西南關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災害類型特征及分布規(guī)律研究

李建

摘要：關(guān)壩位于西南山區(qū)，地形地質(zhì)條件復雜，地質(zhì)災害現(xiàn)象頻繁發(fā)生。為加大對關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災害的認識和提升防災減災效果，在對該地區(qū)文獻調(diào)研、走訪的基礎(chǔ)上，對地質(zhì)災害進行野外地質(zhì)災害調(diào)查工作，查明其類型及特征，并研究其分布規(guī)律。結(jié)果表明，萬盛關(guān)壩地區(qū)共具十六個較大地質(zhì)災害點，以滑坡和危巖為主，滑坡主要發(fā)育在黏土巖地層中；危巖發(fā)育在灰?guī)r、砂巖地層中，與重力作用和構(gòu)造發(fā)育密切相關(guān)；其次，泥巖、頁巖及風化堆積層中多發(fā)崩塌；巖崩、墜石發(fā)育于強巖層，分布最廣；局部地區(qū)發(fā)育地面差異沉降、巖溶塌陷和采煤沉陷，規(guī)模較??；泥石流和山洪是具高潛勢的地質(zhì)災害。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災害；類型；分布規(guī)律；關(guān)壩

在萬盛地區(qū)地質(zhì)災害的前人研究資料較少，對地質(zhì)災害的監(jiān)測也僅僅停留在目測的低精度階段。因此，立足于西南萬盛關(guān)壩地區(qū)，初步研究該地區(qū)的地質(zhì)災害類型和分布規(guī)律，這對于認識關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災害、提升防災減災效果和造福當?shù)匕傩沼兄匾饬x。

1.研究區(qū)地質(zhì)背景

關(guān)壩位于重慶萬盛，地處重慶市南部，與貴州省接壤，所處位置為北緯28°45′～28°51′，東經(jīng)106°44，～106°51′。研究區(qū)內(nèi)地形以低山丘陵為主，位于四川盆地向黔北山區(qū)的過渡帶上，從北西一南東方向地勢逐漸變高，北西屬川南低山丘陵區(qū)，南東為黔北中高山區(qū)，海拔300m～1400m，山脈延伸方向與構(gòu)造線方向一致，為北北東—南南西向；出露地層從寒武系至侏羅系均有分布，主要缺失志留紀部分地層及石炭系、泥盆系。關(guān)壩地處望鄉(xiāng)臺背斜西翼，背斜核部從北邊青年鎮(zhèn)更鼓村一帶以160°左右延伸至望鄉(xiāng)臺，并進入貴州省桐梓縣內(nèi)。

2.研究區(qū)地質(zhì)災害類型及特征

2.1滑坡

滑坡是指在重力作用下，地質(zhì)體或巖土體沿地質(zhì)薄弱面整體或局部滑動的過程所形成的堆積體地貌形態(tài)?；碌念愋陀卸喾N，按照滑動形式，可分為推移式、牽引式；按照滑坡面產(chǎn)狀與巖層產(chǎn)狀的關(guān)系，可分為順層滑坡、逆層滑坡。關(guān)壩地區(qū)滑坡較多，目前具主要威脅性的滑坡共六個，分別是陰半巖社滑坡、楊柳溝滑坡、興隆灣社滑坡、南天門社滑坡、半坡社滑坡、大榜社滑坡群，其中，以楊柳溝滑坡、大榜社滑坡群為例。

楊柳溝滑坡位于坪壩村關(guān)口社楊柳溝，滑坡影響范圍內(nèi)有20戶居民共72人。該滑坡發(fā)育在自流井組泥巖里，為三級牽引式滑坡，第一級最先失去穩(wěn)定沿斜坡向下緩慢滑動，隨后拉動第二級和第三級，共同構(gòu)成整個滑坡體，如圖1所示。每級之間均出露階坎，階坎上可見基巖。光明村大榜社滑坡群，處于粉砂巖及泥巖里，是一系列滑坡體相連組成的滑坡群，規(guī)模較大。該滑坡面傾向南東，是一個典型的逆層滑坡。大螃滑坡是粉砂巖與泥巖之間巖性差異引起，由于粉砂質(zhì)泥頁巖黏結(jié)力度差，容易形成侵蝕面，巖層沿侵蝕面滑動形成，從力學性質(zhì)上看，它屬于推移式滑坡。

