廈門市崩塌滑坡災(zāi)害的發(fā)育特征及防治建議

鄭昱

（廈門地質(zhì)工程勘察院，廈門 361008）

廈門市崩塌滑坡災(zāi)害的發(fā)育特征及防治建議

鄭昱

（廈門地質(zhì)工程勘察院，廈門 361008）

區(qū)內(nèi)工程地質(zhì)災(zāi)害主要為崩塌、滑坡和不穩(wěn)定斜坡，災(zāi)害的形成與發(fā)展受自然因素和人類經(jīng)濟(jì)活動(dòng)的影響?；谡{(diào)查資料，系統(tǒng)分析區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害類型及發(fā)育規(guī)律。最后針對(duì)災(zāi)害發(fā)育特征提出相應(yīng)的防治措施和建議。

崩塌；滑坡；地質(zhì)災(zāi)害；防治措施；廈門

廈門大地構(gòu)造處于大陸板塊邊緣活動(dòng)帶。全市由陸地和島嶼兩部分組成，地勢(shì)總體由北西向南東傾斜，南部山勢(shì)陡峻，脊尖坡陡；北部丘陵脊圓坡緩，山前階地、臺(tái)地和沖溝發(fā)育。境內(nèi)地層巖性復(fù)雜，構(gòu)造斷裂發(fā)育。加之氣候溫暖濕潤(rùn)、雨量充沛，以及人類活動(dòng)的加劇，自然生態(tài)環(huán)境遭到破壞，地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)愈來(lái)愈嚴(yán)重之態(tài)勢(shì)。崩塌、滑坡等災(zāi)害不斷發(fā)生，會(huì)沖毀農(nóng)田水利設(shè)施、阻礙交通、毀壞民房和工廠，威脅著群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全［1］。

廈門地區(qū)地貌類型多樣，地質(zhì)災(zāi)害呈現(xiàn)以下5個(gè)特點(diǎn)：一、分布不均，北多南少；二、土質(zhì)為主，規(guī)模較?。蝗?、雨季多發(fā)，旱季較少；四、災(zāi)前征兆不明顯，突發(fā)性強(qiáng)，危害大；五、人為引發(fā)的地質(zhì)災(zāi)害比重大。

本文綜合分析已有研究成果，結(jié)合正在實(shí)施的廈門城市地質(zhì)調(diào)查，對(duì)廈門地區(qū)主要的工程地質(zhì)災(zāi)害類型及形成原因進(jìn)行探討，并提出針對(duì)性的防治措施和建議。

1 廈門市地質(zhì)概況

1.1 區(qū)域構(gòu)造

廈門地區(qū)的構(gòu)造作用主要發(fā)生于中生代，地質(zhì)構(gòu)造格局基本定型，構(gòu)造形式為日耳曼式的斷塊造山作用，構(gòu)造形跡則表現(xiàn)為斷裂構(gòu)造為主，褶皺造山作用極為罕見(jiàn)。斷裂構(gòu)造主要發(fā)育北東、北北東斷裂、東西向斷裂和北西向斷裂，分別受長(zhǎng)樂(lè)－南澳區(qū)域深斷裂帶、廈門－南靖區(qū)域大斷裂帶和永安－晉江區(qū)域大斷裂帶控制?？梢哉J(rèn)為，中生代古太平洋板塊往西隱沒(méi)于歐亞大陸板塊的地殼活動(dòng)，以及由此而形成的地殼深部構(gòu)造就是本區(qū)地質(zhì)構(gòu)造形成的原因和條件。

1.2 地層巖性

本區(qū)地層以中生界與新生界為主。中生界自下而上有上三疊統(tǒng)文賓山組、上三疊統(tǒng)－侏羅系變質(zhì)巖、侏羅系下統(tǒng)梨山組、侏羅系上統(tǒng)南園組、長(zhǎng)林組；新生界自下而上有第四系更新統(tǒng)的同安組和龍海組、全新統(tǒng)的長(zhǎng)樂(lè)組等。廈門地區(qū)侵入巖十分發(fā)育，出露面積約占廈門陸域面積的1/3，其活動(dòng)時(shí)期均屬燕山期，它系中生代大洋板塊向大陸板塊俯沖，引起下地殼重熔、分異而衍生的重熔－同熔巖漿上侵定位的產(chǎn)物。巖石性質(zhì)大部分屬于酸性－中酸性，多呈巖株?duì)睢r瘤狀產(chǎn)出。

