测群防、仪器监测和人工巡查相结合的办法,做好暴雨预报和灾害的动态监测工作,并选用最易使用的通讯联络方式和报警信号,及时将监测到的险情向上级汇报,及时发出警报,使危险区的人员按撤离路线迅速撤离到安全地区,在暴雨集中的地区,特别是每年6—9月份,应该有人定期在灾害点巡查。同时,各个乡镇的国土所应该及时给隐患点居民发放地质灾害避险卡,在街道或村上组织居民学习基本的避险常识。同时在汛期来临之前,镇街政府要组织群众进行防灾演习。

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