1 前言
2013年2月18日11時37分許,貴州省黔東南州凱裏市龍場鎮漁洞村岔河組老山新村(坪地煤礦北側約100m 處,地理坐標為東經107°54′31.3″、北緯26°42′33.5″)突發山體崩塌,坡面和崩塌山體上部溶洞持續發生零星掉塊、落石,以及溶洞充填物滑塌,2月19日8時30分,再壹次發生小規模崩塌。崩塌體高186m、寬127m、厚10~24m,崩塌堆積體規模約30萬m3(圖1)。崩塌堆積體分布於漁洞河河谷中,阻塞河道,河水逐漸壅高,淹沒近河岸的采煤工棚,形成壹小型堰塞湖。經調查核實:本次災害***造成5人死亡失蹤。本次山體崩塌規模等級為大型,災情等級為中型。
圖1 貴州凱裏崩塌體
2 地質災害特征
2.1 區域地質環境條件
2.1.1 地形地貌
山體崩塌區域為溶蝕侵蝕地貌。漁洞河左岸高陡斜坡,坡面傾向100°~130°,緩傾反向坡,為不對稱U形河谷地貌。地勢切割強烈,地形復雜,起伏較大,沿河床壹線有大量崩塌堆積物堆積,河谷右岸為陡-緩(近似平臺)-陡的折線型地形,左岸自然坡度75°~85°,局部有凹巖腔體,相對高差達217m,原始地形在其中部分布壹窄型小平臺,山體崩塌發生後改變了局部地形,現坡體呈近直立狀,坡體上部向外突出形成壹倒巖腔。
2.1.2 地層巖性及地質構造
山體崩塌位於雷公山復式褶皺構造的北西翼,NNE向漁洞向斜東翼,NNE向大塘正斷層上盤,斷層面產狀45°~50°∠70°,坡體展布二疊系下統棲霞組(P1q)中-厚層狀灰巖,坡腳巖性為二疊系下統梁山組含煤泥頁巖,巖層單斜產出,產狀325°∠9°。受區域構造影響,區內NNE及NW向長大裂隙發育,沿河坡段發育的長大節理裂隙有3組,壹組節理產狀125°~135°∠65°~80°,呈閉合狀,為硬質結構面;另外壹組節理產狀75°~85°∠70°~80°,為閉合狀硬質結構面;第三組節理產狀270°∠80°~87°,為半開口狀,無充填。
區內主要分布碳酸鹽巖類與碎屑巖,出露地層有第四系(該區域分布較薄)、二疊系棲霞組、茅口組、梁山組。現將地層由上至下分述如下:
第四系松散層(Q):為黃、黃褐色殘坡積黏土,硬-可塑狀態,含灰巖角礫,粒徑約0.02~2cm,含量10%~30%,土層厚約3~7m。
二疊系棲霞、茅口組(P2q+m):底部巖性為深灰色中厚至厚層生物碎屑灰巖,有矽質團塊;頂部為淺灰色厚層塊狀灰巖。層理弱發育,而節理及溶蝕裂隙較發育。近地表10m處發育最大直徑約2.5m的溶洞,為黃色黏土充填,溶洞走向延伸至地表,崩塌導致地表形成漏鬥狀陷坑。
二疊系梁山組(P2l):巖性為黑、灰黑色炭質頁巖、黏土質頁巖和可采煤層,出露厚約20m。
據調查,受地質構造影響,巖體節理裂隙發育,且具壹定的規模;尤其是在河岸地帶,因河流下切導致臨空面加大,裂隙貫通性好,節理將巖體切割成大小不等的菱形塊體,使巖體完整性遭受破壞。
根據1∶400萬《中國地震烈度動參數區劃圖》(GB18306—2001)、1∶400萬《中國地震動反應譜特征周期區劃圖》,地震動峰值加速度為0.05g,動反應譜特征周期為0.35 s,地震基本烈度為Ⅵ度。晚、近期構造活動不明顯,屬構造穩定區域。
2.1.3 水文地質特征
根據區內出露的地層巖性及含水介質特征、地下水動力條件,可將地下水分為碳酸鹽類巖溶水和基巖(碎屑巖)裂隙水、第四系松散層孔隙水三大類型。第四系松散層孔隙水主要分布在河谷兩岸沖洪積、殘坡積層中,含水量較小;碳酸鹽類巖溶水主要含水巖組為二疊系棲霞組、茅口組,巖性為中厚層狀灰巖、泥質灰巖及白雲質灰巖,地下水以管流為主,富水性較好;基巖(碎屑巖)裂隙水含水巖組有二疊系梁山組,巖性主要為含煤泥頁巖,富水性弱。
