塔什庫(kù)爾干縣提孜那甫鄉(xiāng)蘭干村崩塌帶發(fā)育特征及影響因素分析

唐 捷，李 明

(新疆地礦局第一區(qū)域地質(zhì)調(diào)查大隊(duì)，新疆 烏魯木齊 830013)

研究區(qū)位于塔什庫(kù)爾干縣提孜那甫鄉(xiāng)西北側(cè)。由縣城沿國(guó)道G314公路向北行駛4 km至蘭干村，向東行駛約1公里至塔什庫(kù)爾干河右岸到達(dá)，外部交通較為便利，勘查區(qū)內(nèi)山高坡陡車(chē)輛無(wú)法通行，人員通行困難，通行條件差。因此，本文在塔什庫(kù)爾干縣提孜那甫鄉(xiāng)蘭干村崩塌帶孕災(zāi)地質(zhì)環(huán)境分析的基礎(chǔ)上，并參考相關(guān)研究成果[1-5]，對(duì)研究區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特征和影響因素進(jìn)行了分析，可以為研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計(jì)、施工提供依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)條件分析

1.1 地形地貌

研究區(qū)位于塔什庫(kù)爾干河右岸，面積5.46 km2，該區(qū)所屬地貌類(lèi)型屬侵蝕剝蝕中高山區(qū)，地形起伏，相對(duì)高差30～200 m，微地貌為陡坡，坡度約為40°～70°，坡向285°，基巖裸露，植被極不發(fā)育，坡面巖性主要為片麻巖，少量片巖、石英巖，整合接觸關(guān)系，巖層產(chǎn)狀285°∠55°，強(qiáng)度較低，易碎裂，易使巖層間產(chǎn)生斷裂滑動(dòng)。

1.2 地層巖性

基巖山體出露巖層大部分為古元古界布倫闊勒巖群灰褐色片麻巖、灰白色大理巖、黑云石英片巖和少量變質(zhì)杏仁狀安山巖，第四系全新統(tǒng)沖洪積層，第四系全新統(tǒng)沖積層。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)包括西昆侖褶皺帶和喀喇昆侖褶皺帶。斷裂構(gòu)造發(fā)育，對(duì)研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育具有明顯的控制作用，尤其是巖質(zhì)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害，具有沿?cái)嗔褬?gòu)造呈帶狀分布的規(guī)律。

1.4 水文地質(zhì)條件

1.4.1 基巖裂隙水

主要分布于整個(gè)研究區(qū)的基巖區(qū)。含水層巖性為古元古界布倫闊勒巖群片麻巖、大理巖、片巖。地下水主要接受大氣降水(含冰雪融水)入滲補(bǔ)給，地下水沿巖石裂隙由高處向低處排泄至泥石流溝道內(nèi)，最終排泄于塔什庫(kù)爾干河，地表未見(jiàn)地下水露頭。

1.4.2 松散巖類(lèi)孔隙水

一方面分布于泥石流溝谷潛水含水層，為單一砂礫石層，由于地表水與地下水轉(zhuǎn)換較頻繁，富水性各溝谷不一致，賦存全新統(tǒng)洪積砂礫石層潛水，水源由降雨入滲及基巖裂隙水補(bǔ)給，沿溝道向下游排至塔什庫(kù)爾干河。

另一方面分布于塔什庫(kù)爾干河河床及河漫灘。含水層巖性為漂石、卵石和砂礫石，厚度為幾十至幾百米之間，為單一砂卵礫石層，地下水主要接受塔什庫(kù)爾干河水入滲補(bǔ)給，其次為大氣降水入滲和基巖裂隙水的側(cè)向補(bǔ)給，沿塔什庫(kù)爾干河床由南向北徑流，以側(cè)向地下逕流的方式向下游排泄。

1.5 工程地質(zhì)條件

1.5.1 層狀較堅(jiān)硬—軟弱變質(zhì)巖組

分布在研究區(qū)南部及中部出露的基巖區(qū)，該帶巖組巖性主要為大理巖。表層被第四系黃土覆蓋，厚度0～0.3 m不等。該巖組呈北西-南東向條帶狀展布，多呈厚層狀結(jié)構(gòu)，常見(jiàn)硅質(zhì)膠結(jié)，層理清晰，硅質(zhì)膠結(jié)的巖石力學(xué)強(qiáng)度中等，屬于工程地質(zhì)條件一般區(qū)。在溝谷、河道易發(fā)生滑坡、崩塌、泥石流地質(zhì)災(zāi)害。

