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遵化地质灾害发育特征及其防治措施

2011-08-15臧文学马爱民郝文辉吕玲利李铁军

河北环境工程学院学报 2011年6期
关键词:遵化市泥石流采空区

臧文学,马爱民,郝文辉,吕玲利,李铁军

(1.河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队,河北秦皇岛066000;2.河北省地矿局第三地质大队,河北张家口075061)

遵化地质灾害发育特征及其防治措施

臧文学1,马爱民1,郝文辉1,吕玲利1,李铁军2

(1.河北省地矿局秦皇岛矿产水文工程地质大队,河北秦皇岛066000;2.河北省地矿局第三地质大队,河北张家口075061)

为了查明遵化市地质灾害分布规律和发生机制,通过野外实际调查和搜集相关资料等方法,对辖区内各种地质灾害进行了细致的分析和研究,阐述了产生地质灾害的地质条件和诱发因素,并对今后地质灾害的发展趋势做了可靠性的预测,对地质灾害防治提出建设性意见。遵化市地质灾害以地面塌陷和泥石流危害最大,其防治措施应以预防为主,加强监管力度,并积极做好工程防治工作。

遵化市;地质环境;地质灾害;泥石流;地面塌陷

遵化市作为全国百强县之一,铁矿、金矿等自然资源丰富,特别是铁矿具有埋藏浅、品位高的特点,因此采矿经济非常发达。采矿业发达也逐渐暴露出一些地质环境问题,诸如采矿形成采空区,尾矿为泥石流提供了物源,在暴雨等外界条件的诱发下极易发生地面塌陷、泥石流等地质灾害,因此防灾减灾刻不容缓。

1 遵化市自然地理与地质环境条件

遵化市位于河北省东北部,受燕山余脉环绕,地貌形态形似盆地。北部低山区地势较高,海拔300m以上;南部丘陵区海拔一般200~300m,低山和丘陵占全市面积的2/3。

遵化市属暖温带季风半温润气候,夏季炎热多雨,冬季寒冷少雪,年均气温10.4℃。遵化市是河北省多雨区之一,多年平均降水量774.5mm,年最大降水量1224.0mm(1959年),年最小降水量489.3mm(1971年)。

本区出露地层岩性以变质岩、沉积岩为主,变质岩主要分布于北部低山区,岩性主要是麻粒岩、黑云变粒岩、斜长片麻岩、黑云斜长片麻岩等;南部以长城系砂页岩、蓟县系碳酸盐类白云岩等岩性为主;第四系冲洪积地层广泛分布盆地中部。

本区地质构造处于燕山褶皱带的南缘,马兰峪复背斜的轴部,构造线总体为北北东或近南北向,并构成向西倾斜的单斜形态。区内大型构造断裂不发育,可见一些北东或近东西的中小型断层和挤压破碎带。新构造运动以来,本区处于上升区,构造剥蚀、侵蚀迹象明显。地壳较稳定,历史上没有发生过强烈地震,根据《中国地震动峰值加速度区划图》,本市地震设防为Ⅶ度区[1]。

2 遵化市地质灾害发育规律与分布特征

遵化市地质灾害按成因可分为自然因素引起的地质灾害和人为因素引起的地质灾害,前者包括崩塌、滑坡、泥石流等,后者主要是采矿引起的地面塌陷,个别地方也有因超采地下水导致地裂缝塌陷。资料表明,遵化市已明确各类地质灾害(隐患)点186处,其中塌陷点83个,占44.6%;泥石流灾害点66个,占35.5%;滑坡点19个,占10.2%;崩塌点18个,占9.7%。据统计,截止到2009年,全市各类地质灾害已造成毁房9间,死亡14人,伤2人,毁田20hm2,直接经济损失约138万元。地质灾害威胁点总资产达2800万元,受威胁人口1078人[2]。

2.1 塌陷

全市地面塌陷隐患点83处,除1处为岩溶塌陷外,其余均为开采铁矿形成的采空区塌陷。采空区塌陷主要分布于市中北部地区,其表层第四系覆盖厚度2~20m,塌陷坑在平面上多呈圆形或椭圆形,直径一般5~20m,在剖面多呈碟状、竖井状,深度一般小于5m。个别大型塌陷还造成其外围地裂缝等次生灾害,如北通实业公司小王庄铁矿地面塌陷形成的地裂缝造成附近民房受损。采空区塌陷是典型的人为造成的地质灾害现象,一些中小矿山开采不规范,采空区及其顶板没有预留足够的矿柱和安全厚度,在降雨和爆破震动的作用下极易诱发地面塌陷。

岩溶塌陷是遵化市另一种形式的地面塌陷,目前仅在平原区的刘备寨乡出现1处[3]。该灾害点在过去的十几年间曾多次出现地面塌陷[4]。塌陷以圆形塌坑和地裂缝的形式出现,最近一次塌陷出现在2011年8月,地裂缝长约20m,最宽80cm,深约1.0m;塌坑直径0.8m,深0.8m。岩溶塌陷初步确定是由地下水超采引起的。

