阿壩州小金縣落石包崩塌發育特征及治理措施

陳傳財

(四川省煤田測繪工程院，成都 610072)

落石包崩塌位于阿壩州小金縣達維鄉石鼓村落石包后山陡坡上，達維河北岸。落石包山陡坡坡面中部陡,上下緩，中部坡度55～65°，上、下部坡度30～45°，坡頂高程3120m，坡腳高程2764m，相對高差356m。由于受地層巖性、地質構造、地震作用及雨水作用，巖體裂隙較發育，巖體破碎，形成3個危巖帶，多個不穩定的危巖單體。2008年5.12汶川地震發生崩塌造成2間房屋毀損、經濟損失350萬元。目前危巖體處于不穩定期，嚴重威脅危巖斜坡下部13戶民居60余人、耕地20余畝以及250余米的鄉村道和電力線的安全。因而，整治危巖、消除隱患，對落石包崩塌進行治理是十分必要的且時間緊迫。

1 自然地質背景

達維鄉石鼓村位于阿壩小金縣東部，地處于小金弧形構造帶達維向斜東段北翼，區內褶皺發育，且侵蝕作用強烈，山高谷深，屬構造侵蝕中高山峽谷地形地貌區。

落石包山陡坡坡面中部陡，上下緩，中部坡度55°～65°，上、下部坡度30°～45°，坡頂高程3120m，坡腳高程2764m，相對高差356m。危巖體在斜坡體中上部發育，由南西至北東總長1.1km，走向65°～127°，分布高程為3050～2750m。區內巖土組成復雜，土層厚度達1.0～5m，主要有殘坡積層、崩坡積層、冰水沉積層及變質砂巖、板巖。危巖帶巖性主要為三疊系(T3)變質砂巖及板巖，巖性硬脆，巖體中節理裂隙非常發育，2組陡傾的構造節理裂隙切割巖體，大部分危巖處于臨崩狀態。

圖1 落石包崩塌全貌

2 危巖發育特征

落石包崩塌位于落石包山體中上部，“5·12”地震前危巖體就存在局部失穩，“5·12”地震加劇了危巖體的變形，形成多處危巖體 ，按照其相對位置劃分為3個危巖帶13個危巖體：

I號危巖帶位于落石包山體西側，高程2780～2865m區間，巖體破碎，面積約 8350m2，平面呈倒勾字形展布，I號危巖帶內有危巖體2處(W1、W2)。危巖體內發育兩組節理：J1：105°～120°∠70°～60°，J2：220°～240°∠55°～65°，裂隙間距0.5～1.5m，開度5～10mm，延伸長度4～10m，裂隙與巖層層面裂隙（125°∠80°）將巖體切割成直徑0.5～1.5m的層狀塊體。危巖體南東方向臨空，受J1組裂隙的控制，易發生傾倒式破壞。目前該危巖帶2個危巖體處于基本穩定～欠穩定狀態，此危巖帶的形成已進入成熟期，趨于臨崩狀態。除明顯突出危巖單體外，在危巖帶零星分布危巖塊體。

Ⅱ號危巖帶位于落石包山體中部，Ⅰ、Ⅲ號危巖帶之間，高程2965～2913mm，該危巖帶長約184m，寬約96m，面積約11282m2，平面上呈長條形展布，有危巖體8處(W3～W10)。該危巖帶8個危巖體處于基本穩定～不穩定狀態，受J2組裂隙控制，危巖體易發生墜落式破壞。

表1 危巖單體規模及形態特征表

Ⅲ號危巖帶位于落石包山體上部，高程2975～3063m該危巖帶長約182m，寬約45～150m，面積約10786m2，呈“V”形展布，有危巖體3處(W11～W13)。該危巖帶3個危巖體處于基本穩定～不穩定狀態，受J2組裂隙控制，危巖體易發生墜落式破壞。各危巖特征見表1。

3 影響因素及形成機制

3.1 影響因素

危巖的形成主要受內部條件和外部條件的控制。內部條件包括地層巖性、坡體結構、高陡臨空面；外部條件包括降雨、風化、地震、溫度等。綜合分述如下：

地層巖性：危巖帶陡崖出露地層為三疊系變質砂巖與板巖互層，強度較高，但性脆，在應力作用下極易形成節理裂隙，產生碎裂破壞。砂巖與板巖互層差異風華易形成凹腔，被節理切割塊體脫離母巖形成崩塌，為崩塌災害的發生提供了物質來源

