山西省清徐縣地質(zhì)災(zāi)害特征分析

王 煒

(山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 太原 030024)

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山西省清徐縣地質(zhì)災(zāi)害特征分析

王 煒

(山西省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測中心，山西 太原 030024)

結(jié)合清徐縣的地理位置，對該區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征、形成原因進(jìn)行了分析，指出清徐縣地質(zhì)災(zāi)害具有爆發(fā)率高、突發(fā)性強(qiáng)、危害大、隱蔽性強(qiáng)的特點，其分布發(fā)育與區(qū)內(nèi)獨特的自然地理格局和復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境條件密切相關(guān)，該研究對地質(zhì)災(zāi)害的防治具有重要意義。

地質(zhì)災(zāi)害，發(fā)育特征，地裂縫

0 引言

清徐縣位于山西省中部，太原市西南端，隸屬于太原市管轄，總面積609 km2。特殊的地質(zhì)條件造就了清徐縣地質(zhì)災(zāi)害全、分布廣、破壞性強(qiáng)的特點，在人類工程活動和降雨的誘發(fā)下，極易發(fā)生各種地質(zhì)災(zāi)害。近年來，隨著人類工程活動的強(qiáng)度不斷增大，地質(zhì)災(zāi)害問題也日益突出，僅采煤引發(fā)的地面塌陷、地裂縫造成的經(jīng)濟(jì)損失就占到經(jīng)濟(jì)損失總額的64.1%，多達(dá)1 730.2萬元。

1 環(huán)境地質(zhì)概況

清徐縣地貌呈西北高東南低地勢，依次分成山區(qū)、洪積扇區(qū)和沖積平原區(qū)三大地貌單元。山區(qū)海拔在800 m以上，山勢綿延起伏，溝壑縱橫，植被較差，溝谷多呈“V”形谷；山前洪積扇群發(fā)育，構(gòu)成廣闊的傾斜平原，平均扇寬2 km～5 km，扇頂坡度較大約2°～4°，下部較緩約在1°～2°；平原東西兩面地勢較高，中部汾河一線較低，最低點在常豐村汾河出境處，海拔753.0 m。清徐縣山區(qū)主要為二疊系下石盒子組，局部出露石炭系山西組地層；平原區(qū)出露地層主要為第四系全新統(tǒng)。其地處晉中新生代斷陷盆地北段西北邊緣，西陡而東緩，以邊山晉交大斷裂為界，平原區(qū)屬新生代多字形槽地，山區(qū)則屬于中生代多字形槽地。受新華夏系及祁呂弧形構(gòu)造聯(lián)合作用控制，以壓扭性所產(chǎn)生的褶曲和斷裂為主。屬于黃河流域汾河水系，平原區(qū)河流主要有汾河、瀟河、烏馬河、象峪河。每年的汛期為6月～9月，屬暖溫帶大陸性氣候。

2 地質(zhì)災(zāi)害分布規(guī)律

清徐縣地質(zhì)災(zāi)害在降雨和人類工程活動的影響下十分發(fā)育，類型多樣。區(qū)內(nèi)主要的地質(zhì)災(zāi)害有地面塌陷、地裂縫、滑坡、潛在不穩(wěn)定斜坡和泥石流，以地面塌陷、地裂縫為主，滑坡、潛在不穩(wěn)定斜坡次之。據(jù)2012年地質(zhì)災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查資料，區(qū)內(nèi)共有地質(zhì)災(zāi)害隱患點40處，其中地面塌陷2處，地裂縫19條，滑坡11處，潛在不穩(wěn)定斜坡7處，泥石流1處(見表1)。

表1 清徐縣地質(zhì)災(zāi)害類型、規(guī)模統(tǒng)計表 個

3 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征及形成原因

3.1 滑坡

區(qū)內(nèi)滑坡災(zāi)害共11處，為工程活動型及自然滑坡，集中分布在公路兩側(cè)、群眾居住區(qū)和煤礦開采區(qū)?；轮饕l(fā)育在第四系與二疊系地層中?；w主要由粉土、粉質(zhì)粘土、砂巖、泥頁巖、砂頁巖等構(gòu)成?；仓饕獮槎B系地層的砂質(zhì)泥巖、砂頁巖?？鼗Y(jié)構(gòu)面大部分為軟弱結(jié)構(gòu)面或基巖層理面。坡面形態(tài)大部分呈凸形，少數(shù)呈直線形、階梯狀。滑坡后緣拉張裂縫呈弧形、直線形、折線形，裂縫最寬達(dá)1 m，走向與滑坡壁基本一致。

清徐縣西北山區(qū)地形高差大、溝深坡陡，為滑坡提供了有利的孕育環(huán)境。由二疊系砂巖、砂頁巖互層構(gòu)成的斜坡，軟硬相間，砂頁巖軟弱層遇水軟化極易成為潛在的滑動面或滑動帶，在水、構(gòu)造、風(fēng)化及其他外動力作用下，上伏基巖沿此面下滑的幾率極大，是清徐縣最主要的滑坡類型。同時，汛期降水、人工切坡或在斜坡體上建房，是滑動形成的最活躍的外部因素。

