邯鄲市涉縣神頭鄉(xiāng)雪寺崩塌災(zāi)害特征及防治建議

■王　琪　殷文靜　楊學(xué)亮　武玉璞　鄭　軍（河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院河北石家莊050021）

邯鄲市涉縣神頭鄉(xiāng)雪寺崩塌災(zāi)害特征及防治建議

■王琪殷文靜楊學(xué)亮武玉璞鄭軍
（河北省環(huán)境地質(zhì)勘查院河北石家莊050021）

通過對雪寺地形地貌、地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造、水文地質(zhì)條件、危巖體的特征的調(diào)查與分析研究，針對多個(gè)巖體獨(dú)立存在、所處位置相對高差大、結(jié)構(gòu)多變及穩(wěn)定性較差等特點(diǎn)，結(jié)合受災(zāi)對象及分布區(qū)域與整體布局關(guān)系，按照防治結(jié)合、因地制宜、重點(diǎn)突出的原則設(shè)置了清危及被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)等綜合治理方案。

巖性崩塌防治災(zāi)害

0　引言

雪寺崩塌位于邯鄲市涉縣神頭鄉(xiāng)，自1965年以來就有局部次發(fā)生落石、掉塊現(xiàn)象。根據(jù)危巖體范圍及危巖崩落彈跳軌跡計(jì)算結(jié)果，雪寺崩塌危險(xiǎn)區(qū)范圍上邊界為各危巖后緣，下邊界居民區(qū)的前兩排房屋，共0.052km2，對坡腳居民的生命財(cái)產(chǎn)安全造成了嚴(yán)重威脅，根據(jù)調(diào)查，該崩塌的威脅對象為雪寺村51戶114人，房屋288間。

表1　崩塌危巖體一覽表

1　地形地貌

勘查區(qū)處于碳酸鹽為主的中低山小區(qū)，區(qū)域地勢西高東低，海拔高度800m～947m，雪寺崩塌總體坡長660m左右，坡高147m左右，呈東北西南走向。陡崖傾向?yàn)?50°左右，屬侵蝕構(gòu)造地形。危巖體所處斜坡坡向130°~170°。頂部陡直，坡度80°~85°；中部較陡，坡度一般40°~60o，斜坡下部局部較緩，坡度一般30° ~40°，底部有民房。坡面有多個(gè)平臺，平臺自然坡度5°～10°，寬1～2m，高0.5～2.5m，上部為松散堆積物，松散堆積物厚度一般為0.5～3.0m，種有花椒樹等經(jīng)濟(jì)作物。

2　地層巖性

工作區(qū)范圍主要出露地層有古生界寒武系（∈3）；新生界第四系全新統(tǒng)（Q4）。

（1）古生界寒武系（∈3）：其地層主要為古生界寒武系鳳山組。是一套以碳酸鹽巖為主的淺海相沉積，主要為灰白色薄——中厚層泥質(zhì)灰?guī)r夾黃綠色頁巖。

在勘查區(qū)頂部存在坎壁，陡坎下部15～30m處有基巖出露，主要為灰?guī)r，產(chǎn)狀220°∠3°，近水平。部分有軟弱夾層?？辈閰^(qū)底部為灰?guī)r夾黃綠色頁巖。

（2）新生界全新統(tǒng)（Q4el+dl）：為殘坡積物，主要分布于坡面較緩部位，厚度一般為0.5~3m。由礫、碎石和粉質(zhì)粘土混合堆積而成，表層植被發(fā)育較好，腐殖質(zhì)較高。碎石土：中密，黃褐色，稍濕，夾雜有礫、碎石，棱角狀，無分選，碎塊石含量在20～40%，巖性為灰?guī)r，粒徑一般5～20cm，最大粒徑在45cm左右。在有頁巖夾層的部位，碎石多為碎片狀。

3　地質(zhì)構(gòu)造

勘查區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，為單斜構(gòu)造，斷裂構(gòu)造不發(fā)育。出露的寒武系灰?guī)r，底部為灰?guī)r夾黃綠色頁巖。節(jié)理裂隙發(fā)育，主要有三組：產(chǎn)狀分別為10～35°∠75～85°、100～160°∠25～45°、210～290°∠75～90°。

