“1·”云南昭通镇雄县高坡村赵家沟滑坡

如题所述

1 概况

2013年1月11日上午8时20分,云南省镇雄县果珠乡高坡村赵家沟村民小组南侧山体发生高位滑坡。滑坡位于云南省东北部,地理坐标为北纬27°33′5″,东经104°59′15″。滑坡总方量约21万m3,滑体解体后快速运动,大部分滑体向斜坡低洼地段滑移并沿途堆积,部分滑体运动至斜坡下方的赵家沟,造成赵家沟村小组14户46人死亡,2人受伤,掩埋房屋63间,毁坏耕地500余亩。

2 地质环境条件

2.1 气象及水文

气象:镇雄县位于云贵高原和四川盆地交界地带,属南温带高原季风气候,是全国阴雨较多的地区之一,年平均气温11.3℃。夏季时间短,气温较高,最高温度达35℃以上;冬季气候严寒,多雨雪,最低温度可达-5℃以下;年降水量为923.6mm,多年一日最大降水量为153.4mm,5~10月为雨季,降水量为772.1mm,占全年的83.6%,而6~8月降水量又占雨季总雨量的60%以上,每年均有大雨、暴雨天气。11月至次年4月为干季,降水量为151.5mm,占全年的16.4%。1973~2013年统计中,历年最大降雨量为1427.7mm(1983年),历年最小降雨量为578.7mm(2009年),平均降雨量为886.9mm,历年平均雨日数130天,雨天日数是全国最多的地区之一,历年平均蒸发量1154.3mm,降水形式以降雨、雪、霜为主。该区由于长时间高频率降雨,气候的变化大(霜、雪、冰时间较长)对地质灾害的发生起着重要的促进作用。

水文:区内属金沙江一级支流乌江水系,调查区位于乌江水系拉埃河西岸分水岭附近,区内地表水体不甚发育。调查区发育有两条溪沟(G1、G2)及一泉点(Q1)出露。G1溪沟位于调查区东侧边界附近,在区内总体由南向北东径流,区内冲沟长约720m,调查期间因雪水融化,沟水流量约12L/s,沟水清澈,但含硫较高,沟底可见硫物质沉积,沟水来源主要由山坡上融化雪水、坡体孔隙水及基岩裂隙水组成(图1)。

图1 多年平均月降雨量分布图

G2冲沟位于调查区外北侧边缘,区内总体由南向北径流,雪水融化期,沟水流量约6~8 L/s,沟水清澈,但含硫较高,沟底可见硫物质沉积。Q1泉点出露于滑坡堆积区前缘陡坡地段的三叠系飞仙关组(T1fb)砂岩,出露高程约为1635m,泉流量约1.5~2 L/s(图2)。

图2 G1冲沟

2.2 地形地貌

调查区处于滇东北高原乌蒙山北段,属构造侵蚀低中山地貌,山脉走向与构造线一致,呈南东向,地势总体由西南向北东倾斜,调查区海拔为1450~1978.5m,最高点位于调查区东南部山包(地表分水岭),海拔1978.5m,最低点在调查区东部G1溪沟沟底,海拔1450m,最大相对高差为528.5m。平均地形坡度20°~25°,呈折线型,前、后缘较陡,中部平缓(图3)。

图3 Q1泉点

滑坡区发育于赵家沟村南西侧的自然斜坡上,斜坡呈折线型,其中斜坡底部1535~1565m高程地段为赵家沟村小组分布区域,已被掩埋,该区域为平缓的洼地,地形坡度约5°~15°(图4);前缘1565~1605m高程地段为陡坡,地形坡度约35°~45°,基岩裸露;斜坡中部为一缓坡台地,分布高程1605~1790m,地形坡度约5°~8°(图5);滑坡发育于后缘陡坡地段,地形坡度约35°~45°,分布高程1735~1900m(图6),堆积有大量的崩坡积层(

)粉质黏土混碎块石。

2.3 地层岩性

调查区出露地层由老至新依次有:龙潭组(P2l)、长兴组(P2c),三叠系下统飞仙关组(T1f)及第四系(Q),自老至新分述如下:

图4 滑坡区全貌

图5 被掩埋的赵家沟村民组

(1)中生界二叠系上统(P2

二叠系上统龙潭组(P2l):岩性主要为灰色泥质粉砂岩、粉砂岩、粉砂质泥岩,间夹细砂岩、砂砾岩、泥岩及煤层,薄—中厚层状,沿赵家沟村南侧乡村公路开挖边坡及陡坎出露,厚130.23m。

图6 斜坡中部平缓部地貌

长兴组(P2c):为一套海陆交替相沉积,韵律发育较完全。岩性为灰色、黑色泥岩、粉砂质泥岩、细砂岩夹泥质灰岩,与下伏龙潭组地层整合接触。在调查区南部斜坡零星出露,厚37.23~46.45m。

