西南關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)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(fù)雜，地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象頻繁發(fā)生。為加大對(duì)關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的認(rèn)識(shí)和提升防災(zāi)減災(zāi)效果，在對(duì)該地區(qū)文獻(xiàn)調(diào)研、走訪(fǎng)的基礎(chǔ)上，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行野外地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查工作，查明其類(lèi)型及特征，并研究其分布規(guī)律。結(jié)果表明，萬(wàn)盛關(guān)壩地區(qū)共具十六個(gè)較大地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)，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(yè)巖及風(fēng)化堆積層中多發(fā)崩塌；巖崩、墜石發(fā)育于強(qiáng)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(shì)的地質(zhì)災(zāi)害。

關(guān)鍵詞：地質(zhì)災(zāi)害；類(lèi)型；分布規(guī)律；關(guān)壩

在萬(wàn)盛地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的前人研究資料較少，對(duì)地質(zhì)災(zāi)害的監(jiān)測(cè)也僅僅停留在目測(cè)的低精度階段。因此，立足于西南萬(wàn)盛關(guān)壩地區(qū)，初步研究該地區(qū)的地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型和分布規(guī)律，這對(duì)于認(rèn)識(shí)關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害、提升防災(zāi)減災(zāi)效果和造福當(dāng)?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(wàn)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(guò)渡帶上，從北西一南東方向地勢(shì)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(xiàn)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(jì)部分地層及石炭系、泥盆系。關(guān)壩地處望鄉(xiāng)臺(tái)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(tái)，并進(jìn)入貴州省桐梓縣內(nèi)。

2.研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)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(dòng)的過(guò)程所形成的堆積體地貌形態(tài)?；碌念?lèi)型有多種，按照滑動(dòng)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(gè)，分別是陰半巖社滑坡、楊柳溝滑坡、興隆灣社滑坡、南天門(mén)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(hù)居民共72人。該滑坡發(fā)育在自流井組泥巖里，為三級(jí)牽引式滑坡，第一級(jí)最先失去穩(wěn)定沿斜坡向下緩慢滑動(dòng)，隨后拉動(dòng)第二級(jí)和第三級(jí)，共同構(gòu)成整個(gè)滑坡體，如圖1所示。每級(jí)之間均出露階坎，階坎上可見(jiàn)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(gè)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(yè)巖黏結(jié)力度差，容易形成侵蝕面，巖層沿侵蝕面滑動(dòng)形成，從力學(xué)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2018年第四期水文地質(zhì)、環(huán)境地質(zhì)、工程地質(zhì)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(dòng)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(lèi)型特征如表1所示。

2.2危巖

危巖是具有崩塌潛勢(shì)的、可能對(duì)社會(huì)財(cái)產(chǎn)和人身安全有危害的不穩(wěn)定巖石塊體。危巖多見(jiàn)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(cuò)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(qiáng)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(zhǎng)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(cuò)斷式；枇杷林危巖，直接威脅到當(dāng)?shù)氐钠较杳旱V；涼風(fēng)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(cuò)斷式危巖在須家河組發(fā)育較多，尤其是光明村YA02沿線(xiàn)。

2.3崩塌與巖崩、墜石

崩塌大都由危巖發(fā)展而來(lái)，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(jī)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(dāng)危巖崩落大塊巖石（體積大于10m3）時(shí)稱(chēng)為巖崩（巨大的土體崩落稱(chēng)為土崩），崩落的是小塊巖石（體積小于lOre3）時(shí)稱(chēng)為墜石或落石，當(dāng)崩落物較多而形成倒石錐時(shí)，就是崩塌。根據(jù)劉傳正，崩塌可按主導(dǎo)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(kāi)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(fēng)化作用下形成，主要有自然演化型、切坡卸荷型、爆破振動(dòng)型等。田灣、竹林壩Y217沿線(xiàn)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(chǎng)附近小型崩塌發(fā)育，受采石作業(yè)影響，屬于爆破振動(dòng)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(huì)再次崩落，觸發(fā)機(jī)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(zāi)害發(fā)育，崩塌體、滑坡體、大型危巖體運(yùn)動(dòng)時(shí)，破壞周?chē)鷰r土體平衡，造成局部相對(duì)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(guò)，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(fēng)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(shí)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?chē)植即闋盥┒?、石林、石筍等。

