某城區石灰巖山體崩塌群災害評估與防治對策

2015-02-22 17:48:10黃宣東

地球 2015年11期

■黃宣東

（廣東省有色礦山地質災害防治中心廣東廣州 510080）

■黃宣東

（廣東省有色礦山地質災害防治中心廣東廣州 510080）

闡述了云浮云城區石灰巖山體崩塌群的自然環境條件和崩塌災害特征，分析了崩塌成因，對崩塌災害的危險性和危害性進行了評估，認為崩塌災害的危險性高、危害性大，治理十分必要和緊迫，并根據石灰巖高陡邊坡、溶蝕性、防治困難等特點提出了以全面被動防護和局部主動防護的防治措施。

云浮云城區地質災害崩塌災害防治

筆架山崩塌群位于廣東省云浮市云城區珊瑚路，緊鄰蟠龍洞風景名勝區。該區為喀斯特地貌，多峰林、峰從，拔地而起，陡峭險峻，是云浮市地質災害高易發區，也是重點防治區。筆架山相對高差148m，山體陡峭，時有危巖崩落。2009年10月6日與2014年3月30日各發生一起山體崩塌，滾石毀壞民房數棟，造成數十萬元損失，幸未造成人員傷亡，但該崩塌群具有分布范圍廣、發生頻率高、威協人口眾多及突發性和偶然性的特點，仍然嚴重威協周圍居民生命財產安全。筆者對該石灰巖崩塌群進行了勘查，對崩塌災害的特征和成因進行分析，評估崩塌災害的危險性和危害性，并分析治理措施的可行性，提出防治對策。

1 自然環境背景

1.1 氣象水文

云浮地處亞熱帶，橫跨北回歸線，盛行亞熱帶季風氣候，全年雨熱同期，濕熱多雨，年平均氣溫22℃，最高溫度39.1℃，最低溫度0℃，多年平均降雨量為1568mm，實測年最大降雨量為2139 mm。常見的災害性天氣，有冬、春的低溫冷害，夏、秋的臺風、暴雨、洪澇和秋冬的寒露風。水文特征受大氣降水的影響表現為：雨季降水集中，強度大；坡面徑流量大，匯流時間短，水流沖蝕能力強，具有短時突發性；旱季降水量小，坡面徑流量少，河流流量較小。根據區域地質災害調查統計，暴雨或強降雨是區內誘發地質災害的主要因素之一。

1.2 地形地貌

云浮市云城區喀斯特地貌發育，無山不石，無石不洞，無洞不奇。區內蟠龍洞、星巖古洞、天柱探勝等就是這種地形的典范。喀斯特地貌多峰叢、峰林，筆架山及北部的獅子山均屬喀斯特地貌，坡度較陡，成陡崖，坡度達80~90°。筆架山最高點的海拔標高213.50m，最低點海拔標高65.00m，相對高差148.50m。筆架山周邊坡腳部位多為民居、道路、學校。筆架山植被發育，山腳長有喬木、灌木，山頂長有灌木、爬藤等植被，但陡崖垂直，基巖裸露。

1.3 地層巖性

根據區域地質資料、調查區工程地質勘察、地質調查，該區域出露的地層較多，有寒武系、奧陶系、志留系、泥盆系、石炭系、三疊系、白堊系、震旦系及第四系。筆架山地層為石炭系下統連縣組（C1l），主要巖性為中厚層-厚層白云質灰巖和白云巖，夾薄層-中厚層狀泥質灰巖。

1.4 新構造運動

區域斷裂構造主要受吳川-四會斷裂帶控制，區域自新生代以來，新構造運動跡象較明顯，主要是差異不均衡升降運動。區內的蟠龍洞風景區就是石炭系灰巖經地下水溶蝕而不斷上升的結果，發育多層溶洞堆疊。

