佛山某残丘地区坡面泥石流特征、形成机理及工程防治建议

佛山某残丘地区坡面泥石流特征、形成机理及工程防治建议

李龙

广东省佛山地质局 广东佛山 528000

摘 要：本文从地形地貌条件、岩土工程地质条件、水动力条件等方面对佛山某残丘地区强降雨诱发坡面泥石流的特征及成因进行了分析。通过分析揭示该区坡面泥石流具有流域流域规模小、流程短、隐蔽性强的特征，多发生在地形坡度较大（30°～50°）、残坡积厚度大、基岩风化强烈、节理裂隙发育的陡坡地带。其成因机理主要是坡面残坡积土松散土体和全～中风化基岩遇水易软化、崩解，同时局部坡面陡峭，在强降雨等外界因素等作用下，坡面松散物质顺陡坡表面下泄造浆形成坡面泥石流。通过对该处坡面泥石流的分析以期为该地区乃至佛山市类似坡面泥石流提供工程防治管理建议。

遇持续强降雨作用，

关键词：坡面型泥石流；成因机理；“艾云尼”台风

引 言

坡面型泥石流是广东珠江三角洲残丘地带较为常见的地质灾害，对残丘山脚附近的建（构）筑物、人员等造成较大的危害。2018年6月8日，受“艾云尼”台风强降雨影响，在佛山市南海区南国桃园尖峰岭一带发生3处坡面型泥石流地质灾害，造成坡脚天安鸿基花园住宅楼、观音寺景区等多处设施受灾损毁，当地政府部门高度重视地质灾害防治工作，迅速采取临时避让、应急调查、应急处置等一系列措施，灾害幸未造成人员伤亡。本文以“艾云尼”台风引发的佛山市南国桃园景区坡面型泥石流为例，分析类似残丘地区坡面泥石流的发育特征、形成机理，为该地区乃至佛山市类似地质环境条件下形成的坡面泥石流提供工程防治管理建议。

一、地质环境背景

佛山市南国桃园景区处于珠江三角洲腹地，地势总体西高东低，区内地貌类型主要为剥蚀残丘，尖峰顶为区内最高峰，海拔+105.2m，坡脚地带高程一般为+30m，山坡相对高差约70m。区内及周边主要地质构造有北东向石碣—罗村断裂和北西向白坭—沙湾断裂。区内地层主要为古近纪宝月组（E₂by），岩性为中砂岩、泥质粉砂岩、泥岩等。

区内属南亚热带季风型气候。日照充足，热量丰富，长夏无冬，雨量充沛，干湿季节明显。多年平均降雨量为1627.66mm，最大年降雨量2257mm，降雨集中分布4～9月。历年月降雨量最大值为893.7mm（2008年6月），历年日最大降雨量395mm（发生于2018年6月8日，台风“艾云尼”期间）。

区内山坡植被发育较好，但由于早期采石以及坡脚别墅住宅楼和观音寺等建设需要，对边坡坡脚及坡面进行了开挖，对自然山体产生了一定破坏。

图1 南国桃园景区主要坡面型泥石流分布位置图

二、坡面型泥石流主要特征及形成原因分析

2.1 坡面型泥石流的特征

区内坡面型泥石流形态一般呈“舌”形等，具小范围群发现象，多自残丘山坡中上部启动，在坡面形成长38～80m、宽10～45m的坡面型泥石流，堆积物厚度一般1～2m，物质主要为残坡积土、强风化基岩、倒伏树木等，方量在1000～3500m³之间。现对区内最为典型的NSL1坡面型泥石流特征阐述如下：

南国桃园尖峰岭坡面泥石流NSL1所在山体上部自然山坡坡度20°～40°，山坡中下部发育坡面坡面型泥石流沟，坡面泥石流沟两侧山脊略高，中间坡面略低，大致呈凹形，总计汇水面积约12450m²。

沟道总体顺坡向延伸，朝向大致为145°，后缘高程75.3m，坡脚高程33.3m，相对高差约42.0m，沟源至坡脚处斜距长约78m。该条泥石流沟总体坡度约35°，主沟纵坡降700.39‰，沟道面积约1500m²。沟内坡面散落堆积着大量泥石流堆积物质。

山体边坡属岩土混合质边坡，坡体岩土体自上而下分别为残坡积土（厚度0.5～1.6m）、强风化砂岩、粉砂岩、泥岩，地层产状为280°∠15°，为反向坡；岩石风化程度较强烈、节理裂隙较发育；坡上植被较发育。坡脚为人工开挖，开挖坡高约15m，坡度约60°，采用格构锚杆支护。