4　危巖分布、類型及形態(tài)特征

4.1危巖體分布及形態(tài)特征

現(xiàn)場踏勘調(diào)查分析，雪寺崩塌存在5處潛在的危巖體，未形成危巖帶（見表1、圖1），崩塌隱患方量約為338.5m3。雪寺崩塌總體坡長660m左右，坡高147m左右，陡崖傾向?yàn)?50°左右，傾角80°左右，規(guī)模為小型，其基巖主要為巖性為寒武系灰?guī)r，呈東北西南走向，地層產(chǎn)狀為220°∠3°。

4.2危巖體特征

雪寺崩塌危巖體特征：

（1）危巖體具獨(dú)立性：危巖單體各具獨(dú)立性，相互間不存在依存關(guān)系，互不影響；

（2）危巖體所處位置高：危巖體所處位置較高，多數(shù)危巖塊體距威脅對象70m以上，有的危巖與威脅對象相對高差約100米，崩落運(yùn)動(dòng)距離長，坡度大，具有較大彈跳作用，擴(kuò)大了危害范圍；

（3）危巖結(jié)構(gòu)多變：危巖體和母巖風(fēng)化強(qiáng)烈，巖石結(jié)構(gòu)強(qiáng)度低，節(jié)理裂隙和劈理發(fā)育貫通，很多危巖帶內(nèi)的裂隙呈曲線、折線發(fā)育，裂隙產(chǎn)狀不固定，裂隙間產(chǎn)狀不具統(tǒng)一性；

（4）危巖體穩(wěn)定性較差：多數(shù)危巖體在外部動(dòng)力環(huán)境輕微改變時(shí)就可能發(fā)生崩落，天然工況下處于臨界狀態(tài)；

（5）影響因素復(fù)雜：影響危巖體穩(wěn)定性因素較多，震動(dòng)、暴雨或人為因素，如工程建設(shè)甚至施工期間的擾動(dòng)等均能誘發(fā)危巖崩塌。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，雪寺潛在的危巖體共有5處，其地質(zhì)特征分述如下：

危巖體一（W1）：位于整個(gè)崩塌范圍的最西側(cè)，處于頂部陡崖，該處巖石裸露，植被不發(fā)育。陡崖高度約為24m左右，高程為908m，主要崩塌方向?yàn)?50°，坡度75°。危巖體風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎，呈薄板狀或塊狀，巖性為灰?guī)r。危巖體的總體尺寸為2.5× 2.5×4.5m，總方量28m3，該處的巖層產(chǎn)狀為215°∠5°，主要發(fā)育三組節(jié)理，其產(chǎn)狀為①140°∠75°；②75°∠85°；③35°∠75°，崖壁產(chǎn)狀為150°∠75°，后緣主控裂隙①的產(chǎn)狀與崖壁產(chǎn)狀基本一致。節(jié)理密度約為2~5條/m，節(jié)理張開，張開寬度一般可達(dá)5~25cm，最寬可達(dá)75cm(側(cè)面垂直劈理)。破碎后單體最大塊尺寸為0.4×0.3×0.4m，最小單體尺寸為0.1×0.1×0.2m。

經(jīng)勘查W1后緣未發(fā)現(xiàn)隱藏裂隙。W1中部有一侵蝕空洞，空洞體積為30×30×40cm，其破壞形式為沿空洞向坡面傾倒，運(yùn)動(dòng)形式為沿坡面滾動(dòng)，彈跳，破碎，落至坡腳或坡間平臺之上。

危巖體二（W2）：位于陡崖側(cè)壁，巖石裸露，危巖下部懸空，呈倒三角狀。陡崖高度約為35m左右，高程為923m，主要崩塌方向?yàn)?45°，坡度85°。危巖體的總體尺寸為3×0.5×3m，總方量4.5m3，結(jié)構(gòu)較為完整，巖性為灰?guī)r。

