山西省壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害成因分析與防治

江 凈

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形、地貌

壽陽縣境內(nèi)四面環(huán)山，中間丘陵起伏，溝壑縱橫，是山間盆地。整個地形由東北向西南逐漸傾斜，本縣西北部、北部與南部較高，東西兩邊河流出境處最低。全境平均海拔1 200 m左右，山地均在海拔1 300 m以上。最高峰為西北部的鹿泉山，海拔1 748.9 m，最低點(diǎn)為西南部西洛鎮(zhèn)瀟河河谷，海拔813 m。

1.2 地層巖性

境內(nèi)地層自北而南由老到新依次出露有奧陶系中統(tǒng)，石炭系中、上統(tǒng)，二疊系和二疊系下統(tǒng)、中統(tǒng)，新生界第三系和第四系廣泛分布在盆地中部及周邊各時代基巖之上。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

本縣位于昌梁—大行斷塊(Ⅲ級)沁水塊坳(Ⅳ級)沾尚—武鄉(xiāng)—陽城北北東向褶帶(Ⅴ級)的北部，總體為一寬緩的向斜，或箕狀構(gòu)造，北部為走向NEE-NWW，傾向 S，傾角4°～15°;東部、南部和西南部為走向NNW-NNE，傾向W，傾角6°～12°，西南部局部地段傾向NEE。境內(nèi)次級構(gòu)造以寬緩的波狀褶曲為主，斷裂僅在西北部和西南部發(fā)育。

1.4 水文地質(zhì)條件

境內(nèi)地下水類型主要有松散巖類孔隙水、碎屑巖類裂隙水、碎屑巖間夾碳酸鹽巖類裂隙巖溶水和碳酸鹽巖類巖溶裂隙水。

2 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素及成因簡析

2.1 區(qū)域地質(zhì)災(zāi)害誘發(fā)因素分析

壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害的形成，主要受地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造等地質(zhì)環(huán)境背景條件的內(nèi)在因素控制，以及大氣降水、地表水、采礦、邊坡開挖等人為外在因素影響。

首先，壽陽縣夾在系舟山、太岳山、太行山之間，四周環(huán)山，中間丘陵起伏，溝壑縱橫，地形高差大，溝深坡陡，是形成地質(zhì)災(zāi)害的重要條件之一。

其次，采礦引發(fā)的地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害很明顯，其引起的地質(zhì)災(zāi)害主要分布于壽陽縣北部的坪頭、平舒、宗艾、溫家莊等鄉(xiāng)鎮(zhèn)，建筑及修路切坡引發(fā)的崩塌、滑坡地質(zhì)災(zāi)害主要分布于羊頭崖、尹靈芝、馬首、南燕竹、上湖、松塔、溫家莊等褶皺侵蝕中山、黃土覆蓋褶皺侵蝕低中山區(qū)。鐵路和公路建設(shè)開挖坡腳引發(fā)滑坡和崩塌，在鐵路和公路兩側(cè)是地質(zhì)災(zāi)害防治的重點(diǎn)地段，石太鐵路、太舊高速公路、榆贊公路等是地質(zhì)災(zāi)害的多發(fā)地段。

2.2 壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害形成的外在誘發(fā)因素和成因簡析

1)地層及巖土體結(jié)構(gòu)。

黃土層與軟硬基巖互層的地層巖性的性質(zhì)、特點(diǎn)影響了地質(zhì)災(zāi)害的形成，黃土滲透性較好，但砂巖力學(xué)強(qiáng)度高，隔水效果好，那么砂巖與黃土的接觸部位在雨水下滲時容易軟化、泥化，抗剪強(qiáng)度降低，最后導(dǎo)致斜坡失穩(wěn)。同時斜坡變形破壞方式與軟弱結(jié)構(gòu)面的位置是由斜坡巖土體結(jié)構(gòu)決定的，滑面的位置也是由它來控制的。

2)地質(zhì)構(gòu)造。

新構(gòu)造運(yùn)動通常會形成陡的斜坡，為坡體的下滑提供有利地形。它是斜坡變形破壞的重要因素。在新構(gòu)造運(yùn)動中通常會形成一些原生結(jié)構(gòu)、次生結(jié)構(gòu)和結(jié)構(gòu)面。它們的存在破壞了黃土的完整性，也為地下水活動提供了條件。從而導(dǎo)致黃土強(qiáng)度降低，為地質(zhì)災(zāi)害形成提供了內(nèi)在基礎(chǔ)?？梢?，新構(gòu)造應(yīng)力場對地質(zhì)災(zāi)害有一定的控制作用。

2.3 壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害形成的內(nèi)在誘發(fā)因素和成因簡析

