湖南桂东大塘集镇地质灾害分布特征及形成条件

黄杰杰，朱天林

(湖南省湘南地质勘察院，湖南郴州 423000)

地质灾害是多种地质环境因素共同作用的复杂物理过程[1，2]，对人们生命安全和财产损失造成巨大威胁的同时，也伴随着地质环境的恶化和破坏[3]。根据湖南省自然资源厅安排，湖南省湘南地质勘察院承担了桂东县大塘集镇地质灾害勘查任务，旨在全面摸清目前桂东县大塘集镇境内发育的地质灾害种类、数量、规模、灾情及险情等情况，查明境内地质灾害分布的主要类型、基本特征、时空分布以及形成条件，为后期地质灾害防治提供依据[4]。本文通过对项目成果进行的总结，主要涉及境内地质环境条件、地质灾害发育主要类型和基本特征，以及地质灾害形成条件进行剖析，为地质灾害的防止规划和监测预警提供一定参考。

1 地质环境条件

1.1 地形地貌

桂东县大塘镇位于桂东县中部，湖南省东南边陲，中心地理坐标：东经113°52′12″，北纬25°56′01″，镇域东西最大横距8.2 km，南北最大纵距11.0km，面积为62.09km2。属于中山-低山区，总体地势四面高中间低的盆地，沤江流向自北向南流。海拔标高最低点位于东侧沤江，标高约691.5m，海拔最高点位于调查区西侧峰地，标高约876.7m，相对高差大，地形坡度陡。详见(图1，图2)。

图1 湖南省桂东县大塘集镇地质灾害遥感影像图

图2 地形地貌分区图

1.2 地层岩性及岩浆岩

区内出露地层岩性简单，主要为第四系(表2-1)。

第四系冲洪积层(Qpl+al)：主要分布于勘查区东部沤江两岸平缓地段，为现代河床及河漫滩沉积，由冲洪积物组成。在剖面上具二元结构：上部为褐黄色细砂层及灰色砂质粘土层；下部为黄色含泥砂砾石层。厚度一般<20m。

第四系残坡积层(Qdl+el)：主要分布于丘陵斜坡，为花岗岩风化残积土，上部红褐色、灰黄色粉质粘土、砂质粘性土；下部褐黄色砂土夹风化石英砂等。厚度一般小于5m，局部可达30m左右。

1.3 地质构造与地震

调查区大地构造上位于南岭纬向构造带中段北缘，湘东南加里东褶皱带中南部，诸广山南北向构造带与炎陵-汝城新华夏系构造带复合部位的南部[5]。新生代古近纪以来，境内以间歇性抬升隆起为主，形成了海拔800m～1200m的中山地势。

据GB18306-2001《中国地震动参数区划图》，桂东县地震动峰值加速度为0.05g，地震动反应谱特征周期为0.35s，对应的基本烈度为6度。

2 气象与水文

桂东县属亚热带季风湿润气候区，温暖湿润，四季分明，年平均气温15.4℃，年平均降雨量约1742mm，年平均蒸发量1205.1mm。其中4月-9月(桂东汛期)占年降雨量的69%。桂东县境内溪流密布，河网呈树枝状(图3)，有大小河溪133条，平均地表迳流总量14.97亿m3。其中流域面积大于10km2的46条，形成沤江、泉江两大流域，县城区主要为沤江流域。流向自北向南贯通整个老城区，流域面积771.46km2，占全县总面积53.15%，流域面积10km2以上的支流有37条，全年径流量在3.23m3/s～316 m3/s，年平均净流量约为13.5 m3/s。

图3 桂东县境内水系分布图

3 地质灾害主要类型及特征

3.1 地质灾害主要类型

根据湖南省桂东县1∶5万地质灾害详细调查以及本次勘查工作数据统计，目前大塘集镇境内发育地质灾害及隐患点共计9处，其中滑坡7处、不稳定斜坡2处(表1)。

表1 桂东县大塘集镇地质灾害类型统计表

3.2 地质灾害发育特征

3.2.1 滑 坡

滑坡是境内分布最广泛、数量最多以及危害性最大的地质灾害类型。研究区内有7处滑坡，规模均为小型，物质组成均为土质滑坡，形成时间均为新滑坡，滑体厚度均为浅层滑坡；按运动形式均为牵引式滑坡；按形成原因，人为因素有5处，占71.43%，综合因素2处，占28.57%。

滑坡体的剖面形态可分为直线形、凹形、凸形和阶梯状四种类型。根据本次调查的结果显示大塘集镇境内7个滑坡体中，滑坡剖面形成特征为凹形、直线形、阶梯状各2处，凸形最少仅1处(图4)。详见表2滑坡剖面特征统计表。

