3.2. Xu thế trƣợt lở đất trên quốc lộ 6 đoạn qua huyện Yên Châu, mối liên hệ vớ
3.2.3. Trượt lở khối liên quan giữa đặc điểm thạch cấu trúc và nguy cơ trượt
Theo báo cáo về nghiên cứu thạch cấu trúc của một số công trình nghiên cứu trƣớc đây và nghiên cứu này, tác giả tổng hợp và đƣa ra một số nhận định về các kiểu cấu trúc trƣợt lở trong khu vực nghiên cứu kết hợp dự báo về nguyên nhân thứ sinh (lƣợng mƣa) đề xuất giải pháp nhƣ sau :
Nhìn tổng thể về mặt địa chất, khu vực này là một bộ phận của bồn trầm tích Yên Châu cổ, giới hạn phía đông bắc và phía tây nam là các đứt gãy lớn phƣơng tây bắc - đông nam, các đứt gãy này cũng là ranh giới kiến tạo của các thành tạo trầm tích màu đỏ thuộc hệ tầng Yên Châu và các thành tạo đá vôi thuộc hệ tầng Đồng Giao. Trong quá trình kháo sát thực địa có thể dễ dàng nhận ra các vách kiến tạo khá phẳng trên các đá vôi Đồng Giao, biểu hiện của hoạt động đứt gãy hiện đại trong khu vực.
Dọc tuyến quốc lộ 6 đoạn thị trấn Mộc Châu – Yên Châu, các thành tạo trầm tích màu đỏ thuộc hệ tầng Yên Châu có hai kiểu thể nằm đặc trƣng.
Ở gần trung tâm huyện Yên Châu đến huyện Mai Sơn, các thành tạo trầm tích thuộc hệ tầng Yên Châu có góc dốc chỉ khoảng 30o – 40o và hƣớng nghiêng đổ ngƣợc vào phía trong sƣờn dốc (hình 3.8, 3.9). Tuy các suối chảy sát theo đƣờng nhƣng sƣờn dốc ở đoạn này thƣờng nằm xa cung đƣờng nên đoạn này ít có nguy cơ trƣợt.
Hình 3.7. Suối Nậm Sập chảy trên địa bàn Yên Châu ép sát vào quốc lộ 6 gây sạt lở bờ sông, đe dọa tới sự ổn định của tuyến đường.
Hình 3.8. Các thành tạo phân lớp màu đỏ thuộc hệ tầng Yên Châu có hướng nghiêng thuận lợi cho sự ổn định của sườn dốc.
Hình 3.9. Sơ đồ khối thể hiện mối quan hệ của yếu tố cấu trúc chính của sườn dốc với tuyến đường đặc trưng cho đoạn thị trấn Yên Châu.
Hình 3.10. Thế nằm nguyên thủy của các thành tạo phân lớp của hệ tầng Yên Châu bị thay đổi do các hoạt động kiến tạo sau Kreta giữa.
Khu vực Yên Châu với chiều dài khoảng 20 km, các lớp trầm tích màu đỏ thƣờng bị nghiêng với góc dốc khoảng 60o và đổ nghiêng vê phía quốc lộ 6 (hình 3.10, 3.11). Suối Nậm San chảy dọc theo tuyến đƣờng, đôi chỗ gây sạt lở bờ, ép sát vào rìa đƣờng (hình 3.7). Ngoài ra có thể quan sát thấy một loạt đứt gãy hoạt động phƣơng
đông bắc – tây nam cắt vuông góc qua tuyến đƣờng. Theo nhận định ban đầu đoạn này có nguy cơ trƣợt đá rất cao và đƣợc lựa chọn khảo sát - dự báo chi tiết.
3.2.3.1. Điểm nguy cơ trượt cấu trúc 1 a) Vị trí
Tọa độ 20o53‟42,8‟‟ ; 105o33‟48,0‟‟
- Điểm Yên Châu 1 đƣợc lựa chọn để khảo sát và dự báo trƣợt đá thực tế nằm trên địa bàn huyện Mộc Châu tỉnh Sơn La, tuyến đƣờng tại đây bắt đầu chạy qua các thành tạo màu đỏ (hình 3.10) (tên điểm tại đây đƣợc gọi theo đặc trƣng thạch học).
- Sƣờn dốc tại điểm Yên Châu 1 nằm tại một khúc cua gấp, phƣơng chung tuyến quốc lộ 6 là tây bắc - đông nam. Sƣờn dốc cao 40 m, dốc 70o – 80o, phƣơng vị hƣớng dốc của sƣờn 210o. Do cung đƣờng uốn lƣợn liên tục nên có thể bắt gắp 3-4 khúc cua liên tiếp có điều kiện tƣơng tự nhƣ khúc cua đang mô tả (hình 3.11).