1.5.2 厚層狀堅(jiān)硬變質(zhì)及侵入組

分布于研究區(qū)中、東部，巖性為片麻巖、花崗巖等。巖體呈厚層狀、塊狀，力學(xué)強(qiáng)度高，為良好的天然地基。巖體表層風(fēng)化破碎，山勢(shì)陡峭，地形高差大，斷裂發(fā)育，易形成小型崩塌，屬于工程地質(zhì)條件中等區(qū)。

1.5.3 礫類(lèi)土單層土體

主要分布于塔什庫(kù)爾干河沿岸，泥石流溝底部和溝槽兩側(cè)坡體、坡腳處。分布于塔什庫(kù)爾干河河岸的土體巖性以漂石、卵石為主，磨圓度較好，結(jié)構(gòu)松散-稍密，厚度較大且均勻，工程地質(zhì)條件較好。分布于泥石流溝底部及溝槽兩側(cè)土體以沖洪積和殘坡積角礫、碎塊石、圓礫、漂礫及粗砂為主，磨圓度差或一般，結(jié)構(gòu)松散，厚度0.3～1 m，由上游至下游厚度逐漸減小，工程地質(zhì)條件一般。

1.5.4 粉土與殘積物碎塊石雙層土體

主要分布于溝道兩側(cè)坡體，大部為雙層結(jié)構(gòu)，上部多為黃土狀粉土，下伏為殘積物碎塊石層。上部粉土土質(zhì)疏松，多孔，局部地段經(jīng)長(zhǎng)期流水沖刷，溝谷發(fā)育，水土流失較嚴(yán)重。地層較為均勻，由表層向下密實(shí)度為松散-稍密-中密，總體屬于工程地質(zhì)條件一般區(qū)。

2 研究區(qū)滑坡發(fā)育特征分析

2.1 發(fā)育類(lèi)型

研究區(qū)內(nèi)的崩塌危巖體斜坡長(zhǎng)約60～110 m，平均長(zhǎng)約90 m，三段危巖體累積寬度810 m，厚度0.3～2.5 m，平均厚度1 m，崩塌源區(qū)面積約72 900 m2，體積約72 900 m3，坡腳堆積物體約2 835 m3。依照結(jié)構(gòu)面性質(zhì)等進(jìn)行崩塌類(lèi)型及規(guī)模劃分，現(xiàn)將提孜那甫鄉(xiāng)蘭干村崩塌帶類(lèi)型劃分為傾倒式，規(guī)模為中型。

2.2 發(fā)育特征

2.2.1 斜坡體特征

提孜那甫鄉(xiāng)蘭干村不穩(wěn)定斜坡發(fā)育的災(zāi)害主要為小型巖質(zhì)崩塌災(zāi)害。該區(qū)所屬地貌類(lèi)型屬侵蝕剝蝕中高山區(qū)，地形起伏，相對(duì)高差30～200 m，微地貌為陡坡，坡度約為40°～70°，坡向285°，基巖裸露，植被極不發(fā)育，坡面巖性為片巖，片麻巖，石英巖，整合接觸關(guān)系，巖層產(chǎn)狀285°∠55°，強(qiáng)度較低，易碎裂，易使巖層間產(chǎn)生斷裂滑動(dòng)。

2.2.2 危巖體特征

危巖體走向近南北向，由北向南分為①、②、③三段，之間由溝谷分開(kāi)，三段危巖體特征描述如下：

①段：該段危巖體斜坡長(zhǎng)約60～70 m，寬175 m，厚度0.5～1 m，位于斜坡中上部坡面陡崖上，巖性為片麻巖、片巖，巖層產(chǎn)狀292°∠58°，危巖體分布高程3 112～3 180 m，累計(jì)高度約50 m，節(jié)理裂隙發(fā)育較強(qiáng)，主要控制裂隙三組，裂隙產(chǎn)狀分別為，31°∠37°、202°∠72°、308°∠63°，卸荷裂隙深0.2～1.8 m，這三組結(jié)構(gòu)面將巖體切割為塊狀，風(fēng)化較強(qiáng)，較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，裂隙發(fā)育深度0.3～1 m，以巖石碎屑物填充，局部形成凹腔，受風(fēng)化、雨水、車(chē)輛震動(dòng)、重力作用、地震作用極易發(fā)生崩塌災(zāi)害。