表2 桂东县大塘集镇滑坡剖面特征统计表

图4 罗霄变电站滑坡，滑动面呈凹形

根据现有7个滑坡资料显示，勘查区滑坡地质灾害(隐患)点主要变形特征见表3。

表3 勘查区滑坡地质灾害(隐患)点主要变形特征汇总表

3.2.2 不稳定斜坡

区内不稳定斜坡坡面形态可分为直线形、凹形、凸形和阶梯状四种类型。根据调查结果显示，大塘集镇境内2个不稳定斜坡体中，坡面形态特征凹形1处，阶梯状1处。见表4。

表4 桂东县大塘集镇不稳定斜坡坡面形态特征统计表

不稳定斜坡变形特征主要有拉张裂缝、坡面流冲刷掏空、坡脚隆起、沉降、剥落、房屋变形、树木歪斜和渗冒浑水等。其变形存在多个方面，因建房切坡形成的不稳定斜坡，其坡体上均出现不同程度的下切凹腔，成因多为雨水长时间冲刷所致，这些不稳定斜坡坡体上的多条下嵌的凹腔皆有进一步发展的趋势，而坡体上部残坡积层下滑至坡体中部较缓处堆积的现象或是上部植被出现歪斜的迹象，斜坡大多目前处于稳定性较差的状态，在暴雨作用下，易发生滑坡地质灾害。

斜坡表部地形地貌特征主要包括斜坡体表部的拉裂缝、表层岩土体蠕动、渗冒浑水等特征。如已查明的不稳定斜坡均呈现出较明显的变形特征，其中以拉张裂缝和坡面流冲刷掏空、渗冒浑水等特征最为显著，而拉张裂缝是表征斜坡不稳定的一个重要方面，也是不稳定斜坡野外调查的一项重要内容。斜坡在下滑过程中，通常会在土体表部形成一系列走向与斜坡主滑方向大致垂直的拉裂缝。区内拉裂缝宽度一般在数厘米至数十厘米之间，延伸长度则从数米到十几米不等。每个斜坡的变形和运动虽不尽相同，但总体上主要经过了初始蠕变、加速变形、剧裂变形、破坏和休止五个阶段。但对于不同地质环境条件和不同斜坡而言，五个阶段经历的时间不尽相同，不同斜坡不同阶段的转化也存在不确定性而难以准确界定。

调查区内不稳定斜坡共计2处，主要为土质斜坡，成因主要为人工建房切坡所致。

区内不稳定斜坡坡面形态可分为直线形、凹形、凸形和阶梯状四种类型。根据本次调查的结果显示，大塘集镇境内2个不稳定斜坡体中，坡面形态特征凹形1处，阶梯状为1处。由于残积土层的母岩为花岗岩，风化后砂砾质含量较高，透水性较好。斜坡上部为全风化层类沙土，孔隙比较大，雨水易崩解；而下部强风化层透水性弱。在大气降水作用下，细粒泥质沿粗粒孔隙下渗至基岩面上，在基岩面上形成泥层，岩土界面抗剪强度将大大降低，不稳定斜坡将从蠕动变形-加速变形-剧烈变形-破坏，从而发生地质灾害。

斜坡变形特征方面，公路建设与建房切坡形成的不稳定斜坡目前未出现大面积滑移破坏的变形迹象，但斜坡体稳定性较差，公路边坡虽然采取了截排水措施，但维护不及时，没有起到其应有的作用，雨水溢出截排水沟，在坡面形成坡面流，长时间的坡体冲刷，在坡体中部和坡脚处容易形成凹腔，下切坡体，导致边坡失稳而引发滑坡地质灾害。

4 地质灾害形成条件分析

通过对境内滑坡和不稳定斜坡形成条件和控制因素分析，主要包括地形地貌、岩土体工程地质条件、地质构造、水文条件以及人类工程活动等五个方面。

4.1 地形地貌

从地貌条件来看，大塘镇属于中山-低山区，且以低山峰谷相间的地貌为主。同时，桂东县城受新构造运动影响发生间歇性抬升，形成高耸的山地，导致地形切割强度和密度都很大，造成普遍高大临空面和陡峻斜坡，使边坡发生破坏的机率大为增加，因而滑坡和不稳定斜坡在暴雨后易发生。因此，地形地貌是滑坡、不稳定斜坡山地地区地质灾害类型和规模的主控因素，有利于各类地质灾害发生，且中山、低山区是地质灾害最为发育的区域。

