賈會會 傅大慶 楊 林 陳芬芬 尹 嵐
(華北地質勘查局五一四地質大隊河北承德067000)
承德山區巖質崩塌地質災害特征及治理措施
賈會會傅大慶楊林陳芬芬尹嵐
(華北地質勘查局五一四地質大隊河北承德067000)
通過對承德山區巖質崩塌地質災害特征及其防治措施的研究,以了解山區巖質崩塌地質災害發生的特征、條件;便于在開展防治工作時,采取切實可行、經濟合理的綜合治理措施。
山區巖質崩塌;發育特征;成因;防治措施
崩塌是指高陡斜坡上的巖體在重力作用下完全脫離母體,以滾動、跳躍、墜落等方式運動的過程。崩塌對崖壁下方的房屋、道路、和其他建筑物,特別是線性工程的危害嚴重。
承德山區巖性多為易形成高陡斜坡的灰巖、砂巖、石英巖等厚層堅硬脆性巖石,在構造、風化等作用下,受氣候、地形、人類活動等條件的影響形成了陡巖峭壁,極易發生崩塌。目前,根據數據統計承德市共發現并登記的崩塌地質災害點多達276處,主要分布在承德山區,嚴重威脅到當地人民群眾的生命財產安全。
通過對承德山區巖質崩塌地質災害特征及其防治措施的研究,以期望了解承德山區巖質崩塌地質災害發生的特征、條件;便于在開展崩塌地質災害防治工作時,采取切實可行、經濟合理的綜合治理措施。
2.1承德山區巖質崩塌發育特征及成因簡析
承德地區山多地少,目前發現并登記的崩塌地質災害共276處,其中巖質崩塌為179處,幾乎全部位于山區。
2.1.1山區巖質崩塌分布發育特征
山區巖質崩塌從區域上主要分布在承德縣、隆化縣、平泉縣及寬城縣4個縣,在其余的4縣3區僅零星分布。規模多為小型,多發育在巖漿巖,太古界、元古界變質巖及三疊系、白堊系、侏羅系碎屑巖等地層巖性中。發生位置多位于高陡邊坡上。
2.1.2成因簡析
根據形成條件及發育特征分析巖質崩塌大多發育于高陡邊坡上。成因有以下四個特點:(1)地形切割強烈,地勢陡峭,山坡坡度多大于50°;(2)構造活動強烈,巖石節理、裂隙發育,巖石破碎;(3)不同巖層的差異風化,使巖體穩定性變差,造成巖體失穩;(4)降雨或振動的誘發作用下,致使高陡邊坡的巖石向下崩落,形成崩塌。
2.2典型承德山區巖質崩塌成因機理分析
2.2.1基本發育特征
(1)新撥鄉新撥村后梁崩塌
該崩塌點多年來不斷發生崩塌掉塊,2012年雨季崩塌掉落的塊石沿坡滾落后,砸中村民房屋,塊石最大直徑可達1.5m,所幸未造成人員傷亡。
新撥后梁崩塌為巖質崩塌,巖性為砂巖。所在邊坡坡向5°~8°,坡度約70°。崩塌分布于山頂與山坡中段,共有5處。危巖體巖石裸露,部分處有突出的孤立巖體,危巖體在構造作用及風化作用下節理裂隙極為發育,表層有不同程度裂痕,裂縫寬度2cm~5cm,危巖體表層碎裂成大小不同的塊體,呈松散結構。目前表層破碎巖體處于欠穩定狀態,受外力作用時危巖體極易發生崩落。
(2)石洞鄉山神廟村黃土梁崩塌
黃土梁崩塌在2008年雨季時崩塌掉落的塊石沿坡滾落,在砸斷幾棵大樹后最終被樹木攔擋停,但近兩年來該處崩塌點有發生過多次小規模崩塌落石,毀壞民房2間,索性尚無人員傷亡。