2 地質(zhì)災(zāi)害類型及分布特征

全市地質(zhì)災(zāi)害分布有明顯的區(qū)域性特點(diǎn)，滑坡、崩塌和潛在不穩(wěn)定斜坡地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生在自然地形地貌切割比較強(qiáng)烈的區(qū)域，它們大部分為不穩(wěn)定斜坡產(chǎn)生嚴(yán)重變形的結(jié)果。截止2009年，全市地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)共計(jì)147處，其中崩塌81處（占總數(shù)的55.1%），滑坡31處（占總數(shù)的21.09%），潛在不穩(wěn)定斜坡33處（占總數(shù)的22.45%），泥石流2處（占總數(shù)的1.36%）［2］。主要分布在同安區(qū)的汀溪鎮(zhèn)和蓮花鎮(zhèn)、島內(nèi)湖里區(qū)。廈門全市地質(zhì)災(zāi)害分布見(jiàn)表1。

表1 廈門市地質(zhì)災(zāi)害類型分布統(tǒng)計(jì)表Table 1 Types of the geo－h(huán)azards in Xiamen and their distribution

2.1 崩塌

影響崩塌產(chǎn)生的因素主要為斜坡形態(tài)和構(gòu)造裂隙發(fā)育程度，降雨是最主要的誘發(fā)因素，人類活動(dòng)往往破壞斜坡的平衡狀態(tài)而促使崩塌產(chǎn)生。崩塌絕大多數(shù)發(fā)生在凸坡20°～55°的斜坡上，它包括土崩和巖崩。土崩既與土體性質(zhì)、形態(tài)有關(guān)，又與降雨強(qiáng)度有關(guān)，絕大部分發(fā)育于殘坡積層和強(qiáng)風(fēng)化層中。坡度越陡，降雨強(qiáng)度、降雨量越大，發(fā)生崩塌的危險(xiǎn)性越大。巖崩與高陡臨空面和分割巖體裂面的存在有密切關(guān)系，崩塌數(shù)量以侵入巖巖組為多，次為噴出巖。廈門地區(qū)的崩塌類型以土崩為主，規(guī)模大多為幾十至幾百立方米，危及范圍也較小［3］。由于崩塌主要分布于交通沿線以及鄉(xiāng)村居民點(diǎn)，所以對(duì)人民生命和財(cái)產(chǎn)都會(huì)造成極大的危害和損失。

2.2 滑坡

滑坡的發(fā)育與分布受多種因素的影響。內(nèi)在因素為地形地貌、巖土體類型、地下水；外在因素主要有降雨、人類活動(dòng)及地表水。具一定坡度的斜坡，是滑坡發(fā)生的前提條件。斜坡坡度越大，斜坡土體下滑力越大，而垂直滑面的正壓力越小，土體抗滑力越低。潛滑面是滑坡形成的基本條件，風(fēng)化差異軟弱面和堆積軟弱面等，為滑坡發(fā)生提供了潛滑面條件。強(qiáng)降雨是滑坡形成的直接誘因，大部分滑坡發(fā)生在大雨、暴雨或雨后不久，雨過(guò)之后，滑坡活動(dòng)基本上停止。廈門的滑坡成災(zāi)規(guī)模較小，以土質(zhì)滑坡為主，大部分土質(zhì)滑坡滑體厚度小于6m，已發(fā)生區(qū)域主要集中在同安北部和翔安的大帽山農(nóng)場(chǎng)［1，4］。

2.3 不穩(wěn)定斜坡

由于人工削坡形成臨空面，改變了原有斜坡的平衡狀況，在降雨過(guò)程中，雨水滲入土體降低抗剪強(qiáng)度、增大自身重量和水壓力，在土體重力、地下水壓力等作用下，土體發(fā)生位移。一旦屋后人工邊坡在局部發(fā)生破壞后，由于牽引及拉動(dòng)，往往造成鄰側(cè)土體的松動(dòng)及隱伏裂隙的產(chǎn)生，若發(fā)生降雨，這部分土體會(huì)首先產(chǎn)生滑動(dòng)，而導(dǎo)致滑坡或崩塌災(zāi)害。

3 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育影響因素分析

分析地質(zhì)災(zāi)害的形成原因及影響因素，針對(duì)災(zāi)害的致災(zāi)特點(diǎn)，采取有效的防治措施，盡量減輕災(zāi)害的損失，廈門區(qū)域的崩塌和滑坡受自然影響和人類工程活動(dòng)的影響較大。

3.1 地形地貌

區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害主要發(fā)生在低山、丘陵、臺(tái)地地區(qū)，分布于坡度大于20°的斜坡上，占總數(shù)的95%以上。調(diào)查顯示，分布在20°～25°斜坡上的崩塌、滑落占總數(shù)的30%，發(fā)生于25°以上斜坡的災(zāi)害占65%?？梢?jiàn)，適宜的坡度、高度有利于巖土體形成滑落的臨空面，它控制著災(zāi)害的規(guī)模和分布。

