文山州马关县南捞乡滑坡的成因和防治

2024-12-04 00:00罗家雨陈冬
炎黄地理 2024年8期

文章旨在探讨文山州马关县南捞乡滑坡的成因,并提出相应的防治措施。通过对滑坡地质背景、成因分析以及现有防治措施的综合研究,旨在为类似地质条件下的滑坡防治提供参考。

滑坡作为一种常见的地质灾害,对人民生命财产安全构成严重威胁。

南捞乡位于云南省文山州马关县东部老君山西北麓,乡政府驻地距县城25.5千米,国土面积为184.54平方千米。该乡地形复杂,地势南高北低,西高东低,相对高差较大。南捞乡政府东侧边坡长期以来存在变形迹象,尤其在降雨及地形影响下,边坡发生牵引式、牵引—推移混合式变形,对001乡道、云南农村信用社、公租房等构筑物造成破坏,形成灾害点。南捞乡滑坡的形成与全风化花岗片麻岩的特殊工程地质特性密切相关,且该地层在云南西部大面积分布。因此,深入研究南捞乡滑坡的成因及防治措施,对于防灾减灾具有重要意义。

滑坡成因分析

地质背景。马关县大地构造位置为华南褶皱系之滇东南褶皱带,区内控制性构造为文山巨型环状构造,该构造处于云南山字型构造与广西山字型构造之间,为两个山字型构造反射弧的共同砥柱。县域由两部分构造形迹组成:都龙花岗岩深变质岩及越北黄树皮深变质岩组成的砥柱;有弧形旋钮断裂所分割的四个环形褶皱断裂带。县域南、东,以都龙花岗岩、深变质岩为砥柱,外旋逆时针方向向砥柱旋扭,构造形迹多为北东—南西向;北部、西部,北西向断裂叠加于环状构造之上,破坏并改造了环状构造,形成北西向、北东向断裂相互切错现象。

滑坡区位于都龙老君山旋扭构造北西部,紧邻由花岗岩和深变质岩组成的砥柱。都龙老君山旋扭构造,以花岗岩隆起为砥柱,四周有4条压扭性断裂并夹有褶皱构造。

滑坡区北缘发育1条近东西向性质不明断裂,其走向与南捞河基本一致,北盘分布寒武系中统田蓬组(∈2t)白云质灰岩夹泥质砂岩、砾岩;南盘分布寒武系下至中统(∈1~∈2t)花岗片麻岩。区内地质图如图1所示,区内地质构造如图2所示。

滑坡区水文特征。马关多年平均降雨量1350.4毫米,一日最大降水量111.2毫米,其南部山势突然增高,对南部暖热气流的阻隔,使得降水量激增,降水量从北向南递增,从西至东递减,年均变率15%,降水量最多为都童镇东瓜林,最大可达2194毫米,最小为坡脚镇山车村公所,雨量1074毫米。在同一地区,雨量一般随标高的增加而增加,北部标高每升高100米,年降雨量递增约175毫米;南部、西部升高100米,年降雨量递增40毫米;中部、东部标高升高100米,年降雨量增加80毫米。历年平均暴雨日数2.7天,最多年是1978年,暴雨日5天。历年平均降雨日数186天,7月达25天,降雨量占年降雨量20%,5~10月,降雨量占全年降水量的81%。

滑坡区内主要的地下水类型为土体中的孔隙潜水和基岩中的基岩裂隙水。孔隙潜水主要受大气降雨的补给,沿斜坡方向由南向北向南捞河径流、排泄。基岩裂隙水主要由风化裂隙水和构造裂隙水组成。松散岩类孔隙水含水层主要为粉土、全风化花岗片麻岩,透水性一般,富水性受降雨影响大。碎屑岩裂隙水含水层主要为寒武系下至中统花岗片麻岩,全风化层及强风化层为相对含水层,中风化层富水性较弱。

地形地貌。马关县位于云贵高原南缘,山高谷深,为深切割中山—低中山地貌,地势大致为西北高,东南低,控制了主要河流的展布和流向。县境内峰峦叠嶂,沟壑纵横,最高点为东部与麻栗坡交界的老君山,标高2579米,最低处为西南隅的南溪河畔,标高107米,相对高差2472米。全县山区面积占76%,半山区占24%,地形坡度大多在20°~40°之间。南捞乡滑坡位于南东—北西向山梁西南侧斜坡近顶部,滑坡所处位置为斜坡地形陡缓变化处,其后部为集镇区,沿001乡道两侧房屋密布,集镇上方为缓坡林地、耕地,地形坡度10°~15°。滑坡区地形坡度25°~40°,现状主要为林地,局部为耕地;滑坡下部为冲沟。