4.2 岩土体工程地质条件

研究区内花岗岩分布广泛，岩浆岩风化剥蚀低山区共有地质灾害9处，滑坡7处，占该区灾点总数的77.78%；不稳定斜坡2处，占该区灾点总数的22.22%；目前崩塌、地面塌陷及泥石流不发育。在岩浆岩风化剥蚀低山地区，地表水系较发育，溪沟下切强烈，临空面发育，斜坡岩体破碎，花岗岩节理裂隙发育，大部分地区风化严重，残坡积土层较厚，易发生小规模滑坡和不稳定斜坡地质灾害。因此，区内滑坡和不稳定斜坡均与花岗岩风化形成的残坡积土层有关。

4.3 地质构造

研究区内地质构造单一，地貌形态控制不明显，与地质灾害发育没有明显的联系；值得注意的是，区内滑坡多形成于散体结构的残坡积土层中，而在层状、块状结构的岩体中少见。

4.4 水文条件

据桂东县近二十年暴雨资料统计，研究区内多年平均降水量为1742.4mm，多年平均降水日151.3天，其中4～9月份(桂东汛期)占年降雨量的69%。鉴于研究区内已发生的滑坡和不稳定斜坡，均与降水有直接或间接作用有关，表明滑坡和不稳定斜坡与大气降水关系密切。这是由于在降雨过程中或之后的较短时间内，特别是在大暴雨前期有小至中雨的降雨过程，因残坡积层中碎石或砂砾质成分含量较高，孔隙度相对较高且发育，表层植被发育，有利于降雨的渗透，使土体达到饱和状态，斜坡上的土体处于极限平衡状态时，在暴雨的作用下，土体极易失稳而发生滑坡和不稳定崩塌。

4.5 人类工程活动

研究区内交通较为便利，国道106分布于侵蚀谷地低山地貌区，地形相对较平缓，大塘加油站以东至沤江段形成了5m～15m高的切方边坡，边坡采用了放坡+挡墙+格构护坡治理；乡村道路工程规模小，由于山高坡陡，存在一定的切坡，局部引发了小型的土体剥坠落现象，有崩落发生后，处于稳定状态。

研究区属低山区，居民区大多分布于沟谷低山地貌平缓地段，地形坡度一般5°～15°，房屋建设是最为普遍的人类工程活动。大塘中学因扩建产生高陡切方边坡，在降雨影响下，坡体产生拉张裂缝，局部土体剥坠落，形成不稳定斜坡，对坡顶电塔及下方教学楼产生威胁。大塘集镇居民安置点因场地整平，形成的切方边坡未进行有效的护坡治理工程，在降雨的不断冲刷下，坡面水土流失，下方挡墙顶部有浑水冒出，斜坡处于不稳定状态。

4.6 水利建设

水利建设主要是对大塘集镇区主要河流段进行疏通和修建护岸，使得流经大塘集镇的河段应付百年一遇山洪能力得以提升，但大塘集镇周边村组的灌溉水渠多为简易的水沟或是砖石结构，砂浆抹面的小水渠，在大暴雨时，渠水陡涨溢出，剥蚀沟渠外侧斜坡，掏空沟渠底部使得沟渠断裂，最终导致渠水冲刷下部坡面诱发局部水土流失。

桂东县大塘集镇境内人类工程活动强度剧烈，其主要表现为交通建设、房屋建设、水利建设、梯田梯土耕种和矿业活动等。大塘集镇境内的滑坡和不稳定斜坡受自然因素和人为因素共同作用引发的最为普遍。自然因素形成了滑坡和不稳定斜坡的基本条件，而人为因素为其的产生更进一步创造了条件，使滑坡和不稳定斜坡的稳定性更加减小，从而诱发各种地质灾害。

5 结论

调查区主要发育滑坡和不稳定斜坡等地质灾害，主要分布在海拔高程为786.5m～1102.4m的剥蚀构造中山、低山地貌区内。滑坡和不稳定斜坡大多发生在基岩风化表层的残坡积砂质粘性土与下伏基岩的接触面。由于区内气候温暖潮湿，物理和化学风化作用强烈，且4月-9月为雨季，是地质灾害的高发期。鉴于区内人类工程活动强度剧烈，因此，自然因素形成了滑坡和不稳定斜坡的基本条件，而人为因素为其的产生更进一步创造了条件，从而形成滑坡和不稳定斜坡等地质灾害。

综上所述，研究区内滑坡和不稳定斜坡等地质灾害的形成与地形地貌、岩土体工程地质条件、地质构造、水文条件及人类工程活动等多种因素控制有关，是以外力地质作用为主导的结果。