此外，關(guān)壩鎮(zhèn)還發(fā)育眾多小型滑坡，以道路兩旁的自然斜坡和人工邊坡為高發(fā)區(qū)。如光明村沙土的牽引式順層滑坡，層面為滑動面，后緣形成拉張裂隙，如圖2所示。關(guān)壩地區(qū)發(fā)育的滑坡類型特征如表1所示。

2.2危巖

危巖是具有崩塌潛勢的、可能對社會財產(chǎn)和人身安全有危害的不穩(wěn)定巖石塊體。危巖多見于山區(qū)，按照形態(tài)可分為柱狀危巖體、塊狀危巖體、散狀危巖體和楔狀危巖體等；按照成因和破壞模式，可分為傾倒式、滑塌式、拉裂張斷式、剪裂錯斷式和鼓脹探頭式五種。

危巖在關(guān)壩分布廣，節(jié)理發(fā)育的強巖層受到重力作用的持續(xù)影響，在斜坡外形下形成臨空狀態(tài)而形成危巖。關(guān)壩典型危巖體有芝麻土危巖、老鷹巖危巖、大石鼓危巖、枇杷林危巖等。以大石鼓危巖為例，該危巖體位于田壩村大崗社，以北北東的方向順巖層展布，巖層傾角30°，南北向長約250m，東西約150m，垂向落差70m左右，為中大型危巖體，屬于順層滑塌式危巖。

此外，藻渡河畔發(fā)育較多拉裂張斷式危巖，如圖3，可能轉(zhuǎn)化為崩塌、墜石。羅奇巖處灰?guī)r節(jié)理發(fā)育，有較多大型危巖體，屬剪裂錯斷式；枇杷林危巖，直接威脅到當?shù)氐钠较杳旱V；涼風村、老鷹巖等地危巖多發(fā)，以灰?guī)r為主，均在斜坡外形上；傾倒式和剪裂錯斷式危巖在須家河組發(fā)育較多，尤其是光明村YA02沿線。

2.3崩塌與巖崩、墜石

崩塌大都由危巖發(fā)展而來，其形成是巖石（土）塊體本身的失穩(wěn)狀態(tài)，加上重力作用和誘發(fā)機制而在斜坡上發(fā)生翻滾、墜落，并相互碰撞，最后在坡腳形成倒石錐的堆積體。當危巖崩落大塊巖石（體積大于10m³）時稱為巖崩（巨大的土體崩落稱為土崩），崩落的是小塊巖石（體積小于10m³）時稱為墜石或落石，當崩落物較多而形成倒石錐時，就是崩塌。根據(jù)劉傳正，崩塌可按主導誘發(fā)因素分為降雨引發(fā)型、地震激發(fā)型、自然演化型、凍融滲透型、地下開挖型、切坡卸荷型、工程堆載型等十種。

崩塌在關(guān)壩地區(qū)同樣廣泛分布。研究區(qū)崩塌大都以中小型為主，道路、人工邊坡和自然斜坡上的黏土巖在風化作用下形成，主要有自然演化型、切坡卸荷型、爆破振動型等。田灣、竹林壩Y217沿線分布較多切坡卸荷型崩塌；關(guān)壩南東東方向金家灣XA44路旁，頻繁發(fā)生崩塌并經(jīng)多次治理，逐漸趨穩(wěn)，再次崩塌的隱患仍然存在，屬于自然演化型；采石場附近小型崩塌發(fā)育，受采石作業(yè)影響，屬于爆破振動型。