滑坡基本特征

滑坡形态、规模。根据地形地貌及变形特征,滑坡周界较清晰,左侧边界为坡耕地与林地交界处,也是缓坡地形向山坡过度的交界处,右侧边界为缓坡台地向南北向山坡过度的陡缓交界处,前缘至地形陡缓变化处缓坡台地,后缘沿居民区民房院坝外地形陡缓变化处圈定,次级滑面后缘根据乡道上发育的弧形拉裂缝圈定。

滑坡平面形态近似于长条形,南侧主滑方向12°,在公路下方向北东冲沟临空侧转向,在北侧主滑方向为328°。纵长420米,宽70~96米、平均宽82米,滑坡面积2.99×104平方米,滑体厚度变化较大,钻孔揭露其厚度介于5.3~13.5米之间,平均厚度7.8米,体积23.32×104立方米,为中型浅层牵引式滑坡。滑坡后缘高程1103~1119米,前缘高程1012~1019米,平均坡度14°。

滑坡结构特征。滑坡(风化界面)滑体物质由第四系滑坡堆积层(Q4del)粉土、第四系人工填土层(Q4ml)、寒武系下至中统全风化花岗片麻岩(∈1~∈2t)组成,描述如下:

第四系滑坡堆积层(Q4del)粉土,灰黄、褐黄色,湿~稍湿,稍密~中密,粉土层内局部不均匀分布角砾、碎石、块石,含量一般5%~15%,手搓有轻微粘滞感,无摇震反应,切面无镜面光泽,干强度和韧性低,厚度约为2.0~12.0米。

第四系人工填土层(Q4ml),杂色,稍密,含有不均匀角砾、碎石、块石,为道路建设和民房建设过程中场地平整开挖产生的弃土、弃渣,厚度1.0~6.5米。该层结构松散,孔隙率高,主要分布在乡道两侧和民房周边,受震动、降水影响易产生浅表层滑移错动。

寒武系下至中统全风化花岗片麻岩(∈1~∈2t)位于第四系滑坡堆积层粉土层下部,该层因剧烈风化作用,呈浅灰、灰、灰绿色,组织结构基本破坏,但原岩结构清晰,岩芯呈粉土状,局部夹原岩残块,层厚0.6~13.8米。该层工程力学性质较差,遇水易软化崩解形成软弱带,遇岩层产状与坡向一致等不利地形组合易产生滑坡。

滑坡滑体厚度约6.6~13.3米,平均厚度7.8米。调查期间,滑坡区内正在进行民用建筑工程建设,在其场坪后人工边坡上调查发现滑带粉土,该层土镜面、擦痕明显。

滑坡成因分析。滑坡和变形体的发育,是由地形地貌条件差、地层岩性与地质结构面有利、地下水沿滑动面(带)富集与运移、大气降水与地表水下渗等因素共同作用孕育而成。可分为内在因素和外在因素。

内在因素:

软弱结构面的存在,是控制马关县南捞乡滑坡的主要内在因素。区内的软弱结构面主要为土石界面、全风化花岗片麻岩与强风化花岗片麻岩的风化界面。

滑坡堆积层粉土为原始地层,稍湿、稍密~中密,力学性质与下伏全风化花岗片麻岩有较大差异,雨季饱水易沿土石界面产生滑动,为项目区主要软弱面。

全风化花岗片麻岩因呈粉土状,夹片麻岩颗粒残块,粘聚力极差,具有较强的透水性,下伏强风化花岗片麻岩为相对隔水层,雨季降水沿风化界面径流,饱水状态下层间粉土形成软弱带,加之滑坡所在斜坡区坡度较陡,若上部滑体产生剧烈滑动后,受其牵引存在切穿全风化层向深部发展进而沿风化界面产生滑动的可能,滑坡中段滑面即受其控制。

地形条件:测区斜坡,属剥蚀—堆积层斜坡、地形地貌条件差,地形相对高差大,致使坡体组成物质具有较大的重力势能差,为坡体组成物质的滑移提供了动力。斜坡地形陡缓转折和高陡自然边坡、冲沟下切形成的高陡谷坡,均为坡体组成的物质滑动剪出提供了临空面和滑移空间。

外在因素:

降水:南捞乡每年5~10月为雨季,雨量占全年雨量的82%,其中7月降水尤为集中。勘查区具有旱雨季分明、降雨集中的气候特点。斜坡岩土在旱季失水时表层裂隙、孔隙张开,在雨季因连续降水,造成雨水下渗使坡体岩土饱水、重度增大,抗剪强度降低,下滑力增大,从而诱发滑坡的形成。据现场走访调查,勘查区滑坡变形及加剧均发生在雨季。