照片1 坡上坡面泥石流发灾现场镜向北东

2.2 坡面型泥石流的形成原因分析

坡面型泥石流兼具滑坡和泥石流的一些特征，它是由滑坡体的势能在地势因素下快速转化为动能的一次滑动—流动堆积过程^[1～2]。通过对区内坡面型泥石流的调查分析，认为该地质灾害的产生受多种因素的综合影响，主要有以下几个方面：

（1）地形地貌：区内低缓山丘坡度一般自然坡度20°～45°，部分坡度大于50°，且多处坡面底部坡形较平缓，中上部坡形较陡。其次，区内山体坡面小凹洼较多，长期堆积了岩石碎块、残坡积土、早期崩塌或滑坡产生大量松散岩土体等物源，每逢强降雨等作用易在冲沟和坡面洼地汇水，易形成坡面泥石流。

（2）地层岩性：区内坡体地层主要为第四纪残坡积层和古近纪宝月组基岩，残坡积层岩性主要为砂质/粉质粘土，厚度较大（一般0.3～1.6m），物理力学性质较差，遇水易软化崩解。基岩存在风化不均匀和软弱节理结构面现象，尤其是泥质岩中粉粒成份含量高，吸水后易膨胀，将导致抗剪强度急剧降低，为形成滑坡、坡面泥石流等地质灾害提供有利的地质条件。

（3）强降雨作用：区内属亚热带季风湿润气候区，雨量充沛。2018年6月8日艾云尼台风期间，达到历年日最大降雨量395mm，雨水入渗增加了岩土体容重，增大了下滑力，岩土体湿润软化，降低了岩土体的内聚力，改变了岩土体的力学强度，使得其抗剪强度和承载力下降，加之雨水坡面径流冲刷作用，是区内坡面泥石流等地质灾害发生的主要诱发因素。

（4）人类工程活动：区内人类工程活动较强烈，主要为景区建房和修路等开挖边坡，因其形成多处人工开挖陡峭边坡，且大部分边坡开挖后未进行有效支护措施，为发生滑坡、坡面泥石流等地质灾害提供有利的条件。

三、工程防治管理措施建议

（1）加强汛期监测

在汛期应派专人开展定期监测巡查，监测降雨量变化、边坡的变形特征，做到及时预警预报地质灾害，避免人员伤亡和财产损失。

（2）地质灾害治理与生态环境建设相结合

南国桃园景区为旅游胜地，对生态环境要求较高，则在地质灾害治理过程中要充分考虑园区生态情况，有机融合到区内生态环境建设中。

（3）生态防护优先，生态措施与工程措施相结合

南国桃园作为旅游胜地对生态环境要求高，优先采用生态措施进行防护，开展工程措施治理仅作为坡面加固措施，表层需结合生态措施相结合，尽最大可能在坡面表层去水泥混凝土化。

（4）南国桃园尖峰岭（NSL1）所在边坡总体建议采用清坡平整+锚杆+格构梁+挡土墙护脚+三维网植草（平台及坡脚增加花槽）+山体沿坡截水、山脚顺势排水的截排水系统为主体的支护方案。

四、结束语

1. “艾云尼”台风期间，佛山市南国桃园景区共发生坡面泥石流3处，规模为小—中型，对坡脚别墅住宅楼、观音寺等建（构）筑物造成了较大危害，对旅游景区造成了一定威胁。

2. 地形地貌及地质条件是该区坡面型泥石流发生的内在因素，短时间持续强降雨是主要诱发因素，其次工程建设等开挖山体也为区内坡面型泥石流的发生提供有利条件。

3. 针对区内南国桃园尖峰岭坡面泥石流NSL1地质灾害点的特征及形成机理，提出了坡平整+锚杆+格构梁+挡土墙护脚+三维网植草（平台及坡脚增加花槽）+山体沿坡截水、山脚顺势排水的治理方案及防治管理建议，为本区乃至佛山市其它类似地质环境条件下的坡面泥石流防治管理提供了借鉴。

参考文献

[1]滑坡型泥石流形成机理[J].李树德.北京大学学报（自然科学版），34卷第4期，1998,7.

[2]降雨诱发坡面型泥石流形成机理[J].杨为民，吴树仁等.地学前沿，2007,11.

[3]汶川震区泥石流冲出规模的预测评价[D]. 王纳纳.成都理工大学 2015

[4]汶川地震高烈度区后续滑坡演化特征与控制因素研究[D]. 张丹丹.成都理工大学 2015