巖崩、墜石以灰?guī)r和砂巖為主，危巖發(fā)育的周邊均有大大小小的墜石分布。光明村YA02路邊傾倒式墜石形成于砂巖斜坡，如圖4所示；藻渡河畔拉裂式小型墜石較多，體積大都小于0.5m³；羅奇巖處灰?guī)r發(fā)育兩組剪節(jié)理，為多期次崩落，早期的巖崩體趨穩(wěn)后受后期觸發(fā)會再次崩落，觸發(fā)機制如人為施工放炮、雷電誘發(fā)、降雨誘發(fā)、地震誘發(fā)等。

2.4地面塌陷

地面塌陷是地表的巖層、土體在自然作用或人為作用下發(fā)生塌陷形成，一般發(fā)生于平原地區(qū)。但在山地地形為主的關(guān)壩，存在局部地面塌陷，涉及地面差異沉降，碳酸鹽巖區(qū)的巖溶塌陷，和采煤區(qū)內(nèi)的采煤沉陷。

地面差異沉降是局部地區(qū)不均勻沉降形成。由于關(guān)壩地區(qū)斜坡地質(zhì)災害發(fā)育，崩塌體、滑坡體、大型危巖體運動時，破壞周圍巖土體平衡，造成局部相對下降，形成地面差異沉降，屬于非構(gòu)造成因。如金家灣崩塌體附近伴生一定范圍的地面差異沉降；光明村YA02局部路段發(fā)育小型地裂縫，橫穿公路而過，寬2cm～4cm，是差異沉降的前兆，與該處較多危巖、滑坡密切相關(guān)。

巖溶塌陷是指覆蓋于地下溶洞之上的蓋層或松散風化層在重力作用下受到外力觸發(fā)而塌陷，多形成圓錐狀天坑。巖溶塌陷同時也是巖溶地貌的演化產(chǎn)物，是巖溶發(fā)育階段的自然現(xiàn)象。關(guān)壩巖溶地貌較多，銀碗漕處發(fā)育巖溶塌陷，塌陷面積小于0.5km²，周圍分布串珠狀漏斗、石林、石筍等。

采煤沉陷是煤礦開采導致的地面沉降或塌陷。煤層屬于軟巖層，相比其他固體礦產(chǎn)更易開采。關(guān)壩地區(qū)的煤產(chǎn)于龍?zhí)督M，煤的開采會破壞地表和地下環(huán)境，造成采煤區(qū)巖體空洞，使其更易被地表水和地下水浸潤，久之便可發(fā)生沉陷。萬盛關(guān)壩地區(qū)曾是產(chǎn)煤大區(qū)，煤炭儲量在9000萬噸以上。萬盛南桐煤礦、興隆煤礦等采煤強烈活動區(qū)周圍曾經(jīng)都出現(xiàn)了一定范圍的沉陷，但目前關(guān)壩鎮(zhèn)煤礦采煤規(guī)模不大，沉陷僅在局部小范圍，未成災。

2.5其他潛在地質(zhì)災害

除了已經(jīng)發(fā)生的災害現(xiàn)象，關(guān)壩地區(qū)還存在著潛在發(fā)生的地質(zhì)災害，最明顯的是泥石流和山洪。

泥石流是由流動作用形成的地質(zhì)災害，是大量集聚的物質(zhì)（包括巖石、土壤等）與水分充分浸潤并飽和，沿著谷地或斜坡隨重力勢能而流動所形成，一個完整的泥石流包括形成區(qū)、流通區(qū)和堆積區(qū)。研究區(qū)以山地地貌為主，溝壑較多，人工邊坡、自然斜坡分布廣泛，邊坡上土層松散，孔隙度高，汛期強降雨時可為泥石流提供物源。以研究區(qū)北東區(qū)域為例，如圖5所示，該區(qū)塊地形由北西至南東逐漸變高，巖性以黏土巖為主，風化嚴重，并伴生滑坡、崩塌等地質(zhì)災害。南東區(qū)具備物源形成區(qū)的條件，其周圍發(fā)育較多流水沖溝，為潛在的泥石流流通區(qū)。盡管近些年來關(guān)壩地區(qū)未出現(xiàn)短時間強降雨，泥石流也暫時沒有發(fā)生，但仍然是一種高潛勢的地質(zhì)災害。

