鎮寧縣張官村崩塌基本特征及形成機制分析

唐杰梅

（貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州安順561000）

張官村崩塌（危巖體）災害區位于貴州省鎮寧縣馬廠鎮張官村，據縣城正南約16.1km、馬廠鎮北東約2.1km。該區域自2011年以來發生過多次崩塌事件，因樹木的阻擋作用，所幸未造成人員傷亡。本文依托“鎮寧縣馬廠鎮張官村崩塌（危巖體）地質災害防治工程”項目，在了解區內工程地質特征的基礎上，基本查明了崩塌（危巖體）的范圍和規模、變形特征及危害等，分析了崩塌形成機制，為后期開展災害治理工作提供理論依據。

1 崩塌規模及基本特征

鎮寧縣張官村崩塌（危巖體）共發育有11處單體危巖及1處人工堆積塊石帶，12處單體危巖分別編號為WY 1、WY 2、WY 3、WY 4、WY 5、WY 6、WY 7、WY 8、WY 9、WY 10、WY 11；1處塊石帶編號為P1。危巖塊體單個方量1～48m3，陡崖破碎帶松動塊石方量一般為0.1～0.5m3，總方量約90m3，嚴重威脅鎮寧縣馬廠鎮張官村18戶86人的生命財產及資產安全。歷年來發生崩塌情況，崩落的最遠距離為45m。根據危巖體的位置，結合危巖體所在區域的微地貌特征、危巖體的節理裂隙發育特點、變形特征等最終確定危巖體的邊界條件。本文選擇具有代表性的WY 1、WY4、WY 8、WY 11及人工堆積塊石帶P1介紹其基本特征，現分述如下：

（1）WY 1危巖體：呈柱狀，高6m、寬1.0m、厚1.0m，體積6.0m3。崩塌方向40°，破壞方式為傾倒式。巖性為灰色塊狀白云巖，表層節理裂隙發育，抗風化能力強，底部外沿為一松動塊石支撐。巖體受2組基本垂直結構面控制，一組控制性結構面產狀為130°∠80°，另一組控制性結構面產狀為210°∠80°。影響該危巖體變形的因素主要為降水及下部支撐巖體風化卸荷。雨水對基底的侵蝕作用，加之雨水充滿裂隙后產生的裂隙水壓力及支撐巖體風化卸荷后降低支反力都是影響該塊體變形的重要因素。

（2）WY 4危巖體：寬4.0m、高4.0m、厚3.0m，體積48m3。崩塌方向35°，破壞方式為傾倒式。巖性為灰色中厚層白云巖，表層節理裂隙發育，抗風化能力強，主要發育3組結構面：第一組為層間結構面，第二組結構面產狀為130°∠80°；第三組結構面產狀為220°∠80°?？刂菩越Y構面為第三組結構面。影響該危巖體變形的因素主要為降水及下部支撐巖體風化卸荷。雨水對后壁裂隙的侵蝕作用，加之雨水充滿裂隙后產生的裂隙水壓力及支撐巖體風化卸荷后降低支反力是影響該塊體變形的重要因素。

（3）WY 8危巖體：由5塊相互堆疊的孤石塊體組成，總寬2.0m、高1.5m、厚1.0m，體積3m3。崩塌方向60°，破壞方式以傾倒式為主。巖性為灰色塊狀白云巖，其中，位于坡邊緣最下面一塊巖體底部局部臨空。影響該危巖體變形的因素主要為降水及下部支撐巖體風化卸荷。雨水對基底侵蝕作用，加之支撐巖體風化卸荷后降低支反力都是影響該塊體變形的重要因素。

（4）WY 11危巖體：寬3.0m、高5.0m、厚2.0m，體積30.0m3。崩塌方向40°，破壞方式為傾倒式。巖性為中厚—塊狀灰色白云巖，上部塊狀巖體抗風化能力強，較完整，中下部巖體受風化溶蝕作用較強，節理裂隙、溶隙較發育，特別是沿層面方向的節理裂隙、溶隙較發育，此外巖體還發育2組主要結構面：第一組結構面產狀為130°∠80°；第二組結構面產狀為220°∠80°?？刂菩越Y構面為第二組結構面。影響該危巖體變形的因素主要為降水及下部支撐巖體風化卸荷。雨水對后壁裂隙的侵蝕作用，加之雨水充滿裂隙后產生的裂隙水壓力及支撐巖體風化卸荷后降低支反力是影響該塊體變形的重要因素。

（5）人工堆積塊石帶 P1：高 3m、長 15m、厚約2.0m，總體積90m3，為人工堆積形成，由0.1～0.5m3松動巖塊組成，由于年久無人管理，加上堆積體后部及底部局部多為粘土支撐和充填。粘土受到雨水的沖蝕和掏蝕，使巖塊之間的孔隙增大，久而久之，局部巖塊出現了掉塊現象，破壞了整體穩定性，使整個堆積體形成了危巖體。影響該堆積塊石帶變形的因素主要為降水及松動塊石周圍支撐巖土體風化卸荷。雨水對支撐巖土體侵蝕作用是影響該堆積塊石帶變形的重要因素。

