泸溪新县城地质灾害发育特征及地质背景解读

李 晋

（湖南省地质矿产勘查开发局403队，湖南常德 415000）

泸溪新县城地质灾害发育特征及地质背景解读

李 晋

（湖南省地质矿产勘查开发局403队，湖南常德 415000）

新城镇的建设由于选址时论证不足导致后续发生连锁的地质环境问题，为了科学的分析新城建设与地质灾害的关系，为今后类似建设项目提供警示与借鉴。本文依据最新的详细调查数据，对沅水中游泸溪新县城地质灾害发育特征与地质背景进行了分析，结果显示，沅麻盆地复杂的地质背景导致新城地质灾害易发和多样，脆弱的地质环境条件是新城地质灾害易发的基础，新城下伏地层岩溶发育，使得地面塌陷与地面沉降的发生机率较大，大大制约了城市发展潜力，今后应布设专业监测，进一步科学论证，为城市规划提供基础依据。

地质灾害；地质环境；沅麻盆地；沅水；白沙新城

0 前言

近几十年来，我国时常出现大型水电站建设导致城镇整体搬迁的事例，人们对新城镇的选址进行了大量研究，以长江三峡地区最为著名。实际上，许多次一级的河流上也有类似的案例，受建设时间、经费、级别等影响，一些新县城在选址论证阶段的研究不足，导致后续出现一系列的环境地质问题。本文通过最新的详细调查成果（湖南省地质矿产勘查开发局403队，2016），全面分析了泸溪新县城地质灾害发育特征，并结合其所处的地质背景予以解读，用客观回顾与科学分析的办法，总结经验，为今后类似的新城选址及建设提供指导。

1 研究区概况

泸溪县新县城名白沙新城，20世纪80年代，沅水中游修建五强溪水库，泸溪老县城成为淹没区，于是在老城往沅水上游9km处的白沙村，耗资10多亿新建此城。新县城从1989年10月动工，到1995年8月县府乔迁，距今仅仅20多年（图1）。

图1 白沙新城建设前后对比照片（上：1989年；下：2015年）Fig.1 The before-and-after pictures of construction in Baisha new town (above:1989; below:2015)

今天的白沙新城素以环境优美、风光旖旎、空气清新闻名，享有“中国最年轻的氧吧城”等美称，美中不足的是，新城的地质灾害发生频率较高，威胁到学校、居民区等人口密集区，成为湖南省较为著名的地质灾害易发县城之一（杨顺泉等，2000）。另外，根据后续工程地质钻孔揭露，地基下伏溶洞发育，很大程度上限制了城市发展潜力，这些环境地质问题成为人们诟病泸溪新县城选址的主要理由。

2 地质灾害发育特征

（1）发灾频率高

据2014—2015年完成的泸溪县1∶5万地质灾害详细调查，白沙新城共发育地质灾害12处，数量虽然不是特别多，但由于城区面积小，相当于每1.37km2便发育1处地质灾害。考虑到这些灾害发生在中心城区内部或周边，此发灾频率很高。从时间分布上看，新城地质灾害从县城搬迁的第二年，即1996年便开始出现，近5年来有增加的趋势（图2）。

图2 白沙新城地质灾害年份分布Fig.2 Time distribution of geo-disasters occurred in Baisha new town

（2）致灾地层多

白沙新城的地质背景较复杂，第一，区内地质构造发育，断层交错复杂；第二，出露地层多，以新城的中心区域为例，在不足10km2的范围内，出露了寒武系、二叠系、白垩系、第四系等多套地层；第三，白沙新城下伏地层岩溶较发育，为岩溶塌陷、地面沉降等灾害的发育提供了条件。

（3）灾害类型多样

由于致灾地层多，白沙重点地段的地质灾害类型多样，而泸溪县甚至沅麻盆地其他地区一般仅发育滑坡和崩塌，二者形成鲜明对比。到目前为止，白沙新城的灾害类型包括：滑坡6处、崩塌2处、不稳定斜坡1处、地面塌陷2处、地面沉降1处（图3），涵盖了较为全面的地质灾害类型。

