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新疆叶城县西合休乡西合休村崩塌泥石流地质灾害特征

2021-11-29杨明远徐登峰

中国金属通报 2021年9期
关键词:危岩卸荷坡向

杨明远,李 鑫,徐登峰

(新疆地矿局第二区调大队,新疆 昌吉 831100)

1 地形地貌

(1)中高山区。新疆叶城县西合休乡西合休村位于叶城县西南部昆仑山中高山区,地形起伏,沟谷深切,地形相对高差大于1000m。总体地势南高北低,沟谷近东西展布,勘查区海拔高程在2950m~4450m,相对高差约1500m,山势陡峭,沟谷侵蚀切割强烈。山区沟谷较发育,主要发育4条泥石流主沟道和4条支沟,呈树枝状展布。坡面季节性流水冲沟较发育,沟底大部分地段覆盖洪水冲刷堆积的卵砾石或碎石土,局部基岩出露,存在跌水和陡坎。部分坡面裸露基岩,基岩裂隙发育,多有坡体冲沟分布,并在冲沟上部形成陡崖,有2处崩塌带。

(2)河谷地貌。新疆叶城县西合休乡西合休村东南侧为河谷地貌,河宽10m~30m不等,底部较为平坦,两岸常发育陡坎,坡度45°~90°,高差2m~8m,纵坡降为18‰。沟底主要为漂石、卵石。沿西合休河呈条带状自南西向北东延展,海拔高程2900m~2970m,地形较为平缓,地势由南西向北东倾斜。该区为西合休乡西合休2村的农牧民居住区,人类经济工程活动频繁,分布有大量居民房屋、乡村政府设施、学校、卫生院、派出所、羊圈、林地等,公路、渠道亦纵贯此区。

2 地质特征

新疆叶城县西合休乡西合休村一带出露的地层主要为新元古界青白口系(Qb)和第四系全新统(Qh)。在大地构造位置上属于昆仑山东西向构造带的北翼,由走向北西西-南东东向的复式剧烈挤压褶皱带和逆掩断裂带组成。

3 水文地质特征

新疆叶城县西合休乡西合休村位于昆仑山中高山区,主要为地表水的汇流区,也是地下水的补给区,冰雪融水、大气降水是地下水的主要补给来源。根据含水层性质,地下水类型主要为第四系松散堆积层孔隙潜水和基岩裂隙水两大类。简述如下:

(1)基岩裂隙水。分布在基岩区,含水岩性为元古界深变质的石硅质岩、白云质硅质岩、白云岩和砂岩等。本区地下水主要接受冰雪融水和大气降水的补给。但由于该区地形陡峭,汇水面积小,不利于地下水的补给。地下水在接受补给后,经过短距离径流即溢出成泉,向山下河流、沟谷排泄。

(2)第四系松散堆积层孔隙潜水。本区地下水的排泄方式,以大量蒸发以及在洼地、冲沟底部泉水溢出为主,少量人工开采为辅。含水层厚度一般21m~46m,水位埋深3.16m~63.48m,推算涌水量50.19~6231.14立方米/天,矿化度0.35g/l~5.56g/l,水质类型多为SO4·HCO3—Ca型。

4 工程地质条件

根据勘查区内地层的分布特征,岩土体分为岩体和土体两大类。按照岩石强度、结构以及土体的粒度成分及结构,将勘查区岩体划分为坚硬—较坚硬的中厚层状变质岩岩组;土体划分为单一结构碎石土单层土体、含砾粉土-砂卵砾类土双层结构土体。具体分述如下:

(1)坚硬—较坚硬岩组。坚硬的中厚层状变质岩岩组:分布于勘查区的中高山区,由一套变质岩组成,出露地层为元古代地层,岩性为弱蚀变细粒英云闪长岩及蚀变斜长角闪片岩,岩石天然单轴抗压强度99.8MPa~101MPa,饱和单轴抗压强度80.6MPa~86.8MPa。天然抗剪强度3.0MPa~3.3 MPa,天然内摩擦角49°~50°;饱和抗剪强度2.5MPa~2.6 MPa,饱和内摩擦角47°~47.5°,岩石力学强度高,工程地质条件良好。

(2)土体。单一结构碎石土单层土体:分布于勘查区沟谷及坡体上。出露地层为第四系全新统冲洪积、残坡积的碎石土层,地层岩性单一,干燥-稍湿、结构稍密-中密,分选性一般、磨圆较差。主要为变质片岩、变质砂岩风化碎屑物,抗压能力较强,地基承载力特征值约为300kpa~400kpa,工程地质条件较好。

