地层组合.docx

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地层组合

水在地质灾害中的作用及防治对策

1前言

滑坡的产生与水的关系极为密切，民间有“十滑九水”的说法，可见水对滑坡的影响之大。

在滑坡整治过程中，采用何种方案排泄地表水、疏民地下水，改变滑坡体的物理力学性质，从而减少下滑力，达到经济合理的目的已成为当前生产建设中的重要课题。

2滑坡水文地质条件分析

滑坡是斜坡土石体在重力作用下失去其原有的稳定状态，沿着斜坡向下作长期而缓慢的整体移动。

按其物质组成可分为覆盖层滑坡和基岩滑坡。

2.1软质岩层滑坡

常见的该类滑坡有粘性土质滑坡和泥质岩类滑坡，其他滑坡类型则较为少见，本文仅对前二种进行研究分析。

（1）红粘土滑坡

由于红粘土在干燥时坚硬开裂，遇水后膨胀崩解，呈软塑或流塑状态，因而常沿土中的裂隙面和基岩面产生塑流性滑坡。

这类滑坡与降雨量的关系十分密切，具有“大雨大滑，小雨小滑”的特点。

（2）泥质岩类滑坡

在泥岩、页岩、泥灰岩等各种软弱岩层中，岩性大体均一，软弱面的强度与岩层强度基本相同，当斜坡上的剪切力大于岩石的抗剪强度时，斜坡产生均衡破坏，滑坡变形显著，滑体上出现各种性质的裂缝。

这种类型滑坡的滑动面的位置可能部分与岩层中软弱结构面吻合。

2.2切层滑坡

滑动面与岩层面相切，具有水平结构和内倾结构的斜坡，岩层的倾向对山坡的稳定是有利的，若其中发育有和山坡倾向一致的节理面、断层面和大型裂隙时，就构成了对山坡稳定的不利因素，斜坡下部被侵蚀或开挖之后，软弱结构面出露，当软弱结构面的倾角小于斜坡的倾角时，岩体就可能沿软弱结构面与层间相切而产生滑动。

2.3顺层滑坡

是沿着由于某些作用早先形成的面（例如，沿两个层面的交界面、沿裂隙面、沿坡积物与基岩的交界面以及沿坚硬岩层之间的不整合面）所发生的滑坡。

当岩层的倾向和山坡的倾向一致时，由于河流的侵蚀或人工切坡使岩层下部失去支撑，岩层仅以层间磨擦力保持其稳定性，当磨擦力进一步变小后，斜坡就会顺层面滑动。

3水在滑坡产生和发育中的作用

唯物辩证主义认为外因是变化的条件，内因是变化的根据，外因通过内因而起作用。

滑坡产生的根本原因取决于组成斜坡的土石体性质和结构，但外界条件因素如水的作用、地震、人为因素等的作用不能忽视，它们是滑坡产生的诱发因素，它们的作用可改变斜坡土石体的性质、强度、结构和状态，有时还可以改变斜面坡的外形，结果引起斜坡的变形和破坏。

3.1滑坡的产生和发育过程

滑坡的产生和发育形成过程通常分为三个阶段：

蠕动变形阶段、滑动破坏阶段和渐趋稳定阶段。

（1）蠕动变形阶段

斜坡在发生滑动之前通常是稳定的，在水的作用下，可以使斜坡上石体强度逐渐降低，滑坡出口附近渗水混浊，水在此过程中起死回生到了“催化剂”的作用。

（2）滑动破坏阶段

滑坡在整体下滑动的时候，滑坡滑动过程中滑动面附近湿度增大，加之重复剪切，土石体结构进一步降低，促使滑坡加速滑动，水在此过程中起了“润滑剂”的作用。

（3）渐趋稳定阶段

滑坡停止后，形成特殊的滑坡地形，在岩性、构造和水文地质条件等方面都相继发生了变化，地层的整体性已被破坏，岩石变得松散破碎，透水性增强，含水量增高。

滑坡前缘无水渗出或流出清晰的泉水时，表明滑坡已基本趋于稳定。

3.2水的作用

从地层岩性分析，碎石类土不易产生滑坡，粘性土在受水作用后易产生滑坡，基岩中页岩、泥岩、千枚岩、泥灰岩、云母片岩易风化及遇水软化，易产生滑坡。

不同性质的土石体对水的作用反应也是不一样的，如岩浆岩、沉积岩中的砾岩和砂岩，以及变质岩中花岗片麻岩、石英岩等，几乎与水不起作用，是抗水的物质，它们在水的作用下抗剪强度不发生很大的变化，因而由这些岩石组成的斜坡稳定性与水的关系并不密切。