采煤沉陷是煤礦開(kāi)采導(dǎo)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(kāi)采。關(guān)壩地區(qū)的煤產(chǎn)于龍?zhí)督M，煤的開(kāi)采會(huì)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(rùn)，久之便可發(fā)生沉陷。萬(wàn)盛關(guān)壩地區(qū)曾是產(chǎn)煤大區(qū)，煤炭?jī)?chǔ)量在9000萬(wàn)噸以上。萬(wàn)盛南桐煤礦、興隆煤礦等采煤強(qiáng)烈活動(dòng)區(qū)周?chē)?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(zāi)。

2.5其他潛在地質(zhì)災(zāi)害

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

泥石流是由流動(dòng)作用形成的地質(zhì)災(zāi)害，是大量集聚的物質(zhì)（包括巖石、土壤等）與水分充分浸潤(rùn)并飽和，沿著谷地或斜坡隨重力勢(shì)能而流動(dòng)所形成，一個(gè)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(qiáng)降雨時(shí)可為泥石流提供物源。以研究區(qū)北東區(qū)域?yàn)槔鐖D5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(fēng)化嚴(yán)重，并伴生滑坡、崩塌等地質(zhì)災(zāi)害。南東區(qū)具備物源形成區(qū)的條件，其周?chē)l(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(lái)關(guān)壩地區(qū)未出現(xiàn)短時(shí)間強(qiáng)降雨，泥石流也暫時(shí)沒(méi)有發(fā)生，但仍然是一種高潛勢(shì)的地質(zhì)災(zāi)害。

山洪是山區(qū)短期強(qiáng)降水引發(fā)的洪水，它可能伴隨一系列地質(zhì)災(zāi)害的連鎖反應(yīng)，并向下游傳播泥石流、滑坡等其他災(zāi)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(lái)看，關(guān)壩近年還未出現(xiàn)短時(shí)間內(nèi)超強(qiáng)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(fēng)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(zāi)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(lèi)地質(zhì)災(zāi)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(jì)，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(yè)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(fēng)化嚴(yán)重，利于滑動(dòng)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(lèi)似，發(fā)育有半坡社滑坡、南天門(mén)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(zhǎng)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(dòng)面，形成小型滑坡。

危巖是關(guān)壩地區(qū)第二大地質(zhì)災(zāi)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(zhǎng)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(yán)重，凸出形成危巖，規(guī)模大小不一。長(zhǎng)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(duì)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(cuò)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(yè)巖，常夾粉砂巖，韓家店組以灰綠、黃綠色頁(yè)巖、粉砂質(zhì)頁(yè)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(lèi)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(zhǎng)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(jiàn)古巖溶塌陷形成的巖溶角礫巖，因此在觸發(fā)機(jī)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(zāi)，僅小范圍分布。

潛在的泥石流和山洪同風(fēng)化嚴(yán)重的地層密不可分，除地形條件以外，強(qiáng)風(fēng)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(fēng)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(zāi)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，光明村沙壩子一沙土一帶是滑坡、危巖、墜石的多發(fā)區(qū)，該處YA02沿線(xiàn)頻繁發(fā)生地質(zhì)災(zāi)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(fēng)化重，是高潛勢(shì)泥石流區(qū)域。關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害平面分布如圖6所示。

4.結(jié)論

（1）通過(guò)對(duì)西南關(guān)壩地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的研究，對(duì)該地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害類(lèi)型和分布規(guī)律有了初步的認(rèn)識(shí)。目前，關(guān)壩主要的地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)有陰半巖社滑坡、楊柳溝滑坡、興隆灣社滑坡、南天門(mén)社滑坡、半坡社滑坡、大榜社滑坡群、芝麻土危巖、財(cái)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(hù)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?xún)A倒式、順層滑塌式、拉裂張斷式、剪裂錯(cuò)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(dòng)型，巖崩與墜石以?xún)A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(shì)的地質(zhì)災(zāi)害。

（3）地質(zhì)災(zāi)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(yè)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(zāi)害的發(fā)育與當(dāng)?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(jī)制密切相關(guān)。