5 泥石流地质灾害特征

N1泥石流沟位于西合休乡乡政府西侧500m处,沟道形态整体呈“V”型、“U”型,沟槽较顺直,堵塞程度轻微-中等。沟口堆积扇扇长150m,扇宽240m,扩散角110°。沟道南侧发育多处不稳定斜坡,拉张裂缝十分发育,裂隙宽0.5m~2.5m,长2m~30m不等,最深处可达4m,局部已发生垮塌、滑坡。

N2泥石流沟位于西合休乡乡政府南侧500m处,沟道延展整体呈近南-北向,沟道形态整体呈“V”型,沟槽较顺直,堵塞程度轻微-中等。沟道基底主要由第四系冲洪积物构成,沟口堆积扇扇长50m,扇宽30m,扩散角90°。沟道南侧发育一处不稳定斜坡,剪切裂隙十分发育,裂隙宽0.5m~1.5m,长2m~15m不等,最深处可达1m,局部已发生垮塌、滑坡。N3泥石流沟位于西合休村村政府东侧300m处,沟道形态整体呈“V”型,沟槽较顺直,堵塞程度轻微。沟道基底主要由第四系冲洪积碎石土及卵砾石构成,沟口堆积扇扇长190m,扇宽240m,扩散角130°。

N4泥石流沟位于N3泥石流沟东侧约1000m处。沟道形态呈“U”型。沟道基底主要由第四系含砾粉土及碎石土构成,山体表层覆盖物主要为残坡积粉土,山体坡脚及沟底为第四系冲洪积物,岩性以碎石土为主。沟口堆积扇扇长50m,扇宽60m,扩散角100°。区内的4条泥石流按水体供给均划分为暴雨型泥石流。N1、N2泥石流按土体供给划分为崩滑型泥石流。N3、N4泥石流按土体供给划分为坡面侵蚀型泥石流。4条泥石流按集水区地貌特征均划分为沟谷型泥石流。

6 泥石流形成机制

勘查区位于叶城县西南部昆仑山中高山区,微地貌可见冲蚀下切沟谷地貌、峡谷地貌及河流阶地地貌。泥石流沟谷横断面多呈“V”型或“U”型,两侧沟岸坡度25°~75°,切割深度150m~300m,纵坡降106‰~391‰。沟道较弯曲,沟底有轻微堵塞淤积现象,径流畅通性较好,不仅为泥石流的形成提供一定的汇水条件,也为泥石流的形成提供了强大的汇水动力及流动势能优势;形成-流通区沟谷两岸风坡积物堆积较厚,多发于不稳定斜坡、沟床内松散堆积层覆盖较厚,为泥石流的形成提供丰富的固体松物质来源。

7 崩塌地质灾害特征

1#崩塌带位于西合休小学-西合休乡政府北侧山坡,属石质崩塌。该崩塌带共有4处危岩体,其特征分述如下:

(1)YBT1危岩体:位于山坡相对高度约372m处,坡向为343°,坡度约60°,坡长约100m,坡宽42m,面积约4200平方米,体积约7000立方米,为小型危岩体,坡体岩性为闪长岩。

崩塌堆积物:现状下1号沟内分布有零星的崩积块石,中间碎石、粉土充填,总体积约600立方米,岩性均为闪长岩。堆积体的坡度约为32°,坡向335°。

(2)YBT2危岩体:位于山坡相对高度约280m处,长60m,宽约40m,面积约2400平方米,体积约4000立方米,为小型危岩。坡体岩性为闪长岩。坡向为7°,坡度约45°。

崩塌堆积物:现状下2号沟内分布有崩积块石,中间碎石、粉土充填,总体积约200立方米,岩性均为闪长岩。堆积体的坡度约为30°,坡向350°。

(3)YBT3危岩体:位于山坡相对高度约260m处,长40m,宽约10m,面积约400平方米,体积约600立方米,为小型危岩,岩性为闪长岩。坡向为15°,坡度约44°。崩塌堆积物:现状下3号沟内分布有松散的碎石堆积体,岩性为闪长岩,体积约50立方米,堆积体的坡度约为26°,坡向30°。

(4)YBT4危岩体:位于山坡相对高度约200m处,长80m,宽约45m,面积约3600平方米,体积约7000立方米,为小型危岩。坡向为35°,坡度约52°。发育6组节理裂隙,卸荷裂隙产状345°∠61°,裂隙延伸长度10m~40m,间距3m~5m,裂隙张开无充填;全风化带深度0.1m。

按照其岩性特征及裂隙组合特征划分为5处危岩带,其特征分述如下:

(1)WY1号危岩带:WY1号危岩带位于2#崩塌带西北部坡顶,属石质崩塌,平面形态呈不规则长条形,发育宽度200米,岩体切割形成0.5m~1.5m块度的岩块,共发育3组节理,卸荷裂隙产状175°∠11°,裂隙延伸长度0.3m~1.0m,间距1.0m~2.0m,裂隙闭合。WY1号危岩带崩塌方式为倾倒式,破坏方式为零星掉块和孤石滑塌。