3.2 構(gòu)造地裂縫

區(qū)內(nèi)發(fā)育的構(gòu)造地裂縫在地表較明顯并具一定規(guī)模和危害的共12處。集中分布于東于鎮(zhèn)和馬峪鄉(xiāng)的邊山一帶。地裂縫呈直線狀，走向與斷裂構(gòu)造走向基本一致。在村莊內(nèi)構(gòu)造地裂縫對房屋的破壞程度較大，造成的經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重，據(jù)不完全統(tǒng)計，已毀壞房屋1 223間。

清徐縣邊山一帶位于晉中斷陷盆地的西部邊緣清徐—交城斷裂帶上。地裂縫從清源鎮(zhèn)平泉至東于鎮(zhèn)武家坡，沿山前斷裂帶分布，是斷裂活動在地表淺部的延伸?；讛嗔旬a(chǎn)生正斷活動，導(dǎo)致上覆土層自下而上破裂變形，最終導(dǎo)致地表形成裂縫。清徐邊山一帶以前地下水資源豐富，為斷裂帶巖溶地下水，在20世紀(jì)90年代以后，地下水位持續(xù)下降，水位的大幅度下降造成含水層差異壓密變形，導(dǎo)致地面沉降，進(jìn)而誘發(fā)和加劇地裂變形。

3.3 地面塌陷、采空地裂縫

清徐縣含煤地層主要為石炭系山西組和太原組。含煤層17層，總厚16.41 m。礦區(qū)目前多為豎井、斜井開采，采煤方法多采用單一走向長壁冒落式、走向長壁傾斜，分層人工假頂冒落式采煤法。在地下礦層大面積采空后，原有的周圍應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，礦層上部巖土層失去支撐，在自重和上覆巖土體的壓力作用下向采空區(qū)垮落沉降，以致發(fā)展到地表，從而使地表土和地面發(fā)生下沉變形和水平移動，形成冒落帶、裂隙帶和沉降帶三個開采影響帶，最終在地表形成塌陷變形及地裂縫災(zāi)害。

調(diào)查發(fā)現(xiàn)采空型地裂縫7處，主要分布在區(qū)內(nèi)西北部的煤礦開采區(qū)，包括東于鎮(zhèn)、馬峪鄉(xiāng)、清源鎮(zhèn)3個鄉(xiāng)鎮(zhèn)。采空地裂縫與采空塌陷相伴而生，呈直線、折線、鋸齒狀或弧形，走向與采掘方向相同，沿采空區(qū)周界開裂。在基巖分布區(qū)，順節(jié)理裂隙延伸。大部分地裂縫發(fā)育在山頂、山坡，并且與斜坡走向平行或小角度斜交。長度170 m～800 m，寬0.03 m～1.0 m，絕大部分裂縫上寬下窄呈楔形，兩壁近于直立且壁面凹凸不平，影響寬度不大于10 m。共發(fā)現(xiàn)地面塌陷2處，屬中型，分布于東于鎮(zhèn)南嶺村南嶺煤礦西側(cè)及申家山村東。其空間展布與礦井采掘平面相吻合，地面塌陷形式為塌陷坑。陷坑單體形狀為圓形，坑口直徑0.5 m～6.0 m，深度0.5 m～2.0 m，陷坑分布面積約0.7 km2。另在東于鎮(zhèn)申家山村東發(fā)現(xiàn)一土洞型塌陷，陷坑形狀為圓形，洞深4.0 m，坑口規(guī)模1.5 m2。

3.4 泥石流

清徐西山地貌類型屬中低山，自新第三紀(jì)以來持續(xù)抬升，坡面陡峻，溝谷深窄，主溝溝床比降一般，而支溝深長，溝床比降遠(yuǎn)大于主溝，為泥石流的運動提供了良好的地形條件。區(qū)內(nèi)出露地層主要為二疊系碎屑巖，山坡覆蓋有零星黃土及厚度不等的殘坡積物，溝谷底部有全新統(tǒng)砂礫石分布。碎屑巖總體呈軟硬相間，易于風(fēng)化，產(chǎn)生大量松散巖體，成為泥石流主要固體物源。降雨是泥石流形成的激發(fā)因素，降雨誘發(fā)了崩塌和滑坡，造成固體物質(zhì)的富集和飽和液化，降雨徑流造成坡面侵蝕，將固體物質(zhì)匯集到泥石流溝內(nèi)，降雨主要集中在每年的6月～9月，占全年降雨量的60%～80%左右，汛期降雨強(qiáng)度大，歷時短，雨量集中。河流均屬季節(jié)性河流，補(bǔ)給區(qū)坡陡溝深，溝谷呈“V”形，流程較短，為泥石流的形成提供了較為有利的水動力條件。區(qū)內(nèi)發(fā)現(xiàn)有1處泥石流，位于馬峪鄉(xiāng)白石溝。泥石流的類型為崩塌、滑坡體補(bǔ)給型泥石流。