2.2 泥石流

遵化市泥石流比较发育,全市66处泥石流隐患点分布于17个乡镇,其中大中型泥石流49处,主要分布在北部及东南部山区。历史记录表明,遵化区域内泥石流一般发生在形成区内,即在形成区内经过短暂的运移、流动堆积于泥石流主沟之内,堆积物很少在主沟之外堆积,有人称之为坡面泥石流。这种现象是由当地的地质环境条件所决定的。区内泥石流沟一般而言植被覆盖率达90%以上,但沟内“V”型谷发育,谷宽20~40m,沟谷纵坡降多在100‰~300‰,山坡坡度40°~60°。第四系松散覆盖层及风化基岩是泥石流的主要物源,覆盖层厚度一般0~1m,下覆风化基岩以片麻岩、石英砂岩、白云岩居多。个别地点人类工程活动,如采石采矿、修建公路等产生的废弃物也是泥石流物源之一。众所周知,泥石流的产生与降雨密不可分。在降雨量接近多年平均降雨量的正常年份,区域内泥石流一般处于相对稳定期。如遇超常降雨量年份,降雨量一旦超过其临界雨量,发生泥石流的概率非常大。

2.3 滑坡

区内滑坡规模均小于10×104m3的小型土质滑坡,多集中于北部山区,其它地区也有零星分布。滑坡平面形态主要为矩形、舌形,剖面形态多呈弧形或线形,发育深度一般在0.5~5m,属于浅层滑坡,其控滑结构面主要为覆盖层与基岩接触面;滑坡成因与降雨密切相关,多发生于丰水期5~9月份,且都在雨中或雨后发生,尤其是大雨和连续降雨对滑坡的引发作用更为明显。人为因素与自然因素共同作用是本区产生滑坡的主要原因,只有小部分在自然因素作用下产生。如1979年7月26日寨主沟村河口发生的滑坡,是由于村民建房开挖山坡坡脚,形成高约5m的临空面,破坏了山体平衡,在连续降雨的诱发下,山坡堆积土沿基岩面滑动,最终导致滑坡发生。

2.4 崩塌

崩塌隐患点全区共18处,多数是岩质小型崩塌,全区片麻岩低山区及碳酸岩丘陵山区均有分布。崩塌灾害有自然形成的,也有开山修路、切坡建房人为形成的高陡边,其剖面形态一般为直线形。自然形成的边坡坡度一般在30°~60°,坡高大于5m,节理裂隙发育,控制结构面倾向与临空面基本一致;修建公路、建房切坡形成的临空面坡度一般大于80°,有些隐患点近于直立状。降雨也是诱发崩塌地质灾害的主要因素,一般集中于雨季7、8月份发生,其发生形式以孤石滚落居多,岩体整体崩塌较少见。

3 遵化市地质灾害经济损失评估

据不完全统计,遵化市地质灾害以泥石流和塌陷地质灾害造成的危害最大,各类地质灾害已造成14人死亡,2人受伤。死亡人数中,泥石流5人,塌陷8人,滑坡1人,已造成经济损失超过百万元。对潜在地质灾害经济损失进行评估预测,区域内地质灾害威胁人口1078人,威胁资产2800万元。

4 地质灾害防治措施

4.1 以人为本,防治结合

坚持以人为本、以防为主、防治结合的原则,确定遵化市地质灾害防治的总体目标为:建立与全面建设小康社会相适应的地质灾害防治体系和监督管理体系,解决防灾减灾体系薄弱环节的突出问题,严格控制人为地质灾害的发生;加强基础调查工作,掌握市区内致灾地质作用的分布与危害;加强群专结合的地质灾害监测网络和信息系统建设,完善地质灾害监测预警体系;积极争取国家地质灾害预警专项资金,调动多方积极性,加大地质灾害治理力度,将地质灾害防治从分散的被动应急状况,转变为有组织、有预见性的防灾减灾局面。

4.2 分期防治

本着统筹规划、突出重点、分步实施的原则,把地质灾害隐患点的防治工作划分为近期防治(2010-2015)和远期防治(2016-2020)两部分进行[5]。

4.2.1 近期防治目标

健全、完善统一管理与部门管理相结合的管理体系,充分利用法律、行政、经济和技术手段,依法预防和治理地质灾害。基本查清地质灾害隐患点的分布情况,查明地质灾害类型、分布、规模和危害对象、危害程度,提出预防和治理措施。近期完成重点、次重点防治区地质灾害调查与评价。在健全和完善地质灾害防治管理体系的基础上,有计划、按步骤地对地质灾害危险点进行治理,主要是受地质灾害威胁较重的地面塌陷、崩塌、泥石流等17个重点隐患点的防治。同时建成地质灾害隐患点群测群防体系与专群结合的监测预警体系和省、市、县、乡四级地质灾害监测及应急反应系统,与相关部门联合建立地质灾害监测预警信息共享平台和短临预警应急联动机制,提高地质灾害气象预报预警工作精度和地质灾害应急反应能力。