山洪是山區(qū)短期強降水引發(fā)的洪水，它可能伴隨一系列地質(zhì)災害的連鎖反應，并向下游傳播泥石流、滑坡等其他災害。關(guān)壩地區(qū)降雨充沛，地表徑流有藻渡河和溱溪河兩大水系。目前來看，關(guān)壩近年還未出現(xiàn)短時間內(nèi)超強降水引起的山洪暴發(fā)。但山洪仍然不可忽視，尤其是汛期，不止藻渡河、溱溪河，小溪溝也有形成山洪的條件。關(guān)壩鎮(zhèn)興文村石崗社寨子上，涼風村芝麻土社芝麻坡，光明村沙土社、大榜社大沙田等都具有形成山洪的地形地質(zhì)條件。

3.地質(zhì)災害分布規(guī)律

3.1層位上發(fā)育規(guī)律

關(guān)壩地區(qū)各類地質(zhì)災害的分布與地層巖性有一定的聯(lián)系?；轮饕植荚谏澳鄮r層里，具有一定規(guī)模的滑坡大都發(fā)育在侏羅紀，以自流井組、沙溪廟組為主，須家河組也發(fā)育較多滑坡。自流井組巖性為紫紅色、黃綠色泥巖、頁巖，夾石英砂巖、粉砂巖，砂巖、泥巖二者結(jié)合處黏結(jié)力度差，且風化嚴重，利于滑動薄弱面的形成，如楊柳溝滑坡、大榜社滑坡等。沙溪廟組巖性同自流井組類似，發(fā)育有半坡社滑坡、南天門社滑坡等。須家河組滑坡規(guī)模較小，巖性為淺灰色粒度不等的長石砂巖，夾少量粉砂巖，發(fā)育兩組剪節(jié)理，該組巖石形成的滑坡大都以巖層面或節(jié)理面為滑動面，形成小型滑坡。

危巖是關(guān)壩地區(qū)第二大地質(zhì)災害，主要發(fā)育在能干巖層中，以灰?guī)r和砂巖為主，如紅花園組、石牛欄組、棲霞組、茅口組、長興組、飛仙關(guān)組灰?guī)r段、嘉陵江組、須家河組等。紅花園組為中層狀灰黑色灰?guī)r，生物碎屑灰?guī)r；石牛欄組巖性為深灰色中一厚層狀泥灰?guī)r、瘤狀泥灰?guī)r，發(fā)育斜交層面的一組節(jié)理，形成大塊危巖體；棲霞組和茅口組均是厚層塊狀灰?guī)r，研究區(qū)內(nèi)常形成陡崖，局部溶蝕嚴重，凸出形成危巖，規(guī)模大小不一。長興組灰?guī)r致密，形成順層滑塌式危巖。飛仙關(guān)組和嘉陵江組內(nèi)的危巖相對較少，灰?guī)r夾有泥巖或膏鹽層，以鼓脹探頭式為主。須家河組受節(jié)理影響，形成中小型傾倒式和剪裂錯斷式危巖體。

崩塌主要分布在龍馬溪組、韓家店組。龍馬溪組為黑色頁巖，常夾粉砂巖，韓家店組以灰綠、黃綠色頁巖、粉砂質(zhì)頁巖為主。崩塌主要受巖性、節(jié)理、斜坡的影響，常崩落在道路上，如由順層節(jié)理面產(chǎn)生的金家灣崩塌、切坡卸荷形成的田灣崩塌體等。巖崩和墜石的分布則與危巖類似，危巖附近均有巖崩或墜石分布，尤其是墜石，雖規(guī)模不大，但分布最廣。