1)大氣降水、地表水、地下水的影響。

根據(jù)黃土的物質(zhì)組成可得，黃土的透水性差，雨水不易滲入，一次降水不會引起大幅度的潛水位上漲，所以說，單單降雨的話，引發(fā)災(zāi)害的可能性比較小。然而黃土中常常發(fā)育有裂隙以及落水洞等，雨水會沿著裂隙滲入甚至灌入，在相對隔水的地方富集、飽和，從而使巖土體的重度變大，甚至?xí)纬煽紫端畨毫?，使巖土體的強(qiáng)度變?nèi)酰瑥亩l(fā)地質(zhì)災(zāi)害，大降水是地質(zhì)災(zāi)害形成的主要因素;地表水至災(zāi)機(jī)理是地表水會對坡腳長期的浸泡，也對兩岸斜坡巖土體長期的侵蝕，從而使斜坡臨空面變大，巖土體強(qiáng)度降低，進(jìn)而誘發(fā)災(zāi)害發(fā)生。地表徑流兩側(cè)出露較多，造成較強(qiáng)的側(cè)蝕作用，從而影響兩側(cè)斜坡的穩(wěn)定性，甚至引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害;由于研究區(qū)域的地形較復(fù)雜，并且支離破碎，導(dǎo)致大面積水土流失，地下水也極度匱乏。然而由于黃土斜坡土質(zhì)疏松，節(jié)理裂隙較發(fā)育，進(jìn)一步發(fā)育成卸荷裂隙，一些甚至?xí)l(fā)育成落水洞或者陷坑，若遇暴雨或者連陰雨，雨水快速大量聚集，并且沿著裂隙、落水洞等迅速滲入到坡體下部，在透水性差的巖土層上形成雨水的匯集帶，更為甚者可能形成潛水。地下水的活動使土體強(qiáng)度降低，坡體應(yīng)力狀態(tài)發(fā)生變化，經(jīng)常會引發(fā)斜坡失穩(wěn)。研究表明，在黃土含水量小于18%時，黃土力學(xué)強(qiáng)度比較高，即便斜坡在很陡的情況下也會保持穩(wěn)定;但在含水量大于20%時，黃土力學(xué)強(qiáng)度會大幅度降低，坡體也會失去原有的穩(wěn)定，因此斜坡的穩(wěn)定性與地下水有很大的關(guān)系。

2)人為活動作用的影響。

20世紀(jì)以后，當(dāng)?shù)厝丝诘拇罅吭黾?，對耕地的需求越來越高，于是毀林開墾，導(dǎo)致植被大量減少，以至于生態(tài)環(huán)境惡化，氣候異常，水土流失加重，使地質(zhì)災(zāi)害易發(fā);工程建設(shè)是常常引起地質(zhì)災(zāi)害的另一個重要因素，工程建設(shè)往往需要大量的開挖坡體和坡腳，以至于形成了很多的危險邊坡和危巖體，特別是鄉(xiāng)村公路建設(shè)，因資金的不足影響了護(hù)坡措施的完善，形成了較多的不穩(wěn)定斜坡和大量堆積的廢棄土，容易誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

3)當(dāng)?shù)氐V產(chǎn)開發(fā)的影響。

當(dāng)?shù)刂饕傻V產(chǎn)開發(fā)引起的地質(zhì)災(zāi)害主要是地面塌陷和地裂縫，礦產(chǎn)開發(fā)活動主要是煤礦開采。區(qū)內(nèi)地面塌陷與地裂縫的形成主要受采礦活動的影響。采空區(qū)形成之后，使煤層頂部砂巖及頁巖等上覆巖層成為一種架空結(jié)構(gòu)，原有的周圍應(yīng)力平衡狀態(tài)遭到破壞，采空區(qū)頂板巖層在自重和上覆巖土體的壓力作用下，產(chǎn)生向下彎曲與移動。當(dāng)頂板巖層內(nèi)部形成的拉張應(yīng)力超過該巖層的抗拉強(qiáng)度極限時，頂板發(fā)生冒落，上覆巖層彎曲、移動、破裂，隨著采空范圍擴(kuò)大，在地表形成塌陷變形及地裂縫災(zāi)害。

3 壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害防治措施

3.1 監(jiān)測預(yù)警工程

1)地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)建設(shè)，從組織、技術(shù)、裝備、資金四方面建立健全地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)，不斷提高監(jiān)測技術(shù)水平。

a.建立監(jiān)測機(jī)構(gòu)，在本規(guī)劃期內(nèi)建立、建全地質(zhì)環(huán)境及地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測機(jī)構(gòu)，充實(shí)和加強(qiáng)技術(shù)力量，配備專業(yè)的監(jiān)測設(shè)施、通訊設(shè)施及必要的車輛，不斷提高地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測水平和管理能力。

b.建設(shè)群測群防網(wǎng)絡(luò)，在本規(guī)劃期內(nèi)，完善由縣級監(jiān)測網(wǎng)、鄉(xiāng)鎮(zhèn)或街道辦事處監(jiān)測網(wǎng)、村組或社區(qū)級監(jiān)測網(wǎng)及地質(zhì)災(zāi)害隱患監(jiān)測點(diǎn)構(gòu)成地質(zhì)災(zāi)害群測群防體系，做到縣有監(jiān)測站，鄉(xiāng)鎮(zhèn)有負(fù)責(zé)人，行政村有具體責(zé)任人，每個隱患點(diǎn)有監(jiān)測人。