4.2.2 远期规划目标

全面实施遭受地质灾害威胁的零散居民点搬迁避让工程。对威胁城镇、居民集中点、铁路和重要交通干线、重大工程和大中型工矿企业的88个地质灾害隐患点,全面实施地质灾害治理工程,基本消除全市地质灾害隐患,使全市受地质灾害隐患威胁人员减少95%以上,受威胁财产减少95%以上。

4.3 综合防治

根据地质灾害的种类、地质特征,可以采用多种防治措施进行综合防治,如监测预报、搬迁避让、工程治理和生物防治[5],应根据经济合理性和技术可行性来选择。

对于各类地质灾害的防治,首先应考虑搬迁避让措施,在权衡搬迁与工程治理的经济性的基础上再实施工程治理。崩塌、滑坡、泥石流的主要工程治理措施有:削坡、减载、清方、排水、护坡、挡土墙、抗滑桩锚固等,要视具体情况采用一种或多种措施进行防治。对于造成地面塌陷的采空区,可采用强制崩落法和注浆法治理。强制崩落法适用于小矿山、小矿点,经济合理、简单易行,崩落后填平覆土可恢复地貌原貌;注浆法在遵化市有成功的范例,例如北方矿业公司利用尾矿粉与硅酸盐水泥制成的水泥砂浆通过管道注入采空区,既消除了尾矿占地问题,又解决了采空区治理,取得了良好效果。岩溶塌陷应及时回填,人员居住密集的村落应硬化路面,或使用防渗性较好的粘性土铺设路面,并保持村内排水通畅,在允许的条件下控制地下水的开采量。

5 结论与建议

遵化市地质灾害种类比较齐全,数量较多,尤其是一些泥石流、地面塌陷地质灾害危害较大。建议遵化市地质灾害防治工作应以预防为主、防治结合,对重点隐患点加大汛期排查力度,做好地质灾害监测工作;加强群众的宣传教育工作,发放“防灾明白卡”,设立警示牌,提高群众防灾抗灾的自救意识。同时,相关部门加大对中小矿山的管理力度,杜绝私挖乱采,按照“谁破坏、谁治理”的原则,落实好矿山地质环境保护与治理的责任;对于危害严重的地质灾害点要积极筹措资金,尽快实施工程治理,做到未雨绸缪,提前防控。

[1]河北省地勘局第四水文工程地质大队.河北省遵化市地质灾害调查与区划报告[R].2003.10.

[2]尚福平,张泽润,刘宝忠,等.河北省遵化市地质灾害监测报告2008-2009[R].2009.11.

[3]河北省地矿局第四水文地质工程地质大队.河北省唐山市岩溶塌陷地质灾害防治前期勘查报告[R].1994.

[4]左文喆,董军义,刘善军,等.河北省唐山市山间盆地岩溶塌陷特点及成因分析——刘备寨村岩溶塌陷为例[J].水土保持通报,2007,27(6):174-177,215.

[5]尚福平.河北省遵化市地质灾害防治规划报告(2010-2020年)[R].2010.7.

[6]胡茂焱,刘大军,郑秀华.地质灾害与治理技术[M].北京:中国地质大学出版社,2002:25-26.

Development Characteristics and Control Countermeasures of Geological Hazards in Zunhua City,Heibei Province

Zang Wenxue1,Ma Aimin1,Hao Wenhui1,Lv Lingli1,Li Tiejun2
(1.Qinhuangdao Team ofmineral and Hydrogeoloy and Engineering Geology,Hebei Bureau of Geo-exploration,Qinhuangdao Hebei 066000,China;2.The 3rdGeological Brigade,Hebei Bureau of Geological Exploration,Zhangjiakou Hebei 075000,China)

In order to identify the distribution and mechanism of geological disasters in Zunhua,different geological disasters within the jurisdiction of the city have been analyzed and researched by means of surveys on the spot and collecting relevant information.This paper expounded the geological conditions and predisposing factors bringing about geological disasters;forecasted development trend of geological disasters reliably;finally made constructive comments on the prevention and control of geological disasters.Ground subsidence and landslides do most damage to Zunhua.The prevention measures is putting prevention first,strengthening supervision,and actively carrying out project control work.

Zunhua;environmental geology;geological disaster;landslides ground subsidence

P694

A

1008-813X(2011)06-0034-04

10.3969/j.issn.1008-813X.2011.06.009

2011-09-20

臧文学(1961-),男,河北省廊坊市人,毕业于河北地质职工大学,水文工程地质工程师,主要从事水文工程地质工作。

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