3.5 不穩(wěn)定斜坡

清徐縣部分地區(qū)巖土體工程地質(zhì)條件較差，多出露有二疊系下石盒子組的砂頁巖及第四系中上更新統(tǒng)粉土、粉質(zhì)粘土地層。且山高坡陡，水系發(fā)育，因此形成多處不穩(wěn)定斜坡，一旦有降雨、人工開挖等外部誘發(fā)因素作用，極易形成崩滑。不穩(wěn)定斜坡相對滑坡的變形跡象較小，變形體在應(yīng)力集中部位常出現(xiàn)拉裂縫和局部坍塌現(xiàn)象，變形體上建筑物基礎(chǔ)下沉，斜坡上房屋垮塌、歪斜、地基變形、院壩開裂下錯。區(qū)內(nèi)共發(fā)現(xiàn)不穩(wěn)定斜坡7處，按行政區(qū)劃分：東于鎮(zhèn)6處，馬峪鄉(xiāng)1處，潛在災(zāi)害規(guī)模在3.0萬m3～210萬m3，其中大型3處，占42.8%；中型2處，占28.6%；小型2處，占28.6%。按構(gòu)成斜坡的物質(zhì)組成劃分全部為巖質(zhì)斜坡，按成因類型分為自然斜坡和人工斜坡。斜坡形態(tài)大多呈凸形、階梯狀，控制面結(jié)構(gòu)類型主要是節(jié)理裂隙面、泥頁巖層面等。在部分斜坡體的前緣有臨空面，后緣和坡體上可見走向與斜坡斜交的拉張裂縫，巖土體有明顯的蠕動，位于斜坡上的建筑物已發(fā)生裂縫變形。

4 地質(zhì)災(zāi)害防治措施

清徐縣地質(zhì)災(zāi)害主要由礦業(yè)開發(fā)和修筑道路房屋等人類工程活動造成，其次是降水等自然因素誘發(fā)。其直接作用是造成人員傷亡和財產(chǎn)損失，使生產(chǎn)力遭到破壞，深層次的作用是破壞經(jīng)濟(jì)環(huán)境和社會環(huán)境，從而影響經(jīng)濟(jì)發(fā)展和社會發(fā)展。對破壞性大，可能造成經(jīng)濟(jì)損失嚴(yán)重的地質(zhì)災(zāi)害可分別采取工程、生物或二者相結(jié)合的防治措施；對于滑坡應(yīng)采取減載、排水、支擋、加固等措施；對于不穩(wěn)定斜坡應(yīng)采取削方減載、護(hù)坡等措施；對塌陷、地裂縫等采取排水、填土夯實及加固等方法進(jìn)行防治；對于潛在泥石流重點應(yīng)采取生物防治措施：即大面積進(jìn)行植樹、種草，加強(qiáng)水土保持，從而消除其物質(zhì)來源，達(dá)到減災(zāi)、防災(zāi)目的。

5 結(jié)語

清徐縣地質(zhì)災(zāi)害十分發(fā)育，類型多樣、分布廣、破壞性強(qiáng)，突出表現(xiàn)為人類工程活動及降雨誘發(fā)的特點。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生與區(qū)內(nèi)復(fù)雜的地質(zhì)環(huán)境背景條件和人類活動引起的地質(zhì)環(huán)境不斷惡化密不可分，隨著本區(qū)經(jīng)濟(jì)建設(shè)的不斷發(fā)展，地質(zhì)災(zāi)害有進(jìn)一步加劇的趨勢。因此防患于未然，加強(qiáng)區(qū)內(nèi)地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查研究，掌握地質(zhì)災(zāi)害的分布發(fā)育規(guī)律，進(jìn)行風(fēng)險評估，建立預(yù)警體系，編制防預(yù)方案，建立健全群測群防監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，加強(qiáng)防災(zāi)減災(zāi)，是非常必要的。

[1]蘇鵬程,劉希林,王全才,等.四川丹巴縣邛山溝泥石流災(zāi)害特征及危險度評價.地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù)，2004,15(1):9-12.

[2]吳積善,王成華,程尊蘭.中國山地災(zāi)害防治工程.成都:四川科學(xué)技術(shù)出版社,1997.

Characteristics of geological disasters at Qingxu county of Shanxi province

Wang Wei

(ShanxiGeologicalEnvironmentMonitoringCenter,Taiyuan030024,China)

Combining with the geological location of Qingxu county, the paper analyzes its geological disasters developing features and forming causes, and points out geological features, such as high occurring frequency, strong sudden, serious damage and strong hidden. It finds out that: the distribution development is related to unique natural geology and complicated geology environment, which has significant meaning for preventing geological disasters.

geological disasters, development characteristics, ground fissures

1009-6825(2015)01-0091-02

2014-10-26

王 煒(1988- )，男，助理工程師

P694

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