「本文来源:川观新闻」
川观新闻记者 寇敏芳
记者从日前举办的第十一届亚洲岩石力学大会上获悉,来自四川科研团队的《四川盆地红层滑坡研究》成果荣获2021年度中国岩石力学与工程学会科学技术进步一等奖,并成功入选科学技术奖优秀项目展区。
四川盆地构造
红层是一种泥岩和砂岩为主的陆相碎屑岩,形成于侏罗纪、白垩纪时期,因为在地层里呈现红色,因此被称作红层。它软塌松散,容易诱发滑坡等地质灾害,这一特征在四川表现得尤为明显。
四川盆地红层滑坡研究团队由成都理工大学教授许强领衔,联合省地矿局等单位,经过十余年研究,终于破解了红层区滑坡成灾谜团,为防范地灾提供了科学理论支撑,目前已有技术应用于实践,取得了良好的防灾效果。
四川盆地为何容易发生滑坡?红层在“捣鬼”
四川地质灾害点多面广,跟红层的广泛分布关系密切。世界红层看中国,中国的红层就看四川盆地。四川盆地内除成都平原外,全部为红层出露,分布面积约20万平方公里。
泥岩红层遇水“泥化”
在四川盆地红层出露区,虽然地层和斜坡都很平缓,但在强降雨过程中却时常发生滑坡,且表现出明显的群发性、突发性和隐蔽性,有些地方坡度不足10度,看起来几乎是平缓的地方,都会发生滑坡灾害,灾害防不胜防。
许强介绍,红层滑坡的群发性特征往往会扩大灾害的严重程度,形成链发性灾害。历史上曾经出现过一场强降雨诱发成千上万处滑坡的案例,比如1981年6月的特大暴雨致使四川盆地产生6万多处滑坡,2011年巴中市“9.16”特大暴雨诱发数千处滑坡。
自上世纪80年代以来,四川盆地红层地区所发生的一次性死亡数十人以上的单个滑坡事件就有数十起,累计伤亡数千人,累计受灾群众数十万。2004年达州宣汉天台乡滑坡,不仅摧毁了1800亩滑坡区内所有的房屋、圈舍2983间,造成317户1255人无家可归。更为严重的是滑坡体部分冲入前河,堵塞河道,形成的堰塞湖回水长度达20公里,淹没上游的五宝镇及沿河两岸农户5770户,紧急转移近2万人。
红层是如何“搞破坏”的?遇水变得“滑溜溜”
四川盆地的红层滑坡中,很多山体小于20度,按照物理学的摩擦定律,小于20°的平缓岩层不应该发生滑坡,究竟是什么原因导致近水平红层滑坡的发生?一度让防灾人员十分困惑。
岩门村滑坡,岩层倾角8~15
许强率领团队经过大量现场调查和研究,发现红层滑坡是靠平推力再向下滑,施加推力的“罪魁祸首”就是降雨,雨水渗入岩石后,产生不同水压,将滑块整体平推出去形成滑坡。“通过对宣汉天台乡滑坡的调查研究,我们进一步提出‘多级平推式滑坡’的模式。”许强解释,也就是说,大滑坡是由多个小的平推式滑动组合形成的。
红层是个“软骨头”,被水一泡就容易“叛变”。在中江垮梁子滑坡中,滑面和岩层倾角仅有5度,但滑坡体积达到了2500多万立方米,许强和团队计算发现,此类滑坡仅靠水是推不动的,滑坡究竟是如何发生的?原来,是因为红层长期被地下水浸泡,使原本较为坚硬的泥岩变成“泥巴,同时在降雨期间进一步使其饱水“软化”,巨大山体就像坐在一张“西瓜皮”上,被雨水轻轻一推就滑了下来。
此外,研究还发现,红层地区土质斜坡为何主要沿底部基岩面“光面”滑动且厚度一般小于5米。
如何管住“易滑”红层?治水为主综合防控
许强介绍,通过多年的调查研究和总结分析,建立了红层滑坡防控的成套技术方法体系。首先,建立了红层滑坡隐患识别标志,解决了判别滑坡最有可能在哪里发生的问题,为提前主动防范提供了科学依据。其次,建立了区域群发性预警模型和单个滑坡监测预警模型方法,解决了滑坡什么时候发生的问题。再次,根据对滑坡成灾规律和模式的认识,因地制宜,对症下药,提出以治水为主的红层滑坡综合防控技术,解决了红层滑坡的防治难题。最后,提出了滑坡治理与土地整理和科学规划有机结合的技术方法,解决了滑坡后土地如何科学合理使用的问题。
雷打石滑坡治理前后对比
目前,该研究成果已在成都市、达州市、巴中市、南充市地区等50余处红层滑坡防治工作中进行推广应用,社会和经济效益十分显著。在成都东部新区丹景乡雷达石大型红层滑坡处置过程中,施工方川勘集团依托“BIM+地质灾害”融合技术,建立滑坡地表影像、地质体和工程设计三维一体可视化模型,将成套技术防范应用于治理工程之中,去年工程已经完工,成功通过了今年汛期的考验,暴雨之下山体纹丝不动。
实验室模式试验
值得一提的是,这套技术不仅关注安全,更关注生态与发展。治理后的达州宣汉天台乡滑坡、青宁乡滑坡、成都雷打石滑坡成为瓜果飘香的“花果园”、城市公园、旅游景点。同时,使南江县断渠滑坡、贵阳某地块等滑坡区土地得到很好地利用,产生了巨大的社会经济效益。
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