(2)中生界三叠系下统(T1

飞仙关组(T1f):该层分布面积颇广,区内中南部由西至东均有出露,厚198.59~315.58m。根据岩性、化石特征分为两段。上段(T1fb):厚112.5~182.6m。岩性为紫、灰紫色粉砂岩、细砂岩、泥页岩夹灰岩,含钙质和黄铜矿、辉铜矿星点,具斜层理、水平层理、波状层理及条带状构造。下段(T1fa):厚16.0~203.0m。岩性为灰绿色、青灰色粉砂岩、泥岩夹粉砂质泥岩,含黄铁矿和钙质结核。

(3)第四系(Q)

残坡积层(

):调查区第四系残坡积层大面积分布,主要分布于斜坡平缓地带,为暗紫、褐黄色含碎石粉质黏土,粉质黏土以可塑状为主。碎石含量15°~25%,夹杂少量块石,石质成分为以强风化粉砂岩、细砂岩为主,棱角~次棱角状,一般粒径2~8cm,最大达60cm,结构松散。厚度一般在1~40m。

崩坡积层(

):崩坡积(

)分布于滑坡区南侧滑坡发育的陡坡段,崩积、坡积物质混杂,岩性为粉质黏土混碎块石,结构松散,孔隙大,透水性强。碎石、块石含量30%~40%,石质成分为以强风化粉砂岩、细砂岩为主,棱角—次棱角状,一般粒径2~20cm,最大达200cm,结构松散,厚5~35m。间夹多层黏土,厚10~30cm,在坡体中顺坡向呈夹层分布。

滑坡堆积层(

):主要分布于赵家沟南侧的自然斜坡之上,堆积高程在1535~1918m之间,物质组成与崩坡积层相同,由于滑坡体的滑移、解体、堆积,结构更为松散,滑坡堆积层厚度2~7m。

2.4 地质构造与区域地壳稳定性

2.4.1 地质构造

区域构造位置属滇东北新华夏构造体系与滇黔多字型局部联合构造部位、镇雄复式向斜。构造的总体展布方向以北北东向为主,南北向和近于东西向展布的次之(图7)。调查区位于大擢魁向斜北西翼的北东倾伏端,总体呈单斜构造,岩层倾向南东,倾角3°~16°,平均5°,层产状变化不大,倾角平缓。

图7 滑坡后缘地貌

大擢魁向斜位于大擢魁、高坡一线。轴向呈北东65°方向展布,为宽缓的对称向斜,北西翼地层倾向140°~165°,倾角5°~13°;南东翼地层倾向一般为310°~340°,倾角2°~15°。核部出露最新地层为飞仙关组。

2.4.2 区域地壳稳定性

(1)新构造运动

据《云南地质构造及区域地壳稳定性遥感调查报告》,调查区新构造运动类型属滇东稳定上升区。按新构造运动强度进一步划分属滇东北断块隆起区。该区新构造运动以大面积整体性稳定抬升为主,上新世夷平面保留完好,地壳厚度36~38km,晚新生代以来上升幅度1500~2000m,局部超过2000m。

(2)地震

据镇雄县县志记载,从1974年至今,镇雄县及周边多次发生地震,震级>5级以上6次,小于5级共5次。镇雄周边地区地震统计见表1。该区新构造运动以大面积抬升为主,活动断裂不发育。

表1 地震记录表

2.5 工程地质条件

依据岩土体工程地质特征,将调查区岩、土体划分为松散土体(Ⅰ)和岩体(Ⅱ)两大类,又根据岩石成因和结构类型、发育特征、风化程度,将区内岩体划分为两个亚类,详见表2。

表2 岩土体类型特征统计表

续表

2.6 水文地质条件

调查区地处分水岭附近,地形起伏大,冲沟发育,地形条件有利于大气降水的径流、排泄,但对含水层补给不利。调查区总体位于地下水的补给径流区,地下水的补给主要为大气降水。

2.6.1 地下水类型及其含水层特征

根据调查区出露地层的岩性、含水介质特征、地下水赋存形式和水动力条件的不同,将调查区内地下水类型划分为孔隙水和裂隙水两种类型,以孔隙水为主。

(1)第四系(Q)松散堆积物孔隙含水层

含水介质主要为崩坡积层(

)、滑坡堆积层(

)和残坡积层(

)中的碎石、块石等,结构松散,含孔隙型潜水。含水层主要接受大气降水补给,少量地表水补给。地下水富水性和水位明显受季节控制,旱季基本处于干涸状态,仅有少量上层滞水分布;降水季节含水层中获得降水补给,地下水埋藏较浅,富水性中等。滑坡堆积体前部有一泉点出露,泉水呈股状涌出,流量约1.5~2.0 L/s。该泉点是在滑坡后才形成的,分析泉水是由冰雪融化后渗入地下,通过含水层中相互连通的孔隙汇流后顺坡向下径流、运移,并在地形相对低洼的滑坡堆积体前部集中排泄(图3)。