經(jīng)勘查其后緣未見隱藏的貫通裂隙。主要發(fā)育三組節(jié)理，其產(chǎn)狀為①130°∠88°；②70°∠80°；③110°∠80°，節(jié)理①為后緣控制裂隙，節(jié)理密度約為1~2條/m，節(jié)理微開，張開寬度為1~5cm。主要失穩(wěn)方式為墜落式的崩塌方式，運(yùn)動(dòng)形式為沿坡面滑動(dòng)，墜落，破碎后落至坡腳或坡面平臺。

危巖體三（W3）：位于陡崖側(cè)壁，巖石裸露，植被不發(fā)育。陡崖高度約為35m左右，高程為908m，主要崩塌方向?yàn)?00°～180°，坡度80°。危巖體的總體尺寸為4×2×20m，總方量160m3，整體呈柱狀。危巖體風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎，呈層狀和塊狀，巖性為灰?guī)r，破碎后單體最大塊尺寸為0.4×0.5×0.6m，最小單體尺寸為0.2× 0.15×0.15m。

經(jīng)危巖頂部后緣勘查。該危巖體外層的小危巖柱(W3-1)穩(wěn)定性較差，體積約為20m3，受裂隙切割，結(jié)構(gòu)極為破碎。后側(cè)大的危巖體結(jié)構(gòu)(W3-2)較為完整，體積約為140m3底部順坡斜節(jié)理不發(fā)育，穩(wěn)定性較好。該處的巖層產(chǎn)狀為212°∠5°，外部風(fēng)化巖層主要發(fā)育三組節(jié)理，其產(chǎn)狀為①130°∠85°；②310°∠85°；③165°∠35°，節(jié)理①為后緣控制裂隙。節(jié)理密度約為3~6條/m，節(jié)理張開，張開寬度可達(dá)10~50cm。主要失穩(wěn)方式為傾倒式的崩塌方式，運(yùn)動(dòng)形式為沿坡面滾動(dòng)，彈跳，破碎落至坡腳至坡面平臺之上。

危巖體四（W4）：位于陡崖側(cè)壁，陡崖高度約為10m左右，高程為903m，巖石裸露，植被不發(fā)育。主要崩塌方向?yàn)?20°，坡度80°。危巖體的總體尺寸為3×2×6m，總方量36m3，危巖體風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體上部破碎，下部較完整，呈塊狀和中厚層板狀，巖性為灰?guī)r，破碎后單體最大塊尺寸為0.5×0.6×0.6m，最小單體尺寸為0.3×0.15×0.3m。

經(jīng)勘查該處的巖層產(chǎn)狀為215°∠5°，主要發(fā)育三組節(jié)理，其產(chǎn)狀為①145°∠85°；②130°∠35°；③90°∠85°，節(jié)理①為后緣控制裂隙。節(jié)理密度約為1~3條/m，節(jié)理張開，張開寬度可達(dá)10~30cm。主要失穩(wěn)方式為傾倒式的崩塌方式，運(yùn)動(dòng)形式為沿坡面滾動(dòng)，彈跳，落至坡腳。

危巖體五（W5）：位于陡崖側(cè)壁，陡崖高度約為20m左右，高程為900m，巖石裸露，植被不發(fā)育。主要崩塌方向?yàn)?10°，坡度86°。危巖體的總體尺寸為5×5×8m，總方量110m3，危巖體風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體較破碎，呈塊狀，巖性為灰?guī)r，破碎后單體最大塊尺寸為1×0.8×1m，最小單體尺寸為0.4×0.4×0.5m。