而各种页岩、泥岩和地表覆盖层都是亲水的，由亲水性物质组成的斜坡在雨季或侵水后塑性增大，抗剪强度显著降低，极易产生滑坡。

各种松散无联结的砂性土层容易被潜蚀，在地下动水压力的作用下，结构和强度不断变化，斜坡的稳定性逐渐降低。

滑坡的产生与水的作用有密切关系，水的作用包括降雨、地表水和地下水等三个方面的作用。

（1）降雨的影响

实践证明，滑坡多集中在降雨多的年份发生，而且很多滑坡是在雨季发生的，不少滑坡具有“大雨大滑，小雨小滑”的特点，因为降雨尤其是长期的绵绵细雨使用斜坡土石逐渐饱和，甚至在隔水层上形成暂时的含水层，这样一方面增大了斜坡土石体的容重和降低了土石体的内聚力，另一方面还产生了动水压力和静水压力，使斜坡的稳定性急剧降低而产生滑坡。

（2）地表水的影响

地表水下渗增加了斜坡土体的含水量，使土达到塑性状态，降低了土体的稳定性。

当水渗入隔水层时使层面间磨擦力和内聚力降低，造成斜面坡失稳而下滑。

地表水系中水流不断冲刷和切割岸坡，使岸坡增高变陡，有时水流的冲蚀淘空岸坡的完整岩层，暴露出斜坡内部的软弱面，河水水位的上升下降引起与地下水补给关系的变化，在斜坡内形成很大的动水压力，所有这些作用都造成斜坡稳定性降低，有利于滑坡的产生。

（3）地下水的影响

地下水浸湿斜坡，使土石体的容重增加，浸湿范围加大，浸湿程度加剧，就显著地降低了土石体的抗剪强度，地下水位的升降，还会产生很大的动水压力与静水压力，地下水还能溶解土石体中易溶物质，使组成斜坡的土石体成份和结构发生变化，导致滑坡的产生。

4滑坡水的防治对策

通过以上分析，可见滑坡的产生与水的关系密切，设置排水系统，消除水的危害，是整治滑坡的可靠措施。

整治设计中，应明确以治水为本，支挡为铺，从“水”字上下功夫，采用疏、截、排等综合措施以引开地表水，降低地下水，提高土体强度。

排水措施分为地表排水与地下排水两大类。

4.1地表排水

地表排水的目的是拦截滑坡地段以外的地表水,不使水流入滑坡区内,并尽快排除滑坡范围内的雨水,引导地表水在滑坡体外的稳定山坡处排走。

滑坡以外的地表水，以拦截和旁引为原则；滑体以内的地表水以防渗、尽快汇集和引出为原则。

因此：

滑体外，设置一条或多条环形截水沟，拦截旁引地表迳流，不使流入滑坡范围之内。

滑体内，充分利用自然沟谷，布置成树枝状排水系统；滑体内泉水出露之处，修建渗沟及明沟等引水工程，以减少对滑坡的供水。

4.1.1环形截水沟

一般应按山坡汇水面积、降雨量（尤其是暴雨量）进行设计，经常采用20～25年最大的流量作为设计的依据。

截水沟应设置在滑坡体可能发展的边界以外不小于5m处，当山坡坡面较大，地表迳流流速相应较大，应设计数条截水沟，间距以50～60m为宜，每条截水沟的断面根据沟间汇水面积设计。

4.1.2滑体内树枝状排水系统

首先应充分利用滑坡范围内的自然沟谷作为排除地表水的渠道,为此要对自然沟谷进行必要的整修、加固及铺砌工作，达到不溢流、不渗漏的目的，一般修成复式断面，沟底沟坡的铺砌厚度为20～30cm的浆砌片石。

排水沟的布置每隔20～30m一条，应尽量避免横切滑坡体，主沟应该与滑坡移动方向大体一致，支沟与滑坡移动方向应斜交30～40度，当自然沟谷的沟床较深，滑体中的部分地下水被切割而流出，应因势利导，尽快泄出地下水排出滑体外。

在自然沟谷两侧附近地段有地下水露头，并且沟谷两侧边坡受雨水冲刷容易坍塌，应该在沟谷两侧地下水露头处设置渗水沟（又称小盲沟），以防止沟谷两侧的坍塌并及时疏干壤中水。