(2)基岩裂隙含水层

含水层(组)主要包括龙潭组(P2l)、长兴组(P2c)和飞仙关组(T1f)中的粉砂岩、细砂岩、泥质粉砂岩,局部夹泥质灰岩。该含水层(组)地表风化强烈,全~强风化层厚度可达30m,雨季时地下水多从岩石裂隙中分散渗出,渗流量一般在0.10 L/s左右;局部在汇流条件较好的低洼地段可含较丰富的风化裂隙水,雨季泉水流量最大0.50 L/s。上述含水层(组)与泥岩、页岩等相对隔水层呈互层状相间分布。受岩性组合及地形地貌的制约,总体上裂隙含水层(组)富水性弱。

2.6.2 地下水的补给、径流和排泄

调查区地形总的是西南高、东北低,相对高差较大,有利于地表水及地下水的排泄。孔隙水和裂隙水富水性总体较弱,地下水主要靠大气降水渗透补给,具有雨季集中补给,分时段排泄的特点。地下水由西南向东北径流、运移,径流缓慢,在地形低洼处多呈片状分散溢出,少量呈股状以泉流的形式排泄。

3 地质特征及成因分析

3.1 地质特征

3.1.1 工程地质特征

滑坡发育于赵家沟村南西的侧高位斜坡之上,平面近似呈多边形,展布方向与坡向一致(北东向)。该地段位于自然斜坡后缘陡缓过渡带,地形相对低洼,坡面堆积有厚度较大的崩坡积(

)。滑坡发生后,解体的堆积物布满整个下部斜坡,全长778m,宽81~220m,面积0.126km2,最大落差223.3m。滑坡发生快速剧滑后滑坡区、堆积区界线清晰,在重力作用下松散物质作长距离运动。

(1)滑移区形态特征

滑移区发育于赵家沟村南西侧的高位斜坡之上,分布高程1768..2~1892.3m,展布方向与坡向一致,为北东50°,轴向长120m,宽105m,面积0.0126km2,平面近似呈多边形(图8),该地段位于自然斜坡后缘陡缓过渡带,地形相对低洼,坡面堆积有厚度较大的崩坡积(

)物质。滑坡发生后,形成瓢状凹槽,东、西、南三侧陡立,后缘及两侧外3~7m地段平行滑坡周界发育少量的拉张裂缝,一般长2~10m,裂缝宽5~15cm。

(2)滑坡边界

滑坡产生整体滑移后,其变形周界明显,形成瓢状凹槽。

后缘:发育高程1838.4~1892.3m,呈北西走向的弧状线展布,长110m,滑壁高34m,坡度77°,灾后仍有小规模坍塌。

前缘:滑坡前缘剪出口分布高程1768.2~1783.4m,呈北西走向的波状线展布,长115m,土体沿陡缓过渡的自然坡脚剪出,滑坡产生后大部分前缘剪出口被滑体掩埋。

西侧:走向23~32°,受滑坡剪切冲蚀,形成长125m,坡度50~70°,高10~30m的剪切壁。

东侧:走向35~45°,受滑坡剪切冲蚀,形成长128m,坡度50~70°,高5~30m的剪切壁。

(3)滑坡结构

赵家沟滑坡滑体岩性单一,为崩坡积(

),岩性为粉质黏土混碎块石,结构松散,自然状态下稳定性差。碎石、块石含量30%~40%,石质成分为以强风化粉砂岩、细砂岩为主,棱角—次棱角状,一般粒径2~20cm,最大达200cm,厚5~35m(图9)。且坡体中顺坡向分布有多层黏土夹层,厚10~30cm,湿—饱和,呈可—软塑状,为坡体中的软弱结构面。

图8 区域构造纲要图

(4)滑动面(带)岩土体特征

从现场滑坡解体调查,滑动面位于坡体中的黏土夹层中,厚10~30cm,湿—饱和,呈可—软塑状,顺坡向分布,倾角一般15°~25°,埋深在5~35m。滑坡的发生就是主要沿该层产生滑移破坏(图10)。

图9 滑坡滑移区全貌

图10 滑体结构

3.1.2 滑体运动特征

滑坡发生高位快速滑移后,滑体以碎屑流形式向山体低洼地段滑移,大部分在1605~1780m高程的斜坡坡面上堆积,碎屑流龙头部分在斜坡前缘陡坎位置产生二次加速后顺坡堆积于1540~1605m(前缘分布有赵家沟村民组)区段斜坡,造成赵家沟14户46人死亡,2人受伤,掩埋房屋63间,毁坏耕地500余亩。滑体堆积区平面形态呈长条带状,长757m,宽108~231m,面积0.123km2。根据滑体的运动堆积特征,分区描述如下(图11、图12)。