經(jīng)勘查后緣未發(fā)現(xiàn)隱藏的貫通裂隙。該危巖體外層2m厚度的表層，風(fēng)化最為嚴(yán)重，穩(wěn)定性差，節(jié)理貫通，體積約為60m3。2m至后緣大裂縫處由于層面較水平，下部沒有斜節(jié)理，穩(wěn)定性較好。該處的巖層產(chǎn)狀為220°∠3°，外部風(fēng)化巖層主要發(fā)育三組節(jié)理，其產(chǎn)狀為①130°∠85°；②210°∠85°；③90°∠55°，節(jié)理①為后緣控制裂隙。節(jié)理密度約為3~6條/m，節(jié)理張開，張開寬度可達(dá)10~150cm。W5中部有一空洞，空洞體積為50×30×40cm，其破壞形式為沿空洞向坡面傾倒，運(yùn)動(dòng)形式為沿坡面滾動(dòng)，彈跳，破碎、落至坡腳或坡面平臺。

5　危巖變形現(xiàn)狀及崩塌誘發(fā)因素

5.1危巖變形現(xiàn)狀

受地形地貌等空間因素和巖土體的物質(zhì)成分、結(jié)構(gòu)特征等因素影響，崩塌致災(zāi)體的變形主要為危巖體的變形。

勘查區(qū)危巖體由寒武系鳳山組灰?guī)r發(fā)育而成，層理構(gòu)造發(fā)育，層厚在0.2～1.0m，為中～厚層狀灰?guī)r。垂直切割層理面的節(jié)理裂隙發(fā)育，節(jié)理密度在2～5條/m，節(jié)理裂隙張開，使得巖體極為破碎。在暴雨和地震條件下，陡傾結(jié)構(gòu)面不斷擴(kuò)展或震動(dòng)引起分割性的晃動(dòng)，可使風(fēng)化破碎的基巖沿節(jié)理面和層面產(chǎn)生傾倒式和墜落式破壞。根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查結(jié)果，危巖體發(fā)育有多條山體裂縫，山體裂縫切割危巖體。W1和W5有風(fēng)化凹巖腔空洞，為崩塌的發(fā)生提供了物質(zhì)條件。陡崖坡度在60～89°。受風(fēng)化作用和根劈作用影響，局部巖石已與母巖脫離，受擾動(dòng)的松散危巖體及殘留危石大面積分布于崖壁，巖體內(nèi)在的各種解理結(jié)構(gòu)面組成的空間形態(tài)、位置等形成了危巖體。

5.2崩塌誘發(fā)因素

降雨、地震和溫差是形成崩塌的主要因素。在暴雨和持續(xù)降雨條件下，一方面增加了坡體重量，另一方面雨水滲入裂隙，降低了巖體的摩擦力，使危巖體的鎖固段喪失鎖固功能，危巖在重力作用下失穩(wěn)形成崩塌。在地震發(fā)生時(shí)，受震動(dòng)影響可使巖層節(jié)理裂隙松動(dòng)與傾斜層面剝離，使原本穩(wěn)定的巖體發(fā)生崩塌。受溫差作用產(chǎn)生的應(yīng)力會加快巖體的風(fēng)化作用，同時(shí)在不同巖性的巖石中產(chǎn)生風(fēng)化差異，使層間的軟弱層風(fēng)化強(qiáng)于灰?guī)r，在危巖體下部形成風(fēng)化凹巖腔，加大上部灰?guī)r風(fēng)化裂隙的發(fā)育程度。根據(jù)危巖形成的影響因素認(rèn)為，受降雨、地震和溫差作用造成的危巖體下部突然出現(xiàn)壓裂、擠出、脫落或射出現(xiàn)象時(shí)，或危巖體前緣發(fā)生墜落、掉塊現(xiàn)象時(shí)、小崩小塌不斷發(fā)生時(shí)，或發(fā)生巖石開裂發(fā)出剪切擠壓的聲響時(shí)，都是崩塌即將發(fā)生的征兆。

6　崩塌災(zāi)害防治方案

本次勘查工作共查明不穩(wěn)定危巖體5個(gè)，針對崩塌的發(fā)育情況和分布特征，采用的防治工程包括清危及被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)等，各危巖體的防治措施見表2：