該區域山體巖石部分裸露,四處危巖體所在山坡較陡峭,坡體下緩上陡,下部為殘破積物和崩積物,坡度22°~35°,分布有崩落的滾石。上部為長城系高于莊組結晶白云質灰巖及灰質白云巖夾砂巖,山頂近直立狀態一般均在70°以上,巖石以塊狀產出,巖性脆質硬,節理裂隙極為發育,巖體破碎,其風化帶發育的大致深度在0.6m。突出的危巖體受物理風化及植物根系作用,局部發生張裂隙,外力作用下極易滾落,形成崩塌地質災害。
(3)鄧廠鄉高窩鋪村上王營組崩塌
上王營組崩塌歷史上曾發生過多次崩塌,砸壞屋頂,撞毀屋墻,現民房與山體間仍有大量崩塌堆積物存在。
崩塌點所在山體均為巖質山體,山坡坡度30°~50°,巖性為鉀長片麻巖,巖層外傾,產狀140°∠30°,風化程度中等,垂直節理發育。危巖體下方山體坡度為30°~50°,巖石節理裂隙極為發育,表層有不同程度裂痕,風化破碎嚴重,在構造作用和風化作用的共同作用下,這些裂隙將危巖體切割成大小不等的塊狀。危巖體分布范圍內浮石較多,部分巖石不穩定,在暴雨或地震作用下部分碎石將向下崩落,形成崩塌地質災害。
(4)下板城鎮老梁村崩塌
2013年12月27日下板城鎮老梁村發生崩塌地質災害,造成民房損壞三間,砸死山羊11只,但無人員傷亡。
本區山體山頂處巖石裸露,危巖體所在山坡較陡峭,坡體下緩上陡,下部為殘破積物,坡度約25°~30°,零星分布有崩落的滾石。上部為薊縣系霧迷山組白云質灰巖,山頂近直立狀態一般均在70°以上,巖石節理裂隙極為發育,巖體破碎,呈塊狀產出,巖性脆質硬。危巖體受局部發生張裂隙,外力作用下極易滾落,形成崩塌地質災害。
2.2.2成因分析
上述典型承德山區巖質崩塌的裂隙極為發育,受裂隙、坡面等控制,其表層破碎巖塊極易沿與坡向相近的結構面產生滑移、滾動或切割形成臨空結構面,從而形成崩塌。從成因上來說,上述崩塌體屬于滑移式或者傾倒式。這些崩塌體形成,主要受地形地貌、巖性、節理裂隙、風化作用、暴雨、地震活動等的影響。
(1)地形地貌:坡體自身坡度較大,地形坡度較大,勢能大導致重力卸荷作用強,較陡的邊坡為崩塌的形成提供勢能場。
(2)巖性:危巖體巖性為灰巖、砂巖、片麻巖等,巖性脆質硬,巖體構造裂隙發育,為崩塌形成提供了物質基礎。
(3)節理裂隙:發育的節理裂隙,破壞了巖體的完整性,降低了巖體力學強度。
(4)風化作用:風化作用加速了危巖體裂隙的擴展,降低了巖體強度,特別是不同巖層的差異性風化加劇了巖體的變形破壞,造成巖體失穩。
(5)暴雨:暴雨是影響崩塌的主要因素。一是水的物理化學作用降低了粘結力;二是入滲滑塌體外傾結構面內形成的揚壓力作用。這都使得危巖在雨季的穩定性大幅下降。
(6)地震活動:地震是崩塌產生的誘發因素之一,在地震的水平作用及垂直作用下,極易誘發邊坡巖體崩塌破壞,不利于巖體的穩定。
3.1承德山區巖質崩塌防治措施
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,結合承德山區的特性,對承德山區巖質崩塌防治建議如下:3.1.1防治原則
(1)在整治過程中必須遵循標本兼治、分清主次綜合治理、生物措施與工程措施相結合、治理危巖與保護自然生態環境相結合的原則。通過治理最大限度降低危巖體失穩的誘發因素,達到治標又治本的目的。
