关于强烈地震灾后山区地质灾害防治工作的几点思考

2019-03-13 13:00冯华锋李科学
科技创新与应用 2019年5期
关键词:茂县斜坡山体

冯华锋 李科学

摘  要:茂县地处青藏高原与四川盆地过渡地带的高山、极高山地区,区内山高谷深。属于“5·12”汶川特大地震10个极重灾县之一。由于受“5·12”地震影响和持续降雨引发,2017年6月24日5时45分,四川省阿坝州茂县叠溪镇新磨村新村组富贵山山体突发高位特大滑坡,滑坡方量约2244万方。共造成整个村子62户房屋被掩埋,有10人遇难、73人失联、3人受伤。灾情严重,属特大型滑坡地质灾害。强烈地震后,在很长一段时间内地震灾区(山区)地质灾害防治工作十分严峻,文章对此提出了一些思考和建议。

关键词:强烈地震;高位远程;地质灾害;防治工作;茂县

中图分类号:P642.2 文献标志码:A 文章编号:2095-2945(2019)05-0062-03

1 茂县“6·24”叠溪特大山体滑坡概况

1.1 滑坡基本特征

2017年6月24日清晨5时45分,四川茂县叠溪镇新磨村新村组富贵山山体突发高位滑坡,滑坡方量为2244×104m3[1]。短短100秒时间,特大滑坡呼啸着冲向了山脚的新村组。共造成整个村子62户房屋被掩埋,有10人遇难、73人失联、3人受伤。岷江支流松坪沟河道堵塞约1.2km。灾情严重,属特大型滑坡地质灾害。

该滑坡区位于四川茂县叠溪镇新磨村新村组富贵山西坡半山腰的山脊处,地处青藏高原向四川盆地过渡的深切割的高山狭谷地貌区,地形陡峻。滑坡位于松坪沟河谷左侧岸坡,松坪沟为岷江一级支流,河流的下切作用使得该区形成了深切的“V”形峡谷,呈现为两岸陡峭的地形地貌特征。

岸坡相对高差1200-1800m,斜坡坡度20°-70°,局部近于直立。出露基岩主要为三叠系中统杂谷脑组(T2z)变质砂岩夹板岩,岩层产状为182°∠54°,与斜坡方向一致,表层为第四系崩坡积层覆盖,基岩多有出露。滑坡由强风化基岩构成,基岩节理裂隙发育,岩体结构风化破碎,且为顺向坡,加之前缘临空面高陡,植被差,斜坡稳定性较差,形成顺层岩质滑坡,该滑坡发育的海拔高度为3281m,河床的海拔高度约为2286m,滑坡(崩塌)区的坡度达50°~55°,相对高差约1000m,水平下滑距离达2270m。因此,该滑坡点具有较好的临空性和较大的重力势能,为高位滑坡,下滑过程中,滑坡随之解体,变成碎屑流,成为高位远程崩滑碎屑流灾害,其破坏性极大。

经计算,滑坡体积约为2244×104m3,属特大型滑坡(1000×104~10000×104[2])。

滑坡平面形态似葫芦状,根据滑坡发生后表现出来的特征来看,该滑坡主要由滑坡区、滑坡刨蚀区和滑坡堆积区3部分组成(见图1[1])。

(1)滑坡区:位于富贵山西坡的半山腰, 表现为滑坡发生后所留下的基岩新鲜面(滑床),较光滑,坡度为50°~55°,其纵向长度约为487m,横向宽度约为371m,面积为180677m2,滑塌厚约10~20m。崩塌区的基岩为三叠系中统杂谷脑组(T2z)变质砂岩夹板岩,显示为顺坡倾向的单斜地层。其中变质砂岩为坚硬的块状层,而板岩则显示为厚度较薄的软弱层。因此该滑坡区表现为顺层、顺坡的滑动。

(2)滑坡刨蚀区:位于滑坡(崩塌)区与堆积区之间。在滑坡发生后显示为暴露的新鲜刨蚀面,均为基岩,坡度为30°~40°,其中长度约为776m2,宽度为371~476m2,面积约为369376m2,厚度3-10m[3]。在暴露的新鲜面上存在大量阶坎,反映滑坡在滑动过程中对滑动面具有强烈的刨蚀作用。(3)堆积区:滑坡堆积区位于富贵山西坡的坡脚和松坪沟的左岸,为碎屑流堆积区。滑坡堆积体平面形态呈扇形状,纵向长度约为1125m,宽度为476~1207m,最大厚度约50m,平距厚度约30m,体积约2244×104m2。堆积体物质组成主要为块碎石,最大块径约8-10m,一般块径0.5-1.0m,堆积体堵塞河道约1.2km。