3.2 巖土體類型與結(jié)構(gòu)面特征

巖土體是地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要物質(zhì)基礎(chǔ)，巖土體的類型、母巖的結(jié)構(gòu)、構(gòu)造性質(zhì)與地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生有著密切的關(guān)系。構(gòu)成區(qū)內(nèi)主要巖土類型有：塊狀堅(jiān)硬侵入巖巖組、塊狀堅(jiān)硬－半堅(jiān)硬侵入巖巖組、軟硬相間的砂巖、片巖、變粒巖組、殘坡積土、沖洪積土、沖洪堆積土六大類。各巖土體的崩塌和滑坡災(zāi)害分布密度見(jiàn)圖1。

圖1 區(qū)內(nèi)巖土體類型與崩塌和滑坡分布密度的關(guān)系Fig.1 Relation of rock－soil types to density of collapses and landslides

從圖1可以看出，堅(jiān)硬完整巖體構(gòu)成的斜坡，一般不易發(fā)生滑坡，只有當(dāng)這些巖體中含有向坡外傾斜軟弱夾層、軟弱結(jié)構(gòu)面，能夠形成貫通滑動(dòng)面時(shí)，容易形成滑坡。各種軟巖或第四系松散沉積物組成的斜坡，容易發(fā)生滑坡。由于這些巖土的抗剪強(qiáng)度低，多含粘土礦物，具有多種軟弱結(jié)構(gòu)面，較易形成貫通滑動(dòng)面，一旦有地下水侵入則容易發(fā)生滑坡。同時(shí)，巖性對(duì)崩塌也有明顯的控制作用。由軟、硬巖相間構(gòu)成的邊坡，因差異風(fēng)化使硬巖突出、軟巖內(nèi)凹，突出懸空的巖石容易發(fā)生崩塌。

3.3 降雨與地下水

降雨是誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的重要因素之一，滑坡、崩塌與降雨直接誘發(fā)有關(guān)。降雨對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的產(chǎn)生和分布的時(shí)空性具有明顯的控制作用，雨水的沖刷作用也會(huì)加劇地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。強(qiáng)降雨期間，由于短時(shí)間內(nèi)降雨量大，補(bǔ)給強(qiáng)，地下水來(lái)不及排泄，水位急劇上升，巖土體軟化快，水壓增速快，地表水和地下水潛蝕作用強(qiáng)烈，極易導(dǎo)致滑坡、崩塌災(zāi)害的發(fā)生。

廈門市屬于亞熱帶海洋性季風(fēng)氣候區(qū)，強(qiáng)降雨多發(fā)生在4～9月份，崩塌和滑坡也大都發(fā)生在這期間。以1983～2003年月平均降雨量為例，地質(zhì)災(zāi)害與月平均降雨量的關(guān)系見(jiàn)圖2。

圖2 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生量與月平均降雨量的關(guān)系Fig.2 Relation between occurrence number and monthly average rainfall

可以看出，地質(zhì)災(zāi)害多發(fā)生在強(qiáng)降雨、臺(tái)風(fēng)暴雨的季節(jié)，受強(qiáng)降雨影響大。根據(jù)日常地質(zhì)災(zāi)害防治經(jīng)驗(yàn)，廈門市地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與降雨量經(jīng)驗(yàn)值為：日降雨量＞100mm時(shí)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性大，尤其容易發(fā)生小崩塌；過(guò)程雨量達(dá)150mm及其以上發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害的可能性很大。

地下水是影響斜坡穩(wěn)定性的重要因素之一，地下水的長(zhǎng)期作用導(dǎo)致斜坡土體和巖石飽和、軟化，降低了巖土體的抗剪強(qiáng)度，同時(shí)地下水增加了土體的重量和結(jié)構(gòu)面摩擦力的降低，使斜坡容易產(chǎn)生變形破壞。地下水運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的靜水壓力和動(dòng)水壓力也對(duì)斜坡變形產(chǎn)生作用，導(dǎo)致滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。

3.4 人類工程活動(dòng)

人類活動(dòng)是本市地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的主要誘因。隨著廈門市經(jīng)濟(jì)迅速發(fā)展，各類工程活動(dòng)頻繁。目前發(fā)現(xiàn)的地質(zhì)災(zāi)害絕大多數(shù)與人類的工程活動(dòng)相關(guān)，主要發(fā)生在山區(qū)、山前地帶。由于人為削坡建房、修路、礦山開(kāi)采，形成的斜坡體或造成高陡臨空面，或改變?cè)械牡乇砗偷叵滤\(yùn)動(dòng)條件，改變了原有斜坡的平衡狀態(tài)，破壞了局部地質(zhì)環(huán)境的穩(wěn)定性，易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。因此，控制人類對(duì)自然巖土的破壞，合理安排經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)對(duì)預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生顯得尤為重要。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治