地下水主要為大氣降水補給,碳酸鹽巖分布區的大氣降水大部分水量經落水洞、巖溶漏鬥落入地下或經地表下滲,形成巖溶水,在巖溶管道及裂隙中運移,於地形低窪處或與碎屑巖接觸面出露成泉,大部分水量經地表徑流,排入漁洞河。
2.1.4 人類工程活動
山體崩塌分布於龍場鎮坪地煤礦範圍內,山體崩塌上遊約100m處為該煤礦主井口,采煤井口由煤層頂部的硬質灰巖開鑿巷道。采煤工棚依河而建,以河道平坦地為建築點,人類工程活動較為強烈。
2.2 地質災害特征
山體崩塌體高約186m、寬約127m、厚10~24m,崩塌堆積體規模約30萬m3。由二疊系棲霞-茅口組中厚層至厚層灰巖組成,崩塌右側緣為NWW向近陡立的大型節理裂隙為邊界,節理面可見清晰的近水平狀構造擦痕,溶蝕現象嚴重,充填黃色黏土;左側緣以接近溶蝕裂隙形成的溶洞為邊界;平行於坡面還分布溶蝕節理裂隙。坡體上方尚殘余危巖體約2000m3。該上部和中部分布全充填溶洞,距坡頂16~18m分布壹直徑約20m的巖溶塌陷,巖溶塌陷坑內充填物為含碎石黃色粉質黏土。該巖溶塌陷在崩塌發生之前地表調查未出現,而在崩塌發生後溶洞暴露使充填其中的物質漏失後形成。
崩塌堆積體分布於漁洞河與二岔河交叉口上遊約150m 處,堆積體面積呈“橢圓形”,沿河道分布,長約175m,寬約128m,堆積最厚處約27m。堆積體由山體崩塌形成,塊體大小不均,呈不規則形,長度最長可達5m,2m以上的塊體總體積約占總的堆積體體積的35%,多沿陡崖坡腳壹線分布;長度0.5~2m的塊體總體積約占總堆積體的45%,多分布在河道中,其他塊度的約占20%。形成壹小型堰塞湖。
3 地質災害成因分析及趨勢判斷
根據崩塌體特征,結合地形等地質條件、河流的發育特征綜合分析認為:該山體崩塌主要受順坡面NNS向和NWW向兩組大型節理裂隙控制,形成楔口形塊體,巖體呈層狀-碎裂結構,坡面地形陡立,形成了平形於坡面的卸荷裂隙,在長期的風化和溶蝕作用下,節理裂隙張開度增大。
由於上硬下軟的不利坡體結構與強烈的地下水溶蝕、風化作用影響,巖體極不穩定,以及采礦長期的底部削弱,最終導致山體崩塌的產生,其具有較強的隱蔽性和突發性。目前,該山體發生整體大規模崩塌的可能性較小。
4 地質災害應急防治
凱裏市委市政府立即啟動市級防災預案,開展緊急救援,設立了警戒區和警戒線,對凱(裏)施(秉)二級公路進行了臨時交通管制,並對形成的堰塞湖采取疏導措施。貴州省國土資源廳接到災情報告後,組織貴州省地質環境監測院40人的應急專家組趕赴現場開展實地調查,積極協助地方政府搶險救援。國土資源部密切關註,派出地質災害應急專家組現場了解災情險情及搶險救災進展,會商指導現場搶險救災及應急處置工作,並采用三維激光掃描技術對崩塌體基本特征進行定量的評價(圖2)。為防範鄰近區域發生同類災害,當地政府組織開展了山體周邊近 27km2 開展了地質災害應急排查,利用無人機在災害周邊遙感航拍7km2。
圖2 從點雲數據中量取崩塌體幾何參數
5 經驗與啟示
(1)此次災害反映出在地質環境條件脆弱的地段,應重視臨時工棚場址選擇的地質災害危險性評估。
(2)在本次災害應急調查中,采用了無人機航拍、三維激光掃描等高科技手段,實踐表明在應急工況下非接觸式量測技術發揮重要作用。