節理裂隙：裂隙對危巖塊體的形成和破壞起決定性因素。據野外地面調查，區內卸荷裂隙較發育，貫通性好，多無充填或少量充填砂，結合差，與層面組合，切割巖體形成孤立塊體。

高陡臨空面：危巖陡崖段高100～200m，陡崖近于直立，是崩塌形成的內部條件之一。

風化作用：風化作用加速了危巖體裂隙的擴展，裂面強度降低，差異風化形成凹腔巖穴，促進了危巖體的失穩。

水的作用：降雨等水體促進了巖體與基座的風化作用，產生靜水壓力，同時水對裂隙內充填物質有軟化作用，在流動時還能帶走細粒物質，降低縫內充填物的凝聚力，惡化危巖體穩定性。

溫度：溫度作用的差異使危巖體呈不均勻受熱狀態，加快巖體的風化作用，尤其對軟質巖體和裂縫的充填物尤為明顯；在溫度變化過程中產生的熱脹冷縮作用始終保持向下位移的總趨勢，為崩塌發育中的積極因素之一。

地震：危巖區地震基本烈度為Ⅶ度，在地震水平作用力的影響下，易引起危巖體穩定性降低及誘發失穩，尤其是本處危巖地層比較平緩，在多組傾角較陡裂縫切割下形成的小塊體，在地震作用下更容量發生崩塌。5.12地震即誘發了大量崩塌發生。

3.2 形成機制

落石包崩塌主要的巖體破壞形式為傾倒和墜落。堅硬脆性的變質砂巖在構造應力、卸荷風化和地震等作用下，產生裂縫(隙)，與其他結構面組合，導致巖體被切割成脫離母巖的孤石，在合適的觸發條件下，發生突然性的滑移、傾倒和墜落。

墜落式：受節理風化作用，地下水作用，陡崖巖體節理的風化、軟化，形成凹巖腔，危巖體下部臨空，同時受陡傾結構面的影響，在自重力等的影響下，易形成墜落型破壞模式，發生崩塌。經調查及計算綜合確定，區內墜落式危巖體共11塊（W3--W11）。

傾倒式：指處于陡巖上的巖體向外凸出，受裂隙的切割，高陡拉張裂隙傾向臨空面，在重力、降雨作用下危巖體繞下部基座支點向坡外發生轉動傾倒崩落，發生傾倒式型破壞。經調查及計算綜合確定，區內傾倒式危巖體共2塊（W1--W2）。

巖石崩塌或墜落具有突發性、運動速度快、能量大的特點。崩落前往往毫無征兆，突然發生，監測、預報的難度很大。崩塌體可能的運動方式包括墜落、跳躍和滾動或幾種方式的組合 ，無論哪種運動方式，均有速度快、能量大、破壞力強的特征。崩塌體的破壞力取決于其速度、動能、落點和運移軌跡，如一塊1m3的巖塊自150m高空墜落，到達地面時的速度達25.33m／s、動能1023.8KJ，破壞力極大，同時跳躍、滾動造成預測崩塌體運移軌跡和落點的難度加大。

4 治理對策

該危巖為地震重災區地災整治項目，規模大，危害嚴重，危巖分布于陡崖，高差大，治理難度高，以保護當地居民為主，設計以被動防護為主，主要在坡前平緩地帶分段設置攔石墻，墻后設置落石槽，局部設置被動防護網，同時輔以清危及配合長期監測進行綜合治理。

5 結論及建議

1）落石包危巖帶全長1.1km，分為3個危巖帶，根據危巖帶巖體結構面發育程度及組合特征、切割塊體的變形破壞機制及所處位置等情況，劃分為13個危巖單體。間斷分布于陡崖上，總體積:201959m3，屬特大型危巖帶；危巖體相對高度100-200m，屬高位危巖體；多年來危巖持續發展，多數危巖單體形成，穩定性差，危害下方居民、耕地、公路，經濟損失巨大。

2）危巖帶陡崖以三疊系（T3）變質砂巖為主，坡體中下部覆蓋有第四紀崩積物和崩塌堆積物。巖體風化作用強，結構面發育，凹腔發育，在地表水和裂隙水作用下，巖體穩定性差，這為崩塌的發生創造了有利條件。

3）危巖區面積大，穩定性較差，相對高差大，直接治理難度大，針對其特點采取被動防護的方式，主要為攔石墻及局部被動防護網，輔以清危及配合長期監測進行綜合治理。

[1] 胡厚田．崩塌與落石[M]．北京：中國鐵道出版社，1989．

[2] 陳洪凱，唐紅梅，等．危巖防治原理[M]．北京：地震出版社，2006．

[3] 《滑坡防治工程勘查規范》DZ/T0218-2006．

[4] 四川省煤田地質工程勘察設計研究院．阿壩州小金縣達維鄉石鼓村落石包崩塌勘查報告及治理工程設計報告[R]．2010．