地質(zhì)災(zāi)害性質(zhì)上多表現(xiàn)為突發(fā)性，這種突發(fā)性對(duì)廈門經(jīng)濟(jì)建設(shè)活動(dòng)產(chǎn)生了巨大的危害，威脅著人民的生命財(cái)產(chǎn)安全。災(zāi)害防治主要采取限制、監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)、避讓與工程治理等措施來(lái)實(shí)施地質(zhì)災(zāi)害的防治方案。

4.1 應(yīng)用先進(jìn)的預(yù)測(cè)模型

應(yīng)用預(yù)測(cè)模型，評(píng)價(jià)滑坡體穩(wěn)定性或敏感性，利用這些模型對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的空間、時(shí)間發(fā)生規(guī)律進(jìn)行研究，了解崩塌、滑坡的發(fā)展規(guī)律，預(yù)測(cè)其發(fā)生時(shí)間、位置和規(guī)模大小。目前，可使用的方法包括：穩(wěn)定系數(shù)預(yù)測(cè)法、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)預(yù)報(bào)法、信息模型法、災(zāi)變模型預(yù)測(cè)法、模糊綜合評(píng)判法、“齋膝”法、灰色理論模型預(yù)測(cè)、非線性動(dòng)力學(xué)模型預(yù)測(cè)、多參數(shù)預(yù)報(bào)法等［4］。

崩塌滑坡災(zāi)害空間預(yù)測(cè)能夠?yàn)槿祟惞こ袒顒?dòng)選擇穩(wěn)定性較好的地段，保障生命和財(cái)產(chǎn)盡可能免遭滑坡災(zāi)害的襲擊。時(shí)間預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)是要確定滑坡在未來(lái)可能發(fā)生的時(shí)間區(qū)段或確切時(shí)間，為提前采取必要的預(yù)防措施提供科學(xué)依據(jù)。通常，所要預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)的時(shí)間越長(zhǎng)，所能依據(jù)信息的可靠度就相應(yīng)地下降，預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)結(jié)果的可靠度也就越低。

4.2 采用先進(jìn)的監(jiān)測(cè)技術(shù)

地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)的主要任務(wù)為監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害時(shí)空域演變信息（包括形變、地球物理場(chǎng)、化學(xué)場(chǎng)）、誘發(fā)因素等，從而最大程度獲取災(zāi)害體連續(xù)的空間變形數(shù)據(jù)，應(yīng)用于地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)、預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)和防治工程效果評(píng)估。崩塌、滑坡等地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生，具有爆發(fā)周期短、破壞性及威脅性顯著、形成原因復(fù)雜等特點(diǎn)。目前可采用變形監(jiān)測(cè)、物理與化學(xué)場(chǎng)監(jiān)測(cè)、地下水監(jiān)測(cè)、誘發(fā)因素監(jiān)測(cè)等監(jiān)測(cè)手段，或聯(lián)合采用多種手段以提高監(jiān)測(cè)精度。

4.3 應(yīng)用GIS技術(shù)

隨著地理信息系統(tǒng)（GIS）技術(shù)的不斷發(fā)展，GIS在地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)預(yù)報(bào)中已得到了廣泛應(yīng)用，在地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測(cè)和預(yù)防中的應(yīng)用也越來(lái)越成熟。廈門市地質(zhì)災(zāi)害的防治，應(yīng)立足結(jié)合現(xiàn)有收集到的城市地質(zhì)災(zāi)害信息，運(yùn)用GIS技術(shù)建立全市的地質(zhì)災(zāi)害可視性計(jì)算機(jī)信息系統(tǒng)，對(duì)技術(shù)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)進(jìn)行追蹤分析、動(dòng)態(tài)監(jiān)測(cè)和宏觀管理等，監(jiān)測(cè)地質(zhì)災(zāi)害的形成和演變趨勢(shì)，為管理決策提供技術(shù)支持［5～8］。例如，對(duì)于不穩(wěn)定邊坡，可采用GIS技術(shù)建立三維邊坡地理信息系統(tǒng)，運(yùn)用GIS柵格模型和GIS數(shù)據(jù)模擬滑坡滑動(dòng)過(guò)程，從而及時(shí)做到滑坡災(zāi)害的預(yù)警。