（4）规模小但威胁大

新城已发生的12处地质灾害的规模全部为小型，但由于这些灾害发生在中心城区及周边，其威胁范围人口较多，学校、公路、民房等设施多，故威胁程度高。按湖南省现行评价规范，有灾情大型1处，中型2处，小型4处，共威胁人口976人，公路370m，潜在经济损失2070万元。

（5）人为影响程度高

白沙新城从20多年前的一小渔村演变而来，发生了翻天覆地的变化，修建过程进行了大量开挖、切坡等工程活动。由于当时人们在地质灾害、地质环境方面的意识欠缺，对人工开挖斜坡的维护措施不到位或不合理，诱发了多处地质灾害。最典型的如县一中东南边坡、县职中的南部边坡、白沙小学的西部边坡等，这些地段先后发生了滑坡或崩塌灾害。

图3 白沙新城主要地层分布面积与发育灾害数对比Fig.3 The Exposed area ratios and occurred geo-disasters of major strata in Baisha new town

3 地质背景解读

白沙新城位于沅麻盆地的边缘，既有盆地内最常见的陆相红层，又有海相碎屑岩或碳酸盐岩地层，盆地内地质构造复杂（柏道远等，2015）。短短的几年时间，新城从一个小渔村迅速演变为现代化的县城，极强烈的工程活动叠加在了该地区的地质背景之上（图4）。

（1）陆相红层碎屑岩

白垩系陆相红层是沅麻盆地的主要地层，在白沙新城内，陆相红层与海相碎屑岩交错接触，红层的工程特殊性——岩性遇水易崩解，导致了它常常成为致灾地层（李俊，2009；卿笃干等，2008）。在诱发地质灾害的过程中，白沙城区进行了大量工程活动，需要在红层山丘中通过开挖整平场地，周边形成了许多人造岩质边坡，且往往是陡坡或陡崖，这是白沙新城的红层灾害既有滑坡，也有崩塌的原因。由于红层基岩节理裂隙发育，护坡措施又不足，在降雨、风化等因素的叠加下，常常发生岩体的滑动或崩落。

（2）海相碎屑岩

白沙新城的修建不光开挖了红层碎屑岩，也开挖了寒武系的海相碎屑岩，与红层相比，寒武系碎屑岩较为坚硬，岩性以页岩为主。但白沙新城有大型断裂穿过，是页岩与红层的分界带，导致了断裂附近的页岩较为破碎，节理裂隙大量发育。在这样的地质背景下，人类工程活动往往是滑坡产生的直接诱因，而大气降水是进一步加速变形的重要条件。如职业中学东南边坡，前缘为场地内侧陡坎，切坡严重影响了边坡稳定，坡体物质主要由粉质粘土组成，夹少量碎石，其特征是结构松散、大小混杂，凝聚力小，而下伏页岩形成隔水层，在暴雨季节，造成了边坡失稳，形成滑坡。

图4 白沙新城地质剖面简图与典型地质灾害发育Fig.4 The section-map and typical geo-disasters in Baisha new town

（3）碳酸盐岩

研究区碳酸盐岩分为两类，第一类是泥质含量较高的泥灰岩，或者夹海相碎屑岩，这类碳酸盐岩溶蚀作用较弱，但在内外地质营力共同作用下，在斜坡上形成坡积与崩积物，块石粒径较大，甚至形成巨石，它们与后期的残坡积物混合后，形成了今天碳酸盐岩斜坡上的覆盖土层。例如在白浦公路黄金坨至辛女桥一段，公路内侧切坡影响了斜坡稳定性，在降雨下渗后导致早期崩积、坡积物滑动。