图11 滑带土

Ⅰ区为1540~1605m高程段,长285m,宽150m,面积0.049km2,滑坡堆积体厚1~7m,平均2m,体积9.8万m3。该地段斜坡呈折线型,其中斜坡底部1535~1565m高程地段为赵家沟村分布区域,已被掩埋,该区域为平缓的洼地,地形坡度约5°~15°;后缘1565~1605m高程地段为陡坡,地形坡度约35°~45°,基岩裸露。Ⅰ区主要为滑坡解体后碎屑流龙头抵达区,碎屑流至1605m高程附近陡坎处后,形成二次加速,最终运动至底部的赵家沟一带。

Ⅱ区为1605~1780m高程分布段,长416m,宽215m,面积0.074km2,滑坡堆积体厚2~5m,平均3m,体积11.2万m3。该地段斜坡呈折线型,后部低洼,前缘相对平缓,地形坡度约5°~8°,坡向北东75°。该地段滑体碎屑流在后部1730~1790m高程低洼段呈北东49°运动,在前缘1605~1730m高程段受左侧山体阻挡,在离心作用下转向北东75°,然后堆积于斜坡坡面上。

3.2 滑坡影响因素分析

3.2.1 地形条件

滑坡发育段位于斜坡陡缓过渡带,为一折线坡,上陡下缓,坡面向北东倾斜,地形坡度约35°~45°,成为后部陡坡崩积、坡积物堆积场所,而且该地段相对低洼,易汇集地表水,斜坡地带具备了孕育地质灾害的条件。

图12 滑坡堆积区遥感影像图

3.2.2 地形岩性

作为斜坡的陡缓过渡带,其物质成及成因复杂,为多期的崩积、坡积混杂堆积,岩性主要为粉质黏土混碎、块石,结构松散,孔隙大,透水性强,山体处于背阴面,土体长期处于湿—饱和状,自然状下,稳定性差,而且坡体中顺坡向分布有多层黏土夹层,厚10~30cm,湿~饱和,与坡面倾向一致,倾角15°~25°,呈可塑—软塑状,临空条件下,易发生压缩和剪切变形而成为滑动面。

3.2.3 大气降水

根据2012年12月1日至2013年1月10日滑坡发生前日统计数据,镇雄县平均降水量为15.8mm(其中,12月份为12.1mm,1月上旬为3.7mm),低于同期最大降水量(1970年12月份,38.9mm),但是若据大水溪观象台(约距滑坡西20km)降水量为70mm (其中,12月为66.4mm,1月上旬为3.3mm),说明局地降雨远大于历史同期记录。因此,根据滑坡堆积物饱水特征和周边雨雪较多的情况,推断自2013年12月1日以来,久雨和局地降雨导致滑坡有持续1个月之久的地下水入渗补给。降水入渗增加坡体重量,降低岩土层强度,尤其是黏土夹层易软化成为滑动面,最终导致了滑坡。

图13 滑坡堆积体运动分区图

3.2 发展趋势

滑坡已整体发生高位滑移,形成瓢状凹槽,东、西、南三侧陡立,后缘及两侧外3~7m地段平行滑坡周界发育少量的拉张裂缝,一般长2~10m,裂缝宽5~15cm。特别是后缘部位的崩、坡积层仍在产生小规模坍塌。Ⅰ区内1565~1605m高程地段的堆积体,地形坡度35°~45°,堆积体自稳能力差,会产生次生滑坡;Ⅱ区内的堆积体所处地段地形平缓,在大气降雨冲刷下,会形成坡面碎屑流。上述潜在的地质灾害对下方赵家沟、曾家寨、高洞、岩口4个村民小组及高坡小学150户约1000名居民、师生及乡间道路运营构成严重威胁。

图14 滑坡剖面图

(据殷跃平,2013)

4 经验与启示

(1)加强特大灾害现场案例普及。在地质灾害减灾防灾知识培训的基础上,进行特大灾害现场的案例培训。有针对性地普及高位远程滑坡的巡查排查要点、防灾避险方法。

(2)加强房屋建设的规划选址,避免在几公里外的高山山前沟口选址建房,并且在房屋建设前规划好安全地带。

(3)在汛期或久雨(雪)季节,除房前屋后的巡查外,在专业技术人员的指导下,加强山前山顶的巡查工作,对发现的隐患点采取必要的工程治理措施。

(4)加强西南山区高速远程崩滑灾害的调查工作,采用激光雷达、航空遥感和山地工程等手段,开展村庄集镇以及其周边地区的地质灾害详查工作。

参考文献

殷跃平,刘传正,陈红旗等, 2013.2013年1月11日云南镇雄赵家沟特大滑坡灾害研究.工程地质学报, 21 ( 1):6~15。

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