(2)危巖崩塌整治工程必須兼顧實用性與美觀性,盡量把治巖、治坡、治水與當地自然資源結合起來,達到除害興利的目的,同時治理危巖、防止崩塌要采取一次性根治不留后患的工程措施。對危巖崩塌治理采取生物措施治理時應慎重選擇植物種類,宜種草不宜植樹,防止根系發達的樹種對危巖的穩定性產生負作用。
(3)加強防災減災科普知識的宣傳,嚴格進行科學管理;合理開發利用坡頂平臺、臨近山體區域的土地資源,防止因城鎮建設和農業生產而加快崩塌的形成,減少人類活動誘發崩塌的因素。3.1.2山區巖質崩塌建議防治措施
根據典型承德山區巖質崩塌成因,按防災減災途徑,將山區巖質崩塌建議防治措施分為主動防護和被動防護兩大類防治措施。
(1)主動防護類(防止發生):主要方法有清除危巖、地表排水、加固和支護等。具體防護措施為人工或機械削坡、清除危巖、控制爆破、支撐墻、錨固、捆綁噴砼、護面墻、SNS主動防護網等。
(2)被動防護類(避免危害):主要方法分為攔截、遮擋、避讓三類。具體防護措施為攔截類有落石溝槽、攔石墻、金屬柵欄、SNS被動防護網,遮擋類有明硐、棚硐,避讓類有繞道、變更工程位置、整體搬遷等。
以上兩大類巖質崩塌防治措施在具體使用時一定要根據崩塌體的特性、危險性、發展趨勢和受災范圍、對象、經濟承受能力等具體情況加以選擇,可以同時采取兩種或兩種以上措施結合使用。
3.2典型山區巖質崩塌的防治措施建議
根據山區巖質崩塌建議防治措施對本次典型的承德山區巖質崩塌案例提出具體的防治措施。(1)新撥鄉新撥村后梁崩塌采取清除危巖和掛設主動防護網結合的防治措施;(2)上石洞鄉山神廟村黃土梁崩塌采取清除危巖和掛設被動防護網結合的防治措施;(3)鄧廠鄉高窩鋪村上王營組崩塌采取清除危巖和掛設主動防護網結合的防治措施;(4)下板城鎮老梁村崩塌采取老梁村村民整體搬遷避讓的防治措施。
通過對承德山區巖質崩塌地質災害特征的研究,提出了相應的治理措施;初步分析了承德山區巖質崩塌地質災害發生的特征、條件,僅為以后開展崩塌地質災害防治工作提供參考。
[1]于輝增,傅大慶,程亮,等.承德山區巖質崩塌地質災害特征及治理措施[R].承德:華北地質勘查局五一四地質大隊,2015.11.
[2]張成兵,曾令海,等.河北省承德市地質災害調查與與區劃報告[R].石家莊:河北省國土資源廳,2004,6:22-29.
[3]于輝增,傅大慶,尹嵐,等.圍場滿族蒙古族自治縣新撥鄉新撥村后梁崩塌治理工程設計[R].承德:華北地質勘查局五一四地質大隊,2014,8.
[4]于輝增,賈會會.興隆縣上石洞鄉山神廟村黃土梁中型崩塌治理工程設計[R].承德:華北地質勘查局五一四地質大隊,2013,11.
[5]于輝增,傅大慶,孫宏,等.灤平縣鄧廠鄉高窩鋪村上王營組崩塌治理工程設計[R].承德:華北地質勘查局五一四地質大隊,2014,9.
[6]于輝增,賈會會,多曉松,等.承德縣下板城鎮老梁村崩塌地質災害搬遷避讓工程立項申請[R].承德:華北地質勘查局五一四地質大隊,2014,12.
賈會會(1983—),男,河北寬城,碩士,工程師,主要從事邊坡、基坑及空間結構穩定研究。