(2)WY2号危岩带:WY2号危岩带位于WY1号危岩带下方,属石质崩塌,平面形态呈不规则透镜体,发育宽度100m,构成边坡的岩性为青灰色中细粒云英闪长岩,受风化作用及次生构造作用节理裂隙十分发育,岩体切割形成0.5m~2.5m块度的岩块,共发育4组节理,卸荷裂隙产状78°∠86°。WY2号危岩带崩塌方式为倾倒式,破坏方式为零星掉块和孤石滑塌。

(3)WY3号危岩带:WY3号危岩带位于2#崩塌带北侧坡顶,属石质崩塌,平面形态呈不规则立方体,发育宽度175m,顺坡最大长度130m,坡向131°~200°,构成边坡的岩性为青灰色中细粒云英闪长岩,受风化作用及次生构造作用节理裂隙十分发育,岩体切割形成0.3m~3.0m块度的岩块,共发育3组节理,卸荷裂隙产状270°∠71°,裂隙延伸长度3.0m~8.0m,间距0.3m~1.5m,裂隙张开充填粉土。

(4)WY4号危岩带:WY4号危岩带位于2#崩塌带北东侧坡顶,属石质崩塌,平面形态呈不规则菱形,发育宽度380m,顺坡最大长度135m,坡向130°~178°,构成边坡的岩性为杂色叠层石硅质岩,受风化作用及次生构造作用节理裂隙十分发育,岩体切割形成2.0m~6.0m块度的岩块,共发育3组节理,卸荷裂隙产状107°∠85。WY4号危岩带崩塌方式为倾倒式,破坏方式为零星掉块和孤石滑塌。

(5)WY5号危岩带:WY5号危岩带位于西合休2村村委会北侧,属石质崩塌,平面形态呈不规则透镜体,发育宽度100m,顺坡最大长度40m,坡向135°~180°,构成边坡的岩性为青灰色中细粒云英闪长岩,受风化作用及次生构造作用节理裂隙十分发育,共发育3组节理,卸荷裂隙产状245°∠75°,裂隙延伸长度10.0m~15.0m,间距1.0m~2.0m,裂隙闭合。WY5号危岩带崩塌方式为倾倒式,破坏方式为零星掉块和孤石滑塌。

(6)崩坡积层:2#崩塌带下方堆积有巨厚崩坡积层,主要为碎石土、卵砾石层,坡面季节性流水冲沟内堆积有崩积块石,块径30cm~250cm不等,岩性为闪长岩。崩坡积层厚度5m~30m不等,松散-密实,干燥,局部切坡后建有房屋、牲畜棚等人类工程活动设施。

8 崩塌形成的影响因素分析

(1)风化作用。风化作用是区内岩体形成危岩带的主要因素之一。区内发育的地层岩性为弱蚀变中-细粒英云闪长岩,长期的自然风化作用致使岩体表层破碎,脱离母岩,形成较多的风化卸荷裂隙,在降雨、地震甚至风的作用下风化层脱离岩体产生零星崩塌。

(2)地质构造。地质构造的作用表现为构造运动致使岩体发育多组节理裂隙,完整性差,当发育外倾节理面是成为岩体的不利外倾结构面,危岩块体易于沿外倾节理面产岩块崩落,据对区内5处危岩带节理结构面的统计,均发育外倾节理面。另外,发育较多的节理,将岩体切割成为大小不一,形状不同的危岩块体,当结构面的组合关系对其稳定性不利时,易于产生崩塌。

综上所述,区内地形地貌、地层岩性、岩体结构特征等为危岩的发育提供了重力和基本物质条件,区内构造作用强烈,岩体节理裂隙较发育,一般有3组裂隙,同时岩体挤压破碎存在无序或无规律的裂隙,表层岩体被切割成碎裂状,在长期的地壳内外应力作用下,临空岩体开始出现变形,岩体形成宽度不一的节理裂隙、卸荷裂隙,随着裂隙的进一步发展,变形范围扩大,拉裂缝向岩体的后侧推移,岩体后缘拉裂加剧,从而加剧岩体的重力卸荷作用,形成平行坡面的危险结构面,并与已有构造裂隙构成危险结构面组合,在岩体重力作用下,岩体向外倾倒,从而形成倾倒式危岩体。

9 结语

新疆叶城县西合休乡西合休村一带可利用的土地较为匮乏,乡村政府设施及村民房屋均修建在泥石流堆积区及崩坡积区,人口较多、人类活动频繁,搬迁避让不易,崩塌泥石流地质灾害构成严重威胁。通过地质灾害的防治工程的实施,可以有效地削弱崩塌泥石流灾害的潜在威胁、改善防治区地质环境条件、减少水土流失,有效地减轻地质灾害造成的损失,发挥较高的经济效益。

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