②段：危巖體斜坡長(zhǎng)約60～85m，寬240 m，位于斜坡中上部坡面陡崖上，基巖裸露，巖性為片巖、石英巖、片麻巖，巖層產(chǎn)狀285°∠55°，危巖體分布高程3 105～3 180 m，累計(jì)高度約50～75 m，節(jié)理裂隙發(fā)育強(qiáng)烈，主要控制裂隙三組，裂隙產(chǎn)狀分別為，24°∠30°、221°∠75°、298°∠67°，卸荷裂隙深0.5～3 m，這三組結(jié)構(gòu)面將巖體切割為塊狀，風(fēng)化較強(qiáng)，較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，裂隙發(fā)育深度0.3～3 m，以巖石碎屑物填充，局部巖石發(fā)育小型揉皺，巖石強(qiáng)碎裂化破碎為小碎塊，部分巖石處于臨空狀態(tài)，受風(fēng)化、雨水、車(chē)輛震動(dòng)、重力、地震作用極易發(fā)生崩塌災(zāi)害。

③段：危巖體斜坡長(zhǎng)約80～110 m，寬240 m，位于斜坡中上部坡面陡崖上，基巖裸露，巖性為片麻巖、石英巖，巖層產(chǎn)狀298°∠61°，危巖體分布高程3 105～3 195 m，累計(jì)高度約70～90 m，節(jié)理裂隙發(fā)育強(qiáng)烈，主要控制裂隙三組，裂隙產(chǎn)狀分別為，33°∠37°、211°∠69°、314°∠72°，卸荷裂隙深0.5～2 m，這三組結(jié)構(gòu)面將巖體切割為塊狀，風(fēng)化較強(qiáng)，較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，裂隙發(fā)育深度0.3～2 m，以巖石碎屑物填充，局部巖石發(fā)育小型孔洞、凹腔，巖石即為破碎呈小碎塊狀，部分巖石處于臨空狀態(tài)，受風(fēng)化、雨水、車(chē)輛震動(dòng)、重力、地震作用極易發(fā)生崩塌災(zāi)害。

崩塌危巖體斜坡長(zhǎng)約60～110 m，平均長(zhǎng)約90 m，三段危巖體累積寬度810 m，厚度0.3～2.5 m，平均厚度1 m，崩塌源區(qū)面積約72 900 m2，體積約72 900 m3。主要變形為巖體裂隙發(fā)育，切割呈大小不一的塊狀，受自然風(fēng)化、雨水、車(chē)輛震動(dòng)、重力、地震作用有膨脹墜落趨勢(shì)。主要威脅坡腳公路、蒙古包、羊圈以及過(guò)往車(chē)輛和行人。

2.2.3 崩塌堆積物特征

經(jīng)調(diào)查崩塌危巖體由坡面脫離在坡腳堆積，坡腳堆積物以塊狀、小碎塊巖體為主，無(wú)序散落分布在半坡及坡腳公路旁前緣路徑區(qū)，呈扇形，平均厚度約0.5 m，寬約810 m，坡長(zhǎng)約為3～15 m，平均為7 m，面積約5 670 m2，體積約2 835 m3，主要為碎石、塊石和少量巨石，最大粒徑約為1.8 m，分選差，新鮮程度中等，最遠(yuǎn)落石距離約為80 m，堆積體整體較為穩(wěn)定。

2.2.4 植被發(fā)育特征

提孜那甫鄉(xiāng)蘭干村崩塌帶地形坡度相對(duì)較陡，基巖裸露處基本無(wú)土體覆蓋，植被不發(fā)育，僅在溝谷坡面低洼處及坡腳發(fā)育堆積薄層粉土，可見(jiàn)稀疏低矮的灌木植被發(fā)育。

3 研究區(qū)崩塌影響因素分析

3.1 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)地質(zhì)構(gòu)造單元屬于喀喇昆侖構(gòu)造帶一級(jí)構(gòu)造單元。其中一級(jí)構(gòu)造單元喀喇昆侖構(gòu)造帶又以塔阿西斷裂為界分為明鐵蓋陸塊和塔什庫(kù)爾干陸塊2個(gè)二級(jí)大地構(gòu)造單元。