表2　W1～W 5防治方案表

6.1清理危巖

對于現(xiàn)狀條件下不穩(wěn)定和易于清除的危巖體采用清除的方法進(jìn)行治理。由于場區(qū)危巖塊體積較大，位置較高，勢能較大，如整體下落崩塌勢必會給下游造成巨大損害，采用靜態(tài)爆破或預(yù)裂爆破將大塊的危巖體解體成為體積較小的塊石，控制粒徑50cm以下，將其清到坡下，減少危巖滾落對下面居民區(qū)的危害。根據(jù)該崩塌特征多數(shù)危巖體需要一定程度的清危工作量。由于該危巖下游坡度較陡，鄰近威脅對象，在清危工程施工時(shí)于危巖下方布設(shè)臨時(shí)沙袋墻防護(hù)，沙袋墻的布置選擇在危巖第一落點(diǎn)下方處。

6.2被動(dòng)網(wǎng)防護(hù)

由于坡體中上部危巖體的存在，在清方過程中或局部清方后，仍難以保證崩塌不再發(fā)生，為保護(hù)下游人民群眾的生命財(cái)產(chǎn)安全，在坡腳處應(yīng)根據(jù)落石的彈跳軌跡、高度、沖擊力等設(shè)置合理的被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)。被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)分為四段，W1下部為一號防護(hù)網(wǎng)，W2、W3下部為二號防護(hù)網(wǎng)，W4下部為三號防護(hù)網(wǎng)，W5下部為四號防護(hù)網(wǎng)。被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)布置在危巖下部較為平緩的臺階上，樁打入下部基巖中。防護(hù)網(wǎng)的型號采用RXI-1000，規(guī)格采用1000kJ，防護(hù)網(wǎng)高度3m，鋼柱間距為10m。鋼柱間距可以根據(jù)實(shí)際情況可以在6-10m之間變動(dòng)，被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的長度考慮危巖帶之下地形影響并適當(dāng)擴(kuò)大或減小。

7　結(jié)論

通過該治理工程的實(shí)施，雪寺崩塌災(zāi)害隱患的危險(xiǎn)性在一定程度上得以緩解，消除了崩塌對當(dāng)?shù)厝嗣袢罕娚?cái)產(chǎn)安全的威脅，使區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境和生態(tài)環(huán)境得到改善。

[1]滑坡崩塌泥石流災(zāi)害詳細(xì)調(diào)查規(guī)范1:50000（審定稿）. Specifications of geological survey for landslide on the scale of 1:50000（Approval of draft）

[2]楊學(xué)亮，李建錄等.邯鄲市嶺底泥石流等八處重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害勘查設(shè)計(jì)書(雪寺崩塌).2012. YANG Xueliang，LI Jianlu,et al.Han'dan City Ling'di The eight key geological disaster such as mud-rock flow exploration design document（The collapse of Xue'si）.2012

[3]楊學(xué)亮，李朦等.邯鄲市嶺底泥石流等八處重點(diǎn)地質(zhì)災(zāi)害(雪寺崩塌)勘查.2012. YANG Xueliang,LIMeng,et al.Han'dan City Ling'di The exploration of The eight key geological disaster such as mud-rock flow（The collapse of Xue'si）.2012

Collapse disaster characteristics and prevention advice of Xue si, Shen Tou village，She Country,Han Dan city

Wang Qi，YIN Wen-jing，YANG Xue-liang，Wu Yu-pu
((Hebei Environmental Geology Exploration Institute,Shijiazhuang Hebei 050021)

Through the analysis and investigation on landform,stratum lithology,geological structure,hydrogeology,dangerous rock body research of Xue si,for the characteristics of an independent existence,the location for multiple rock relative elevation difference is big,the structure and characteristics of the stability is relatively poor,the mercurial combining the object and the distribution area and the overall layout relationship,according to the principle of combination of prevention and cure, adjust measures to local conditions,highlighting comprehensive treatment project set up clear endanger passive fence,etc.

lithology，collapse，prevention and treatment，disasters

P64[文獻(xiàn)碼]B

1000-405X（2016）-1-361-3

王琪(1984～)，男，學(xué)士，工程師，研究方向?yàn)樗きh(huán)。