4.1.3滑体内的泉水露头、湿地处需设置渗水沟与明沟相配合的引水工程

其目的是排除滑体内的上层潜水和疏干边坡，这类引水工程包括集水和排水两部分，埋入地下水的部分为集水部分，常采用渗水沟（又称集水盲沟）形式，露出地面部分是排水明沟。

集水部门要设计滤层，排水部分是不透水的浆砌明沟。

此外，滑坡周围的自然边坡坡面应整平夯实，减少坑洼及裂缝，防止积水下涌。

认真做好坡面绿化工作（铺草皮、植树）减少地表雨水下渗，防止坡面冲刷及淤塞排水沟。

地表排水往往综合运用截水沟、沟谷内排水系统、引水明沟等各种方法。

4.2地下排水

地下水是斜坡不稳定的主要原因之一，由于斜坡土层（岩体）中埋藏有地下水，流入边坡变形区，产生了动水压力和静水压力，为减弱这种压力的作用，确保边坡稳定，可采用地下排水的方法，由于滑体内地下含水带厚薄、分布、补给条件和当地的地质条件的差异，故有截、排、疏和降低地下水位等办法。

一般在获得较准确而足够的地质和水文地质资料之后，并做了详尽分析，才能提出切合实际的设计和施工，这样才能达到预期目的。

当查明补给滑动体的地下水确是以滑坡的上方或一侧补给为主时，才修建截断地下水的工程，它要求垂直地下水流向布置，随地下水的含水层数、埋藏深度和土质密实程度的不同，而采用不同的构筑物，如盲沟、盲洞等。

盲沟按其作用的不同可分为支撑盲沟、截水盲沟及边坡渗沟。

支撑盲沟：

一般深度为2m至十几米，以支撑山体滑动为其主要作用，并疏干滑坡体，效果较好，一般顺滑坡移动方向修筑，布置在地下水露头处和由于地下水作用形成坍塌之处。

为了更好地汇集和排泄地下水，首先应查明地下水流向及分布，以确定盲沟的位置。

支撑盲沟的平面布置形式有Y形、YYY形和Ⅲ形，盲沟的间距根据土质情况而定，一般采用6～15m。

支撑盲沟的上部分岔开成支沟，支沟方向与滑坡移动方向成30～45度的交角为宜，同时支沟的部分可伸展到滑坡范围以外，以达到拦截地下水的作用。

截水盲沟：

当滑坡外界有比较丰富的地下水补给时，常采用截水盲沟，以便将地下水尚未流入滑体之前就拦堆引走。

一般布置在滑坡可能发展的范围以外约5m的稳定地段，要求与地下水流向垂直。

该方法在我省滑坡整治排水中应用最广，为一种较为有效的地下排水措施。

边坡渗沟：

渗沟的作用是排除滑坡前缘的边坡壤中水，疏干边坡，同时对边坡的局部地段有支撑作用。

按其形状从平面来分有垂直的、分支的、拱形等几种。

除以上方法外，还有盲洞（泄水隧洞）、钻孔排水、砂井—平孔排水等方法。

因诸多原因在我省应用较少，还有待研究，积累经验。

3.2预报预警指标和方法

国内相关研究表明，滑坡等地质灾害的发生与前期降雨量、降水强度、降水持续时间及间隔有密切的关系，尤其是与暴雨频次具有很好的一致性[2][3][4]。

最新研究成果认为，地质灾害发生的规模和类型与降雨量有明显的正相关，而不同降雨类型下灾害的发生情况也存在明显差异[3][4]。

根据观测事实，滑坡等地质灾害的发生并不完全与降雨过程同步，存在一定的滞后性，一般集中在降雨后72小时内发生[2][3]。

这说明灾害发生前期的降雨情况是重要的，从理论和观测事实来说，灾害发生前3～5天的降水情况形成直接影响地质灾害发生的前期降雨条件，而超过5天以上的前期降雨情况的影响要弱的多，基本可以忽略[3]。

根据国土资源部和中国气象局的联合规定，地质灾害气象预警分为5级等级标准，具体定义为：

一级预警为可能性很小、二级预警为可能性较小、三级预警为可能性较大（注意级）、四级预警为可能性大（预警级）、五级预警为可能性很大（警报级）。

因此，我们设计了二维综合判别表的形式，并结合不同的地质灾害易发区背景条件，经过对近两年灾害历史资料的统计分析，初步确定了各地质灾害易发区各级预警等级判别标准（见表3）。