- Trên đỉnh sƣờn dốc, lớp vỏ phong hóa dày khoảng 0,5 m. Thực vật chủ yếu là cây bụi với độ che phủ trung bình.
- Suối Nậm San chảy về phía tây bắc song song với tuyến đƣờng, một vài khe núi xung quanh có xuất hiện suối chảy trong mùa khô đổ vào suối Nậm San lớn.
b) Đặc điểm thạch học
Các đá cấu thành nên sƣờn dốc Yên Châu 1 là các thành tạo màu đỏ tuổi Kreta giữa bao gồm: cuội kết, sạn kết, cát kết, bột kết, sét kết có tính phân lớp rõ ràng. Các đá này thể hiện mức độ dập vỡ yếu.
Trong phạm vi lộ 70 m ở thân sƣờn dốc, phát hiện thấy khoảng trên dƣới 30 lớp với độ dày mỏng khác nhau. Các lớp trầm tích này có sự xen kẽ thô - mịn. Các lớp cuội kết, cát kết thƣờng dày, độ dày một lớp có thể đến 2,5 m. Các lớp bột kết, sét kết thƣờng mỏng.
Theo lý thuyết, sự xen kẽ này là điều kiện thuận lợi thúc đẩy quá trình trƣợt đá do các lớp đá yếu có khả năng sập đổ rất nhanh chóng. Mặt phân lớp đã bị thay đổi thế nằm nguyên thủy do các hoạt động kiến tạo về sau (hình 3.10, 3.11).
Hình 3.11. Sơ đồ thể hiện vị trí không gian của tuyến đường và các thành tạo phân lớp màu đỏ thuộc hệ tầng Yên Châu ở hai khúc cua liên tiếp. Cả hai khúc cua đều có nguy
cơ trượt cao. Phân đường giữa của hai khúc cua tương ứng với vị trí của điểm Yên Châu 2 trên hình 3.14 và 3.15.
A B
Hình 3.12. A: Vị trí không gian của các mặt gián đoạn đo được tại điểm Yên Châu 1 trên lưới chiếu bảo toàn diện tích, xử dụng bán cầu chiếu dưới. B: Biểu đồ hoa hồng
thể hiện phương vị hướng dốc của các cấu trúc chính tại điểm Yên Châu 1. c) Đặc điểm cấu trúc
Mặt gián đoạn quan sát đƣợc chính là mặt phân lớp của các thành tạo màu đỏ. Mặt phân lớp đều bị nghiêng khoảng 60o, phƣơng vị hƣớng dốc 210o. Thế nằm này
khá ổn định trên 30 lớp quan sát đƣợc ở sƣờn dốc. Do tƣơng quan của tuyến đƣờng và thế nằm của các lớp đá trầm tích nên đã tạo nên các khúc cua dạng mũi nhô.
Ngoài ra có thể quan sát thấy một hệ thống các mặt gián đoạn khác ở chân sƣờn dốc. Hệ thống mặt này có góc dốc chung 80o, phƣơng vị hƣớng dốc 0o quay ngƣợc vào phía trong sƣờn dốc.
Hình 3.12 A thể hiện vị trí không gian của các mặt gián đoạn đo đƣợc tại điểm Yên Châu 1 trên lƣới chiếu bảo toàn diện tích, xử dụng bán cầu chiếu dƣới. Dấu + thể hiện vị trí của các cực chiếu của các mặt gián đoạn tƣơng ứng. Hình 3-12 B là biểu đồ hoa hồng thể hiện phƣơng vị hƣớng dốc của các cấu trúc chính tại điểm Yên Châu 1, theo đó các cấu trúc chính đổ về phía tây nam. Các số liệu cấu trúc chính tại điểm Yên Châu 1 thể hiện trong bảng 3.4.
Bảng 3.4. Số liệu cấu trúc đo được tại điểm Yên Châu 1
STT Phƣơng vị hƣớng dốc Góc dốc Hƣớng cắm Ghi chú 1 210 60 TN Mặt lớp 2 210 58 TN 3 210 55 TN 4 200 58 TN 5 205 65 TN 6 195 60 TN 7 210 63 TN 8 200 60 TN 9 200 63 TN 10 200 55 TN 11 195 58 TN 12 205 60 TN 13 210 65 TN 14 205 63 TN 15 205 55 TN 16 0 80 B Khe nứt lớn 17 0 85 B 18 5 83 B 19 5 85 B 20 0 83 B
d) Dự báo nguy cơ trượt đá và giải pháp phòng tránh
Hình 3.13 thể hiện phép thử Markland cho trƣờng hợp phá hủy phẳng tại điểm Yên Châu 1 với số liệu tƣơng ứng trong bảng 3.4. Góc ma sát đƣợc lựa chọn là 25o, phƣơng vị hƣớng dốc của sƣờn 210o. Do sƣờn dốc bị cắt chân một phần nên góc dốc sƣờn là 85o. Hình vuông nhạt thể hiện vị trí của các mặt lớp, hình tam giác đậm thể hiện cho các khe nứt lớn ở chân sƣờn dốc.