2 崩塌災害評估

2.1 崩塌災害特征及其危害

地質災害類型為山體危巖崩塌，由石灰巖組成可溶巖質崩塌體。筆架山為溶蝕殘余峰叢地貌，四壁近似直立，達65~90°，垂直部分高50~90m，受構造和長期溶蝕作用，裂隙極為發育，因軟硬夾層結構面發育，溶蝕不均衡，下方危巖體下落后，上方危巖體懸空，搖搖欲墜，隨時可能發生崩塌，險情極高。

根據崩塌體分布特點分為5個治理區，1#治理區緊靠蟠龍洞景區，陡崖上裂隙十分發育，裂隙將陡崖切割成數百塊危巖體，裂隙寬5~15cm，有可能發生滑移式崩塌，崩落100m3以上的滾石，直接威協下面過往車輛、景區游客。

2#治理區陡崖幾乎垂直，高50m左右，基巖裸露，裸露面積達5000㎡，發現的小型危巖體僅十余個，直接威協距山腳僅10m的成排三層民房，民房完全處于危巖體崩落和滾動范圍內，危害性大。

3#治理區陡崖分為兩部分，上陡下緩，上部垂直裂隙發育，植被發育，危巖體一旦墜落就可能沿緩坡滾動，沖擊山腳下民房及珊瑚路。

4#治理區危巖體岌岌可危，達百余立方的危巖體高懸于山頂上，危巖體周圍十分破碎，風化程度高、溶蝕嚴重，植被稀少，一旦發生墜落后果不堪設想，嚴重威脅珊瑚路行人與車輛、房屋等。

5#治理區陡崖上危巖體不明顯，危巖體下方喬木茂密，通視差，不易勘查；珊瑚路另一側是云浮市第一小學后門，小學師生達3000多人，危害對象十分重要。

2.2 崩塌成因分析

崩塌群形成的內外因素主要由地層巖性與地質構造、地形地貌、連續強降雨、人類工程活動等構成。

地層巖性與地質構造：該區地層巖性為晚古生代下石炭統連縣組灰白色石灰巖，該地層為中厚層狀，夾薄層-中厚層狀泥質灰巖，這種軟硬相間的巖層差異風化強烈，堅硬石灰巖突出，裂隙、溶蝕極為發育，結構面交叉貫通；巖層產狀：90°∠60°，極發育兩組節理產狀分別為：80°∠80°、160°∠73°。巖石節理裂隙所形成的構造面將巖層切割成了不規則的塊體。垂直節理后期改造發育成獨立山峰，為眾多危巖體的形成提供了條件，石灰巖在溶蝕作用下，發育形成溶洞、溶溝、溶槽及落水洞等；巖層整體穩定性急劇降低，為崩塌的形成提供了有利物源空間條件。該區域斷裂構造主要受吳川-四會斷裂帶控制，新構造運動跡象較明顯，構造裂隙發育，為崩塌形成有利條件。

地形地貌條件：筆架山最大高差約148m，地勢陡峭，坡度55~ 90°，山體成突兀聳立陡崖的景觀特征，局部巖石臨空外突，形成高懸危巖體。

連續強降雨：云浮地處濕熱多雨亞熱帶，汛期長，雨水滲入裂隙、節理，直接沖刷巖體軟弱結構面，沖走充填物，擴大巖體裂隙，掏空裂隙，降低粘結力，大大降低了結構面的強度，在重力作用下極易發生崩解。

人類工程活動：上世紀50-70年代露天開采石材，進一步形成高陡邊坡；爆破開采使裂隙擴展發育，加劇山體破碎。另外，民眾不合理的靠山建房加劇了崩塌的危害性。

2.3 崩塌災害的危險性評價

崩塌災害的危險性由災害發生的可能性和致災能力決定。根據崩塌群的災情和崩塌史以及崩塌體分布判斷，崩塌發生的可能性較大，特別是在連續強降雨天氣。危巖體孕發過程具有漸進性、失穩過程具有突變性、致災過程具有嚴重性的特點。筆架山石灰巖崩塌群是由多種因素形成的，誘發的動力因素主要是降雨和溶蝕作用。