自2008年廈門城市地質(zhì)調(diào)查項(xiàng)目實(shí)施以來(lái)，廈門市基于MapGIS地理信息平臺(tái)初步建立了城市地質(zhì)信息庫(kù)和三維可視化城市地質(zhì)結(jié)構(gòu)模型，其中錄入了全市已調(diào)查的地質(zhì)災(zāi)害信息數(shù)據(jù)。充分利用GIS技術(shù)的空間分析功能在地質(zhì)災(zāi)害防治中的應(yīng)用，劃分災(zāi)害發(fā)生的潛在區(qū)域，分析可能影響程度，可為廈門城市科學(xué)規(guī)劃建設(shè)提供積極的參考意見(jiàn)。

4.4 加強(qiáng)其他地質(zhì)災(zāi)害的橫向研究

廈門是臨海城市，工程地質(zhì)災(zāi)害并不是獨(dú)立發(fā)生的，往往與其他類型的因素（氣象、水文、人類活動(dòng)等）相關(guān)。隨著人類對(duì)地形地貌的改變，以及人口規(guī)模的增長(zhǎng)，特別是由于地下水超量開(kāi)采引起了一系列的環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)問(wèn)題，應(yīng)引起足夠的重視。

（1）地面沉降。地面沉降往往形成大面積的降落漏斗，所引起的不良后果包括城市低面積擴(kuò)大、地面開(kāi)裂、建筑物破壞、地面運(yùn)輸線和地下管線扭曲斷裂、城市供水和排水系統(tǒng)失效、農(nóng)村低洼地區(qū)洪澇積水等，威脅著城鎮(zhèn)居民的生活和生存環(huán)境。

（2）海水入侵。在沿海地區(qū)超采地下水，地下水水位持續(xù)大幅度下降可造成咸淡水界面發(fā)生變化，破壞地下淡水與海水的壓力平衡，使海水內(nèi)侵，造成機(jī)井報(bào)廢，人畜飲水困難，土壤鹽堿化，地下水質(zhì)惡化等。

（3）地基承載力減弱。開(kāi)采地下水后，地下水失去了對(duì)上層覆土的支撐，地層有效應(yīng)力增大，從而產(chǎn)生滲透固結(jié)和荷載固結(jié)，導(dǎo)致含水層浮托力減小，危害建筑特別是高層建筑的地基穩(wěn)定性。

5 結(jié)論

廈門包含多種地貌類型，區(qū)內(nèi)海拔高差較大，每年都有地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生，部分山區(qū)、山前地帶地質(zhì)災(zāi)害隱患比較嚴(yán)重，威脅到居民的生命和住房安全。調(diào)查發(fā)現(xiàn)，區(qū)內(nèi)主要地質(zhì)災(zāi)害類型有崩塌、滑坡及不穩(wěn)定斜坡，影響其發(fā)育的因素主要包括地形地貌、巖土類型、降雨及人類的工程活動(dòng)。隨著人類對(duì)地貌的影響日益強(qiáng)烈，加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生發(fā)展規(guī)律的研究，并采取切實(shí)有效的工程管理措施顯得日漸迫切。防治地質(zhì)災(zāi)害，可運(yùn)用多種技術(shù)手段，避開(kāi)災(zāi)害易發(fā)區(qū)，將崩塌、滑坡災(zāi)害的損失降到最小。

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［8］朱良峰，殷坤龍，張梁，等.基于GIS技術(shù)的地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)分析系統(tǒng)研究［J］.工程地質(zhì)學(xué)報(bào)，2002，10（4）：428－433.

DEVELOPMENT CHARACTERISTICS OF COLLAPSES AND LANDSLIDES IN XIAMEN AND THEIR CONTROL

Zheng Yu
（Xiamen Institute of Geological Investigation，Xiamen 361008，China）

Engineering geo－h(huán)azards in the region mainly include collapses，landslides and unstable slopes，which have developed with both natural factors and human economic activities influencing.Based on survey data，a systematic analysis is done of geo－h(huán)azards types and their development law in the region.Finally，corresponding control measures are recommended according to their development characteristics.

collapse；landslide；geo－h(huán)azard；control measures；Xiamen

P642.21；P642.22

A

1006－4362（2012）02－0017－04

2012－01－21 改回日期：2012－03－16

鄭昱（1981－ ），男，2002年畢業(yè)于福州大學(xué)水文地質(zhì)與工程地質(zhì)專業(yè)，工作于福建省廈門地質(zhì)工程勘察院，長(zhǎng)期從事廈門地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害評(píng)估、勘察、治理等工作，參與了廈門市及其各區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查與區(qū)劃編寫(xiě)等工作。