另一类是质纯的碳酸盐岩，这类岩石溶蚀作用强烈，地下溶洞、溶蚀管道发育，新城主城区被沅水干流环绕，地下水与地表水的频繁活动加剧了溶蚀过程，在地下溶蚀过程中，部分上覆土层被潜蚀，当土层的应力场平衡被打破后，形成地面塌陷，这类塌陷往往具有突发性，如国土资源局院内塌陷和县一中操场塌陷。白沙新城的地面沉降的速率较缓慢，可能是城市建筑物加载与地下溶蚀作用相结合的结果。

4 结论与建议

泸溪新县城是湖南省典型的地质灾害易发县城，灾害发生频繁高，类型多样，目前威胁核心城区，包括众多的居民楼、企事业单位、政府机关、城区街道等。地质背景决定了白沙新城的地质灾害发育特征，体现当地较为脆弱的地质环境条件。人类工程活动是新县城绝大多数地质灾害的直接诱因，及时对切坡采取防护措施可以大大降低发灾率。

泸溪新县城应重点防范地质灾害的区域包括：第一，县城西部及白浦公路沿线丘陵区，属新城的郊区地带，易发地质灾害类型为崩塌与滑坡；第二，白沙核心城区，下伏地层岩溶较发育，易发灾害类型是地面塌陷、地面沉降。地面沉降虽然目前未造成明显的灾情和隐患，但其影响范围较大，目前仍在缓慢发展之中，今后会造成房至变形等危害。

泸溪新县城的案例，进一步说明了对城镇整体搬迁选址评估的重要性，在岩溶地区，由于地下岩溶具隐伏性，仅地表调查得出的结论是远远不够的，必须在选址阶段就利用钻探、物探等手段论证。目前，有关泸溪新县城的地面塌陷和地面沉降资料很缺乏，且未得到地质环境管理部门的足够重视，今后应加大监测与科学论证，成为城市规划的重要依据。

柏道远，姜文，钟响，等，2015. 湘西沅麻盆地中新生代构造变形特征及区域地质背景[J]. 中国地质， 42(6)：1851-1974.

湖南省地质矿产勘查开发局403队，2016. 湖南省泸溪县1∶5万地质灾害详细调查报告[R].

李俊，2009. 湖南红层地区顺层岩质高陡边坡稳定性及处治技术研究[D]. 长沙：中南大学博士学位论文：55-64.

卿笃干，朱自强，杨铠，2008. 常吉高速沿线红砂岩工程地质特征研究[J]. 公路工程，33(6)：1-4.

杨顺泉，场培焱，李佐海，等，2000. 湖南省地质灾害[M]. 长沙：湖南科学技术出版社：191-197.

Growth Characteristics of Geo-disasters and Its Geological Background in Luxi New County Town

LI Jin
(No. 403 Team, The Bureau of Geology and Mineral Exploration and Development of Hunan Proνince, Changde, Hunan 415000)

The new towns’ construction will lead to many geological environmental issues if it is not enough to demonstrate. This paper attempts to provide some experiences and warnings about new towns’ construction and geological disasters based on their relationship. By the recent data from detailed survey, this paper mainly studies the growth characteristics of geo-disasters and its geological background in Luxi New County Town, located in the middle reaches of the Yuanjiang River. The following conclusions are obtained: (1) the geo-disasters’ susceptibility and variety are caused mainly by complicated geological conditions of Yuanma basin, which will lead to the weak geologic environment, and form the geo-disasters in the new town; (2) A developed karst from the lower strata probably increases the risk of surface collapse and subsidence, which will restrict the development of new town in future; (3)In other town planning, new techniques should play an important role in hazards monitoring, which will provide some experiences for other towns' scientific construction.

Geological disasters; Geological background; Yuanma basin; The Yuanjiang River; Baisha new town

A

1007-1903（2017）04-0050-04

10.3969/j.issn.1007-1903.2017.04.009

湖南省国土资源厅地质调查工作项目（湘[2013]地详433130-44）

李晋（1984- ），男，硕士，主要从事环境地质研究。E-mail: hard115@163.com