人类工程活动:斜坡中上部大量修建房屋,对原始斜坡进行开挖、平整与弃渣堆放,破坏了斜坡原始的平衡状态,加之建房修路后斜坡上荷载增大,为滑坡的形成创造了有利条件。

综合上述原因分析,软弱结构面的存在是滑坡产生的控制性内在因素,降雨及斜坡中上部的人类工程活动为诱发滑坡产生的外因。

滑坡稳定性分析。据2013年杨生斌等人在《西部探矿工程》发表的《浅谈云南省马关南捞乡滑坡成因与防治措施》一文记载,马关县南捞乡政府处于巨型古滑坡区上,在古滑坡上发生多个次一级滑坡。1971年与1978年滑坡活动较明显。云南省工程地质勘察设计研究院2002年曾对南捞乡滑坡进行了调查,认为该山坡堆积体为古崩塌成因,经过现场调查,我院偏向于云南省工程地质勘察设计研究院关于“南捞乡滑坡不是一整体古滑坡的观点”。从周围地形地貌、平面岩土层分布、竖向地层结构、岩层节理裂隙发育特征、变形特征来看,古崩塌可能性较大。基于此,我院认为南捞乡斜坡整体位于古崩塌体上,整体稳定,局部受流水冲刷、重力影响不稳定,历史上产生了9个规模较大的滑坡(依次为南捞乡政府西滑坡I、南捞乡政府西上叠滑坡I1、南捞乡政府西上叠滑坡I2、南捞乡政府东滑坡Ⅱ、南捞乡政府东上叠滑坡Ⅱ1、南捞中学滑坡Ⅲ、南捞河南滑坡Ⅳ、小寨北西滑坡Ⅴ、小寨北东滑坡VI)。

据本次现场调查,自2002年以来南捞乡政府东侧斜坡即出现开裂变形迹象,尤其是2010年以后,受强降雨及房屋荷载等影响,斜坡变形加剧,开裂变形主要集中在斜坡中后部,主要表现为水泥路面、已有挡墙及部分民房开裂变形。尤其是2021年进入雨季以后,变形更为明显,主要集中在次级滑面后缘路面,乡道出现数条弧形拉裂缝,并伴随开裂沉陷。从变形迹象来看,目前滑坡次级滑面、滑坡主滑面均尚未有整体滑动迹象。因此认为,滑坡现状整体处于基本稳定~稳定状态,次级滑面和前缘临冲沟侧处于欠稳定状态。

防治措施

监测与预警。加强对南捞乡滑坡隐患地带的监测,及时发现异常情况并预警。通过安装监测设备、定期巡查等方式,掌握滑坡体的变形特征和规律,为防治工作提供科学依据。

工程治理。滑坡地质灾害直接威胁南捞乡乡政府办公地及附近居民,威胁常住居民500余人,威胁固定资产约2500万元。每逢赶集,附近村落村民及商贩密集,险情等级为大型,险情紧急。综合考虑,为保证南捞乡政府及周边居民安全,对滑坡区进行综合治理已十分紧迫且势在必行,治早治小、早治早好,对民族团结、安定、边民安居乐业等都具有重要的现实意义。治理措施可采取单级或分级设置抗滑桩(抗滑桩板墙、锚索抗滑桩)对乡道及后侧建构筑物进行保护治理。

搬迁避让。对于受滑坡威胁严重的居民区,亦可实施搬迁避让措施。将居民迁移至安全地带,从根本上消除滑坡对人民生命财产安全的威胁。

植被恢复。在滑坡体上种植植被,有助于增加岩土体的稳定性。植被的根系可以固定土壤,减少水土流失,从而降低滑坡发生的可能性。

滑坡平面形态近似于长条形,南侧主滑方向12°,在公路下方向北东冲沟临空侧转向,在北侧主滑方向为328°。纵长420米,宽70~96米、平均宽82米,滑坡面积2.99×104平方米,滑体厚度变化较大,厚度介于5.3~13.5米之间,平均厚度7.8米,体积23.32×104立方米,为中型浅层牵引—推移混合式滑坡。滑坡后缘高程1103~1119米,前缘高程1012~1019米,平均坡度14°。

文山州马关县南捞乡滑坡的成因主要包括地质背景、降雨、地形地貌和人为因素等。为了有效防治滑坡灾害,应加强监测与预警,治理措施可采取单级或分级设置抗滑桩(抗滑桩板墙、锚索抗滑桩)对乡道及后侧建构筑物进行保护治理。亦可实施搬迁避让,并恢复植被。通过这些综合措施的实施,可以显著降低滑坡灾害对人民生命财产安全的威胁。

[作者单位:1.核工业西南勘察设计研究院有限公司;2.西藏金海矿产资源开发有限公司(核工业西藏地质调查院)]