c.建立礦山地質(zhì)災(zāi)害監(jiān)測系統(tǒng)。在近期規(guī)劃期內(nèi)，礦山企業(yè)應(yīng)建立自己的監(jiān)測體系，對本礦區(qū)及周邊影響地區(qū)可能發(fā)生的滑坡、崩塌、地面塌陷、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害進(jìn)行定期監(jiān)測，并逐步完善監(jiān)測網(wǎng)絡(luò)。開采礦產(chǎn)資源等活動造成突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害時，礦山企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取緊急處置措施。

2)突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急體系建設(shè)。

a.編制地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急預(yù)案。在本規(guī)劃和每年地質(zhì)調(diào)查、核查的基礎(chǔ)上，按《地質(zhì)災(zāi)害防治條例》要求，縣政府編制本地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治應(yīng)急預(yù)案，并根據(jù)實(shí)際工作情況對預(yù)案內(nèi)容和縣鄉(xiāng)的應(yīng)急工作機(jī)構(gòu)等進(jìn)行演練和檢驗(yàn)。

b.建立地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急指揮系統(tǒng)。應(yīng)急預(yù)案明確規(guī)定應(yīng)急指揮人員組成與職責(zé)分工?？h政府成立由主管副縣長任總指揮的應(yīng)急指揮部。成員由發(fā)改、國土、公安、安監(jiān)、民政、教育、財政、交通、衛(wèi)生、水務(wù)、建設(shè)、武裝部等相關(guān)部門負(fù)責(zé)人組成。

c.突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)。在近期規(guī)劃期內(nèi)，縣政府建立突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急響應(yīng)機(jī)制。建設(shè)一支機(jī)動、靈活、富有戰(zhàn)斗力的搶險救援隊(duì)伍，組建專門的應(yīng)急專家隊(duì)伍，明確專門的應(yīng)急專家，配置專門的應(yīng)急裝備。

3)建立地質(zhì)災(zāi)害責(zé)任機(jī)制。在近期規(guī)劃期內(nèi)，建立地質(zhì)災(zāi)害責(zé)任機(jī)制，明確責(zé)任主體，交通、水利、教育和旅游、建設(shè)、安監(jiān)、煤炭等部門應(yīng)對公路沿線、中小學(xué)校區(qū)、旅游景區(qū)、房屋建設(shè)工地、村莊周邊高邊坡建房、各礦山企業(yè)等突發(fā)地質(zhì)災(zāi)害負(fù)責(zé)任，并相應(yīng)組織好對上述地區(qū)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的巡查排查工作。

3.2 地質(zhì)災(zāi)害搬遷避讓工程

根據(jù)壽陽縣地質(zhì)災(zāi)害災(zāi)情，優(yōu)先安排對人居安全和經(jīng)濟(jì)社會發(fā)展影響大、危害重、治理效益顯著的地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)，2010年～2011年安排搬遷避讓工程4項(xiàng)，具體為宗艾避讓搬遷治理工程、鄭家莊避讓搬遷治理工程、段王村避讓搬遷治理工程、獨(dú)壁村避讓搬遷治理工程。

3.3 地質(zhì)災(zāi)害治理工程

2012年～2019年安排地質(zhì)災(zāi)害治理工程6項(xiàng)，分別為:罕山地面塌陷工程治理、獨(dú)壁地面塌陷工程治理、康家莊地面塌陷工程治理、段王村地面塌陷工程治理、(榆次—昔陽)羊頭崖段潛在崩塌、滑坡治理、太舊高速公路、307國道張凈段崩塌、滑坡治理。

3.4 對于未采取工程措施的地質(zhì)災(zāi)害體

對于一些未經(jīng)治理，而又具有潛在危害的地質(zhì)災(zāi)害體，監(jiān)測也是十分必要的。一些暫時沒有資金進(jìn)行工程整治但又對人民生命財產(chǎn)構(gòu)成較大潛在威脅的大型滑坡變形體，通過有效的監(jiān)測既可對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價，監(jiān)測結(jié)果又可為是否治理和如何治理提供設(shè)計依據(jù)。尤其用監(jiān)測的手段對滑坡等變形體進(jìn)行有效的監(jiān)控，是一項(xiàng)投資少、見效快的方法，目前已逐步被一些政府官員和業(yè)主所接受并推崇。他們也意識到進(jìn)行整治后應(yīng)該用監(jiān)測數(shù)據(jù)來驗(yàn)證，否則是盲目的。地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生發(fā)展有著一定的規(guī)律，只要防治管理措施得當(dāng)，就能有效預(yù)防和減少其發(fā)生。

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