Hình 3.13. Phép thử Markland cho điểm Yên Châu 1. Góc ma sát 25o. Phương vị
hướng dốc của sườn 210o, góc dốc 85o. Hình vuông nhạt: mặt lớp, hình tam giác
đậm: khe nứt lớn.
Trên hình vẽ có thể thấy các mặt lớp đều nằm trong đới phá hủy theo lý thuyết Markland, cũng nằm trong đới 20otính từ phƣơng vị hƣớng dốc của sƣờn. Do đó sƣờn dốc tại Yên Châu 1 có nguy cơ trƣợt phẳng và mặt trƣợt chính là một trong số các mặt lớp hoặc dịch trƣợt có thể xảy ra đồng thời trên tất cả các mặt lớp.
Hoạt động đứt hãy hiện đại phƣơng tây bắc - đông nam và các đứt gãy nhỏ phƣơng đông bắc – tây nam xuất hiện trong khu vực cộng với hoạt động phá hủy của suối Nậm San và sự xen kẽ của các thành tạo phân lớp có tính chất cơ lý khác nhau cho thấy điểm Yên Châu 1 có nguy cơ trƣợt đá rất cao.
e) Kết luận- Giải pháp
- Điểm Yên Châu 1 có nguy cơ trƣợt phẳng theo mặt phân lớp.
gian dài. Giải pháp cho điểm này là phải xây kè chống xói lở chân dốc đồng thời hạ bớt độ cao taluy, giảm độ cong của tuyến đƣờng.
3.2.3.2. Điểm cấu trúc và nguy cơ trượt 2 a) Vị trí địa lý và đặc điểm thạch học
Tọa độ 20o53‟42,4‟‟; 105o33‟41,3‟‟
Điểm Yên Châu 2 cách điểm Yên Châu 1 khoảng 2 km về phía Mộc Châu. Có thể hình dung điểm này nằm giữa hai khúc cua trên hình 3.11.
Các đặc trƣng của sƣờn dốc, lớp phủ thực vật, điều kiện thủy văn khá giống với điểm Yên Châu 1. Điểm khác biệt ở đây là mối quan hệ giữa hƣớng nghiêng của các thành tạo màu đỏ và tuyến đƣờng. Tại đây, tuyến quốc lộ 6 có phƣơng song song với phƣơng vị đƣờng phƣơng của các đá thuộc hệ tầng Yên Châu (hình 3.14).
Tại sƣờn dốc ngoài mặt phân lớp có thế nằm tƣơng tự nhƣ điểm Yên Châu 1 còn phát hiện một hệ thống mặt gián đoạn khác có phƣơng vị hƣớng dốc 290o, góc dốc 45o. Trên hình 3.14 có thể thấy mặt phân lớp phát triển lên tới đỉnh của sƣờn dốc với lớp vỏ phong hóa khá mỏng minh chứng cho hoạt động dịch chuyển hiện đại của đứt gãy.
Với sự tồn tại của hai hệ thống mặt gián đoạn nhƣ trên, khối này có nguy cơ trƣợt phẳng hoặc trƣợt dạng nêm. Trên thực tế mặt phẳng lớn trên hình 3.14, 3.15 là mặt trƣợt của một sự kiện phá hủy từng xảy ra trong quá khứ. Khối đá phía phải (mũi tên nhỏ) là phần còn sót lại sau sự kiện này. Hiện nay phần sót này chính là phần có nguy cơ trƣợt nhiều nhất.
Hình 3.14. Các đá phân lớp của sườn dốc có đường phương song song với tuyến đường. Sườn dốc đã bị trượt một phần. Mũi tên nhỏ chỉ khối có nguy cơ trượt phẳng, chân khối nhỏ đã trượt. Hai mũi tên lớn chỉ ra vị trí giao của các loại mặt gián đoạn lớn có mặt tại sườn dốc. Phá hủy của sườn dốc trong quá khứ có thể trượt theo cơ chế
phẳng hoặc dạng nêm.