通过地质易发条件、五日累计降雨量和24小时预报降雨量共同叠加分析研判得出预报预警结果，当预警为可能性较大（注意级）三级以上时，在“贵州地质环境信息网”、“贵州气象在级”和贵州电视卫星频道等媒体上发布地质灾害气象预报预警信息。

2005年4～7月地质灾害气象预报预警中：

实际共发生地质灾害94起、出现隐患的有76处。

在气象地质灾害预报预警三级以上范围内，发生地质灾害的有45起，占总灾害点的47.87%。

其中，达到三级预警（注意级）的有36例，达到四级预警（预警级）的有2例，分别约占其80%、15.56%、4.44%；出现隐患的有32处，占总隐患点的42.11%。

总体来看以三级为主，四级次之，五级最少，真正启动地质灾害防灾预案的机率较小，基本不会形成扰民现象。

实际灾害的发生不在有效预警范围之内的产生原因可能有四：

一是制定的判别指标标准可能还需要调整；二是该灾点的易发区分区可能不十分准确；三是诱发灾害的原因可能有降水外诱因其重要作用；四是未来24小时降雨预报的落区、雨量精度上在技术方面存在局限。

思南县地层和岩层构造组合特征表

（由新——老）

时代

地层

距今

时间

主要生物

岩性

第

四

系

Q

主要为粘土、砂土、砂卵砾石及崩塌块石0-20m

三

迭

系

巴东组T2pd

灰岩，泥灰岩角砾状白云岩，白云岩与粘土岩（未见顶）

茅草铺组（T1m）

浅灰色薄至中厚层，厚层致密灰岩，少量薄层灰岩，

永宁组（T1yn）

下：

黄色泥灰岩，泥灰岩页岩。

夜郎组（（T1y）

上部紫红色，灰绿色粘土岩；中：

灰色中厚层石灰岩

二

迭

系

吴家坪

（P2W）

上部黄褐色页岩及硅质岩,下部为深灰,灰色中厚层,厚层含遂石结核灰色,底部灰黑色页岩夹煤层厚103-307m

栖茅霞口

（P1q-m）

上部为深灰,灰色中厚层灰岩含泥质,有机质及遂石结核（条带）,下部为灰色厚层地状灰岩,含少量遂石团坎,下部含有的岩团质.

梁山组（P1L）

炭质页岩,粘土岩,含煤线,厚度约10余米

泥盆系、

石炭系缺失

侏罗系,白恶系也缺失

志

留

系

韩家店群

（S2-3h）

由浅海相沙页岩组成,为黄绿色页岩,粉砂岩,泥岩及紫红色,灰绿色页岩,泥页,含钙质粉砂岩组成,厚240-832m

龙马溪S11

石牛栏群S1sh（溶溪组）

灰,灰黑色钙质粉砂岩,中厚层钙质粉砂岩,少量灰岩灰。

石牛栏群S1sh（溶溪组

灰绿,紫红等杂色泥页岩,泥质粉砂岩与薄层泥灰岩,瘤状灰岩互层

奥

陶

系

宝塔O2b

O3

紫红色及灰色中厚层龟裂纹泥质灰色为主,底部有泥页岩

十字铺O2S

以灰色中厚层泥灰岩为主,下部泥质,遂石条带,遂石结构,上部为中一厚层含泥质条带泥灰岩

湄潭O1m

上部为灰绿违页岩,粉砂岩至层,中部为灰、灰绿,紫红色中厚层泥灰岩,下部为黄绿色页岩,夹缚层生物碎屑灰岩

桐梓红花园组O1b-h

上部为灰色厚层灰岩,生物碎屑灰岩,下部为浅灰灰黑色中至厚层夹层微至细晶的白云岩,生物碎灰岩

寒

武

系

金顶山G19

清直洞G19

高占组G19

石冷水G2s

妻峡群G2-3ls

灰绿,黄绿色粉质页岩,泥页岩粉砂岩

灰色厚层白云岩,泥质白云岩,灰条带状多豹皮状灰岩,灰,层砂质白云岩,底部为深灰中-层盆状白云岩浅灰,深灰,灰层,中厚层,厚层白云岩,泥质白云岩灰色层白云岩,少量片状,板状粘土岩,上部为中厚层生物碎屑灰岩