關(guān)壩地區(qū)地面差異沉降受滑坡、崩塌、危巖的影響，其分布在自流井組、沙溪廟組、韓家店組等，規(guī)模不大。巖溶塌陷目前發(fā)現(xiàn)銀碗漕一處，處于棲霞組與茅口組界限附近，研究區(qū)碳酸鹽巖地層如寒武系婁山關(guān)群、奧陶系十字鋪組、寶塔組、臨湘組，二疊系棲霞組、茅口組、龍?zhí)督M、長興組，三疊系飛仙關(guān)組、嘉陵江組、雷口坡組，其中，嘉陵江組可見古巖溶塌陷形成的巖溶角礫巖，因此在觸發(fā)機制影響下可產(chǎn)生更多巖溶塌陷。采煤沉陷則與龍?zhí)督M煤層相關(guān)，目前沉陷未成災，僅小范圍分布。

潛在的泥石流和山洪同風化嚴重的地層密不可分，除地形條件以外，強風化層可為泥石流提供物源，如侏羅系自流井組、沙溪廟組，志留系龍馬溪組、韓家店組等，風化后形成的松散堆積物遇大雨、大水、洪澇等，極易發(fā)展為泥石流。

3.2平面上分布規(guī)律

研究區(qū)北西以滑坡地質(zhì)災害為主，如楊柳溝、半坡、興隆村等地；中東部以危巖、崩塌為主，如大榜、沙土、田壩、田灣、竹林壩等地；巖崩和墜石則分布最廣，如關(guān)口、柴興、沙土、大榜等地；地面塌陷分布零散。其中，光明村沙壩子—沙土一帶是滑坡、危巖、墜石的多發(fā)區(qū)，該處YA02沿線頻繁發(fā)生地質(zhì)災害；田壩田灣一帶為崩塌多發(fā)區(qū)，以韓家店組的小型崩塌為主，倒石錐沿公路分布；北東金家灣也是崩塌多發(fā)區(qū)，該處經(jīng)多次治理仍然常發(fā)崩塌；南部藻渡河沿岸是危巖、墜石多發(fā)區(qū)；北東溝壑多、風化重，是高潛勢泥石流區(qū)域。關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災害平面分布如圖6所示。

4.結(jié)論

（1）通過對西南關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災害的研究，對該地區(qū)地質(zhì)災害類型和分布規(guī)律有了初步的認識。目前，關(guān)壩主要的地質(zhì)災害點有陰半巖社滑坡、楊柳溝滑坡、興隆灣社滑坡、南天門社滑坡、半坡社滑坡、大榜社滑坡群、芝麻土危巖、財興社危巖、獅子巖危巖、老鷹巖危巖、大石鼓危巖、枇杷林危巖、金家灣崩塌、田灣崩塌、藻渡河墜石、沙土巖崩和墜石等，直接威脅居民97戶共387人。

（2）研究區(qū)滑坡以牽引式、推移式、順層滑坡、逆層滑坡為主，危巖以傾倒式、順層滑塌式、拉裂張斷式、剪裂錯斷式為主；其次是崩塌、巖崩與墜石，崩塌主要為自然演化型、切坡卸荷型、爆破振動型，巖崩與墜石以傾倒式、拉裂式和剪裂式居多；局部地區(qū)地面塌陷表現(xiàn)為地面差異沉降、巖溶塌陷和采煤沉陷；泥石流、山洪是具有高潛勢的地質(zhì)災害。

（3）地質(zhì)災害的分布與地層巖性有關(guān)，黏土巖、節(jié)理發(fā)育的砂巖里多發(fā)滑坡；灰?guī)r和砂巖里多發(fā)危巖、巖崩、墜石；泥巖、頁巖里易發(fā)崩塌；地面塌陷僅在局部地區(qū)發(fā)育，規(guī)模不大，潛在的泥石流和山洪主要涉及研究區(qū)北東區(qū)域。關(guān)壩地質(zhì)災害的發(fā)育與當?shù)匦逼碌匦螚l件、地層巖性、節(jié)理發(fā)育情況、重力作用和誘發(fā)機制密切相關(guān)。