Hình 3.15. Sơ đồ mặt sườn dốc vẽ lại theo hình 3.14. Đây là vị trí nằm giữa hai khúc cua trên hình 3.11 thể hiện sự thay đổi mối tương quan của thế nằm của các thành tạo
A B
Hình 3.16. A: Vị trí không gian của các mặt gián đoạn đo được tại điểm Yên Châu 2 trên lưới chiếu bảo toàn diện tích, xử dụng bán cầu chiếu dưới. B: Biểu đồ hoa hồng
thể hiện phương vị hướng dốc của các cấu trúc chính tại điểm Yên Châu 2.
Hình 3.16 A thể hiện vị trí không gian của các mặt gián đoạn đo đƣợc tại điểm Yên Châu 2 trên lƣới chiếu bảo toàn diện tích, xử dụng bán cầu chiếu dƣới. Hình 3.16 B là biểu đồ hoa hồng thể hiện phƣơng vị hƣớng dốc của các cấu trúc chính tại điểm Yên Châu 2, theo đó các mặt phân lớp đều đổ về phía tây nam, trong khi các khe nứt lớn ở chân sƣờn dốc đổ về phía tây bắc. Các số liệu cấu trúc đo đƣợc tại sƣờn dốc Yên Châu 2 đƣợc thống kê trong bảng 3.5.
Bảng 3.5. Số liệu điểm Yên Châu 2
STT Phƣơng vị hƣớng dốc Góc dốc Hƣớng cắm Ghi chú 1 220 60 TN Mặt lớp 2 215 60 TN 3 218 60 TN 4 218 58 TN 5 220 58 TN 6 215 55 TN 7 290 45 TTB Khe nứt lớn 8 285 43 TTB 9 290 43 TTB 10 285 45 TTB 11 280 45 TTB
b. Dự báo nguy cơ trượt đá và giải pháp phòng tránh
Hình 3.17 thể hiện phép thử Markland cho nguy cơ trƣợt phẳng với số liệu cấu trúc thống kê trong bảng 3.5. Góc ma sát đƣợc chọn là 25o. Phƣơng vị hƣớng dốc của sƣờn 220o, do sƣờn bị cắt chân nên góc dốc 85o. Các hình vuông nhạt thể hiện vị trí của các mặt lớp, các hình tam giác đậm thể hiện vị trí của các khe nứt lớn.
Tƣơng tự nhƣ điểm Yên Châu 1, sƣờn dốc tại Yên Châu 2 nằm trong vòng tròn phá hủy theo lý thuyết Markland, do đó sƣờn dốc Yên Châu 2 có nguy cơ trƣợt phẳng theo mặt lớp, nhất là phần bị mất chân trên hình 3.14.
Hình 3.17. Phép thử Markland cho điểm Yên Châu 2 cho nguy cơ phá hủy phẳng. Góc ma sát 25o. Phương vị hướng dốc của sườn 220o, góc dốc 85o. Hình vuông nhạt: mặt
lớp, hình tam giác đậm: khe nứt lớn.
Để kiểm tra cho nguy cơ phá hủy dạng nêm tại Yên Châu 2, phép thử Markland đƣợc tiến hành với các số liệu cấu trúc tƣơng tự, các thông số của sƣờn dốc cũng giống trƣờng hợp phá hủy phẳng. Kết quả thể hiện trên hình 3.18.
Hình 3.18. Phép thử Markland cho điểm Yên Châu 2 cho nguy cơ phá hủy nêm. Góc ma sát 25o. Phương vị hướng dốc của sườn 220o, góc dốc 85o. Hình vuông nhạt: mặt
lớp, hình tam giác đậm: khe nứt lớn.
Giao của hai tập hợp tâm chiếu thể hiện cho hai hệ thống gián đoạn chính nằm trong đới phá hủy theo lý thuyết Markland. Do đó sƣờn Yên Châu 2 cũng có nguy cơ trƣợt nêm.
Tuy nhiên, trên thực tế để phá hủy dạng nêm xảy ra, nêm trƣợt phải lộ chân ở sƣờn dốc. Phần nêm trƣợt lộ chân thực tế đã trƣợt. Do đó phần còn lại ít có nguy cơ trƣợt dạng nêm
c) Kết luận - Giải pháp
- Sƣờn dốc tại điểm Yên Châu 2 có nguy cơ trƣợt phẳng theo mặt phân lớp. - Cần khẩn cấp hạ ngay khối trƣợt nhỏ (vị trí mũi tên nhỏ) và tránh để sƣờn dốc bị cắt chân khi nâng cấp và cải tạo tuyến đƣờng.