危巖體坡面可見(jiàn)有多處微地質(zhì)構(gòu)造，構(gòu)造類(lèi)型為局部褶曲、揉皺，長(zhǎng)6～10 m，寬1～2 m，巖石相對(duì)破碎，裂隙相對(duì)發(fā)育，巖層產(chǎn)狀305°∠64°，呈北西-南東向延伸，在危巖體坡面延伸長(zhǎng)度約10 m。研究區(qū)內(nèi)巖體主要被三組主導(dǎo)裂隙切割明顯，裂隙、巖層產(chǎn)狀和陡坡組合形成危巖體傾倒的基本破壞類(lèi)型，造成危巖體易產(chǎn)生傾倒式崩塌災(zāi)害。

3.2 風(fēng)化

研究區(qū)內(nèi)出露地層為片麻巖、片巖、石英巖及少量大理巖、變質(zhì)杏仁狀安山巖，抗風(fēng)化能力一般，在長(zhǎng)期的風(fēng)化作用下巖體表面發(fā)育較多的風(fēng)化裂隙，裂隙貫穿深度較大，進(jìn)而促進(jìn)了危巖體的發(fā)育。

3.3 降雨

降雨對(duì)巖體裂隙面具有浸潤(rùn)作用，在一定程度上軟化了基巖淺表層的巖體，減弱了裂隙面的摩擦阻力，同時(shí)增加了裂隙內(nèi)的水壓力，誘發(fā)危巖體崩塌。

3.4 凍融作用

研究區(qū)位于侵蝕剝蝕中高山區(qū)，晝夜溫差極大。白天氣溫上升，巖層中凍結(jié)的冰融化，浸入巖層裂隙，巖層裂縫中的水在夜晚溫度下降發(fā)生凍結(jié)時(shí)體積增大，把巖石漲裂。凍融交替出現(xiàn)使巖體分裂成碎塊，從而引發(fā)崩塌。

3.5 地層巖性

研究區(qū)內(nèi)的地層為古元古界布倫闊勒巖群，巖體受地質(zhì)應(yīng)力作用易形成剪切、拉張裂隙。該類(lèi)裂隙常穿越、切割巖層，延伸長(zhǎng)遠(yuǎn)。

3.6 地震

研究區(qū)地震基本烈度為Ⅸ度區(qū)，地震活動(dòng)頻繁，地震動(dòng)峰值加速度為0.40 g，地殼穩(wěn)定性為穩(wěn)定性較差—不穩(wěn)定區(qū)，提供的地震力將激發(fā)巖質(zhì)崩塌危巖體的進(jìn)一步活動(dòng)。在研究區(qū)內(nèi)，較大的地震活動(dòng)能夠使危巖體結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度降低，同時(shí)還將使基巖產(chǎn)生水平地震力，穩(wěn)定性降低，有可能誘發(fā)崩塌。

通過(guò)勘查分析以及與已發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害比對(duì)分析，崩塌地質(zhì)災(zāi)害的形成機(jī)制為：由于自然高陡坡面基巖出露，臨空面上節(jié)理裂隙發(fā)育的巖體構(gòu)成危巖體，在凍融及大氣降水、融雪水、地震、人類(lèi)工程活動(dòng)等綜合作用下，致使危巖體在自身重力作用下以及受水平和垂直裂隙切割后發(fā)生傾倒形成崩塌。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)位于塔什庫(kù)爾干河谷右岸山坡，地處構(gòu)造剝蝕中高山區(qū)，出露的地層為古元古界布倫闊勒巖群和第四系，地下水類(lèi)型有基巖裂隙水和松散巖類(lèi)孔隙水兩大類(lèi)，巖組為層狀較堅(jiān)硬-軟弱變質(zhì)巖組，土體為礫類(lèi)土單層土體，粉土與殘積物碎塊石雙層土體兩種。

(2)研究區(qū)內(nèi)的崩塌危巖體斜坡長(zhǎng)約60～110 m，平均長(zhǎng)約90 m，三段危巖體累積寬度810 m，厚度0.3～2.5 m，平均厚度1 m，崩塌源區(qū)面積約72 900 m2，體積約72 900 m3，坡腳堆積物體約2 835 m3，該崩塌帶類(lèi)型劃分為傾倒式，規(guī)模為中型。

(3)研究區(qū)崩塌災(zāi)害外因方面的因素主要包括地質(zhì)構(gòu)造、地層巖性、地形地貌因素等，外因方面的因素包括地震、持續(xù)強(qiáng)降雨、融雪入滲、水流沖刷作用和人類(lèi)工程活動(dòng)等。