1.2 滑坡成因分析

茂县位于川西高原与四川盆地过渡地带的高山、极高山地貌区。也是“5·12”汶川特大地震的极重灾县。茂县“6·24”特大山体滑坡的形成主要与区域地质环境条件和“5·12”地震有关,而后期降雨是触发滑坡的引发因素。

(1)“5·12”地震是滑坡形成的直接因素

茂县“6·24”特大山体滑坡区属高山峡谷区,斜坡高陡,局部近于直立。出露地层主要为三叠系杂谷脑组变质砂岩夹板岩,斜坡表层为第四系崩坡堆积体。区内构造作用强烈,地震频发,特别是受龙门山断裂带影响,区内岩土体节理、裂隙发育,岩体破碎,力学性质变差,且为顺向坡,导致斜坡稳定性较差。

滑坡地处于松坪沟断层,历史上地震频发,包括1933年叠溪地震和2008年“5·12”汶川特大地震,而距今最近的“5·12” 汶川特大地震对该区山体斜坡影响破坏很大,是该滑坡形成的直接因素。汶川地震距离现在时间不长,其震级大,烈度大,影响范围大,造成的破坏也很严重。茂县为汶川特大地震的极重灾县,滑坡区距地震震中距离约100km,地震烈度为9度。地震给区域地层带来的是深部岩体质量损伤,使本区岩体节理裂隙进一步发育,增大增密,岩体结构进一步松散破碎,斜坡进一步变形破坏,稳定性进一步降低,成为本次灾害形成的最直接影响因素。

(2)降雨是滑坡的引发因素

根据调查和当地居民反映,在滑坡发生之前,整个叠溪镇地区已经连续下了近一个月的绵绵雨,几乎每天都在下,中间只停过1、2天时间,日降雨量约为8-12mm,滑坡当日降雨量为9.2mm[1]。由于长时间绵雨,累计降雨量较大,加之巖土体结构破碎,雨水下渗,造成滑坡体重量增加,增大了下滑力,另一方面,使岩土体含水量大量增加,降低了其抗剪强度,容易失稳破坏。因此,降雨是引发滑坡(滑动)的直接因素。

因此,我们认为茂县“6·24”特大山体滑坡是一起由“5·12”地震影响破坏形成的,并于后期降雨引发的高位远程崩滑地质灾害。受地震影响,山体稳定性下降,遇到降雨更容易引发滑坡。特别是短历时强降雨和长历时低强度降雨,都易诱发山地灾害。

2 强烈地震对地质环境的影响破坏

强烈地震对地质环境的影响破坏作用非常大,特别是对山区山体斜坡的影响破坏尤其严重。在“5·12”汶川地震后,极重灾区山体表面仿佛是被扒了一层似的,一眼望去,到处可见的刚刚滑塌过后留下的新鲜岩土坡面,斜坡上,到处是裂缝,到处是滑坡体、崩塌危岩体及不稳定斜坡,山体斜坡出现大面积松动。地震裂缝大量发育,大者长达数千米。

地震之前,在极高山和无人类工程活动的高山区则基本上无地质灾害发育。地震之后,由于地震作用的广泛性,影响到地质环境的每一个角落,因而,在一般人类工程经济活动尚未达到的区域(汶川县、理县、茂县地区大致在2500m以上),由于地质环境条件破坏较大,导致发育众多滑坡、崩塌及不稳定斜坡等地质灾害,且一般因其所处位置较高,因而其形成的影响区、危险区范围一般较大,这是与地震之前有很大不同的地方,这些地质灾害受后期降雨、刮风、动物活动及草木生长发育等作用,表面特征被模糊掩盖,成为隐蔽性很强的潜在地质灾害。到后期此类地质灾害一般难于发现,缺乏监测预防,发生突然。

根据对世界各地发生的大地震的研究来看,强烈地震破坏作用带来的长期影响效应一般较长,甚至长达60年以上[4],因此,强烈地震对地质环境的破坏影响是强烈而长久的。

3 震后山区地质灾害防治工作思路探讨

如前所述,在强烈地震灾后相当长一段时间内,地震灾区山区地质灾害会十分发育,特别是高位崩塌、滑坡等地质灾害发育,多发育在人迹罕至的高山地方,具有发育位置高、难于发现、发生突然及危害范围大等特点。根据强烈地震后地质灾害发育新特点,震后地质灾害防治工作应在常规地质灾害调查、群测群防(针对已知隐患点)、监测预警、工程治理、搬迁避让等防治措施的基础上,增加新的防治对策和措施,以达到加强地质灾害防治,最大限度减少地质灾害的目的。这里主要讲三点:

3.1 及时开展震后地质环境破坏的全面普查记录

由于强震后,山体斜坡刚刚受到破坏,地表变形特征明显,是地质灾害全面普查的最佳时期。利用高科技的手段,利用卫星遥感、飞机、无人机航拍等手段,及时记录震后地质环境破坏情况,为后期地质灾害的防范和治理提供靶子和线索依据。一般来说,强震后,地震灾区地质环境破坏范围广泛而强烈,地质灾害发育数量多、规模大,地质环境恢复新的稳定平衡时间较慢,因此,震后地质灾害的防治工作也是一个漫长的过程,因此,这种震后及时开展地质环境破坏的全面普查记录显得尤为重要。它能为震后地质灾害的防治提供目标区域。

否则随着时间推移,受降雨、刮风、动物活动及草木生长等影响,地震破坏形成的许多地面表征现象会逐渐消失,会给人造成一种“很快恢复”的假象。而内部损伤尤存,受后期降雨等因素影响,很快变形“复活”,形成很多所谓隐蔽性强的“潜在地质灾害”。给后期地质灾害防治工作带来相当大的困难。

3.2 建立地质灾害高风险区(片)潜在地质灾害基层巡查小组

对于强烈地震灾区灾后地质灾害群测群防工作,除建立一般的地质灾害群测群防监测网络外,针对高山、极高山地区,建议建立村、组(社区)一级地质灾害基层巡查小组,作为对地质灾害群测群防监测网络系统的补充。因为目前的地质灾害群测群防监测网络中的地质灾害巡查工作,主要是由地质灾害监测人员针对已知的地质灾害隐患点进行巡查,而不包括对地质灾害高风险片区可能形成的高位崩塌、滑坡等的巡查。地质灾害基层巡查小组主要负责对辖区内特定山头、斜坡,特别是高山、极高山无人区山头、斜坡定期进行面上的人工巡查,尤其是聚焦斜坡高陡、稳定性较差、风险系数较高、人员集中度高的区域、片区。通过巡查及早发现(已知点之外的)最新出现的地质灾害隐患点。要不然,因为无人或少有人去,也就不能被发现,最终成为潜在地质灾害隐患点,直至发生了才为大家所知道。由于滑坡、崩塌等地质灾害在发生前一般都会有前兆信息出现。如早期地面变形、裂缝、小崩、小垮现象等迹象。专业上也有“大垮(滑)之前有小垮” 的说法等。这些前兆的出现为地质灾害的提前发现、预警、提前避让、撤离和启动地质灾害应急预案提供了可能。巡查小组一般以村、组干部、精干村民等组成,负责辖区山头、斜坡的巡查。巡查一般半月一次为宜,汛期遇降雨加密巡查,如暴雨后巡查,绵雨3日一查等。

3.3 增加专业队伍调查频次

震后地质灾害的调查、排查由政府组织,由专业的勘队伍会同地方政府部门一起共同实施。前十年,一般一年一次,以后视情况逐步延长调查周期,作为地质灾害防治工作的技术支撑。

4 结束语

强烈地震对灾区的地质环境,特别是山区的地质环境破坏很大,而地质环境达到新的稳定时间会很长,因而,震后地质灾害的防治任务非常艰巨且漫长。地质灾害的防治工作要根据地震影响特点,在常规防治措施的基础上,因地制宜,探索更为行之有效的办法,来更好地防治地质灾害,最大限度地降低其造成的危害和損失。

同时,地震是人类历史上普遍面临的灾害,很多经验总结可作为后来者的前车之鉴。因此,对于历史经验的总结就显得尤为重要。震后次生地质灾害的防治工作是有经验可寻的,此篇愿对以后可能面临的震后地质灾害防治工作有所裨益。

致谢:感谢在茂县“6·24”叠溪特大山体滑坡后,国土资源部地质环境司、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及中科院成都山地灾害与自然环境研究所等的地质灾害应急救援专家对滑坡进行的研究和分析。

参考文献:

[1]邵崇建,等.茂县滑坡的滑动机制与震后滑坡形成的地质条件[J].成都理工大学学报(自然科学版),2017,44(4):385-402.

[2]殷跃平,等.DZ/T0261-2014滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1:50000)[S].北京:中国标准出版社,2015.

[3]覃亮.茂县“6·24”特大山体滑坡成因初步分析[EB/OL].中国岩土网-岩土评论员,http://www.yantuchina.com/people/detail/946/3481

2.html,2017-08-01.

[4]胡宁,陈凯欣,汪龙华.叠溪山体滑坡:地震留下“内伤”降雨诱发灾害[EB/OL].中青在线,http://news.cyol.com/content/2017-06/25/co

ntent_16229072.html,2017-06-25.

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