災害一旦發生，崩塌體的致災能力很強。一是因危巖體處于坡度達65~90°的陡崖上，高度達40~80m，且緩沖帶小，危巖體下落時速度大，沖擊速度大，破壞力強；二是最大單個危巖體方量達數十噸，危巖體質量越大，破壞能力越強。三是道路、民房、學校等受災體距離崩塌區距離僅10余米，處于崩塌體、滾石破壞范圍之內。

2.4 崩塌災害承災體的易損性評價

崩塌災害具有高速運動、高沖擊能量、多發性、在特定區域發生時間和地點的隨機性、難以預測性和運動過程的復雜性等特征。因此，發生在道路沿線、工業或民用建筑設施附近的崩塌落石，常會導致交通中斷、建筑物毀壞和人身傷亡等事故。筆架山崩塌災害位于市區、旅游景區，建筑物密集、人流量大，承災體密度高。民房、學校等建筑物大多為磚混結構，抗沖擊能力差，易損性高；居民、游客、小學生風險意識差，易損性極高。據不完全統計，崩塌災害威協人口超過2000人，潛在經濟損失超過4000萬元，崩塌危害性大。

3 崩塌災害防治對策

崩塌防治措施可分為防止崩塌發生的主動防護和避免造成危害的被動防護兩種類型。筆架山石灰巖崩塌具有地形陡峭、石灰巖不斷溶蝕導致的多發性以及難以預測性等特點，采取全面主動防護在技術、施工上比較困難，在投資和維護費用大，治理效果不明顯。建議采取以局部已勘查危巖體的主動防護和全面被動防護的防治措施。

3.1 危巖清理

崩塌勘查設計階段應做詳細的危巖勘查，全面摸排危巖體，對危巖體編號識別。由于邊坡高陡，危巖清理不應采用爆破清理，可采用搭腳手架或索道進行人工清理，；清除危巖時，可采用風槍鑿眼、人工鑿石、靜態爆破劑等方法解體危巖，化整為零、逐步清除，危巖體通過索道運輸至地面。同時坡腳搭設臨時防護墻。

3.2 噴錨網加固

對于結構較完整、體積較大、穩定性較好的危巖體，不適于清理時，可采用噴錨網加固。噴錨網加固技術是指采用普通（預應力）錨桿、錨索、鐵絲網以及噴射混凝土進行危巖治理，是主動防護措施。錨固砂漿標號不低于M30；錨桿、錨索及錨釘的錨固力應根據計算確定，并設計錨孔、錨筋及錨固深度。因邊坡高陡須搭設腳手架進行施工。

3.3 攔石墻+柔性被動防護網

攔石墻設在崩塌緩沖區的外圍，攔石墻前設置落石槽，減少滾石對攔石墻沖擊。攔石墻可采用土堤、漿砌石或混凝土結構等類型。筆架山崩塌緩沖區范圍太小，柔性被動防護網只能安裝在攔石墻頂部，阻攔彈跳的滾石越過攔石墻。

3.4 森林防護

在危巖體下方坡腳處通過植樹造林進行防治，目的在于增加地表下墊面的粗糙度，減緩落石速度。森林防護宜采用喬、灌、草相結合的立體式防護。

4 結論

云浮市云城區筆架山石灰巖崩塌群危險性高、危害性大，頻繁發生，難以預防，威協人口眾多、潛在經濟損失重大，給當地居民造成了心理壓力，嚴重影響了居民的生活生產，應盡快實施崩塌災害治理。災害治理之前應加強危巖體的監測監控，及時掌握危巖體動態情況，及時發布氣象預告，做好避災措施，并做好崩塌災害應急預案，降低災害損失，保障人民的生命財產安全。

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