2 崩塌巖體結構與變形特征

根據對單體危巖及陡崖破碎帶的勘查研究，區內危巖體所處巖性為三疊系下統安順組（T1a）灰色中厚層至塊狀白云巖，層狀構造。巖體受風化溶蝕較嚴重，節理裂隙、溶隙較發育，據現場調查，主要發育的節理裂縫有 3 組：①130°～105°∠80°～86°、②220°～200°∠60°～80°及層間裂隙，危巖體分布地段平均密度2條/m，最密處可達4條/m。其中①組裂隙將巖體切割成塊狀并形成明顯的外傾結構面；①組裂隙基本與坡向一致，與前2組裂隙間互相切割，加劇了巖體的破碎程度，使整個山體遍布風化切割巖體后形成孤、塊石或者堆積體，為危巖體的形成及崩塌創造了有利的條件。當一部分受到切割的巖體未徹底脫離母巖時，形成了由裂縫控制的危巖體，而當部分受到切割的巖體徹底脫離母巖，并在邊坡邊緣或者陡坡適當位置停留、堆積時，就形成了由支撐巖土體控制的孤、塊石或者堆積體組成的危巖體。這些危巖體在雨水的沖刷、侵蝕作用下，或者在雨水的裂隙水壓力及支撐巖體風化卸荷作用下，易產生崩塌。

3 崩塌（危巖體）形成的影響因素

根據對11處單體危巖及1處人工堆積塊石帶的調查統計，該區域內的危巖塊體主要受后壁裂縫及底部支撐巖土體的影響，在長期風化及雨水侵入巖縫，形成裂隙水壓力的過程中，后壁裂縫可能出現貫通，同時底部支撐在雨水的沖刷下被掏空、風化作用下卸荷，在重力作用下，危巖塊體將發生傾倒拉裂式破壞、滑移破壞或者墜落式破壞。

危巖的存在必然有高、陡斜坡作為其載體，區內現狀發育的11處單體危巖及1處人工堆積慢塊石帶分布于陡坡、陡崖帶上，坡度較陡。危巖的形成與斜坡、陡崖的形成有著密切的關系。影響該危巖體形成的因素有內在因素和外在因素2個方面。內在因素有組成斜坡的地形地貌、巖土體結構等，外在因素有大氣降雨、人為工程活動等。

3.1 內在因素

該區巖石單體主要為三疊系下統安順組（T1a)灰色中厚層至塊狀白云巖，風化作用存在差異性，結構面的貫通性及巖體的破碎程度直接影響著巖體的強度及穩定性。

3.2 外在因素

（1）溶蝕作用：該區地層巖性主要為白云巖，存在一定的溶蝕作用，溶蝕作用使得局部巖體臨空，導致卸荷開裂形成危巖體。

（2）植物的根劈作用：植物的根劈作用對巖體裂隙壁產生擠壓，使巖石裂隙擴大，從而引起巖石破壞。

（3）降雨：巖體中節理裂隙較為發育，大氣降雨沿地表裂隙下滲，一是在陡崖后緣的裂縫中的水柱形成靜水壓力；二是入滲危巖體外傾結構面內形成的壓力作用，使得危巖在雨季的穩定性大幅下降。

4 崩塌（危巖體）形成機制分析

巖體受裂隙切割形成切割體，切割體前期階段的變形破壞主要以裂隙擴張和基座掏蝕為主[1-2]。區內裂隙主要以垂直地面的卸荷裂隙和層間裂隙為主。裂隙呈多張開狀，其延伸和貫通具備一定規模，當近垂直拉張裂隙形成后，若裂隙未貫通，危巖體與母體未分離則形成切割體。在自重應力及其他外力等因素影響下，裂隙繼續擴展，后緣連續貫通之后，則形成分離體。斜坡表層發育橫向節理，斜坡坡面長期接受風化作用，在自重應力作用下產生掉塊，掏蝕切割體、分離體基座，在下部形成臨空，巖體懸挑于或斜臥于絕壁之上，切割體、分離體則轉化為危巖體。當切割體、分離體轉化為危巖體后，則進入后期變形破壞階段，即危巖體變形破壞。

結合區內崩塌（危巖體）特征、后緣裂隙發育特征、前緣臨空狀況、各危巖體的變形破壞方式，即切割體或孤、塊石、堆積體基座由于卸荷或支反力降低，使危巖前緣懸空，形成危巖體，當危巖體基礎支撐點達到極限時，在地震、強降雨等任何外力作用下都會產生巖體崩塌。而且區內危巖體大部分前緣臨空，這給危巖體產生失穩提供了有利條件。在變形破壞時，受后緣裂縫控制的危巖體頂部或者上部首先發生變形脫離母體，發生傾倒式、墜落式破壞；受基巖支撐力控制的孤、塊石或者堆積體，在雨水的沖刷、侵蝕作用下，支撐巖土體的支反力降低，將使危巖體產生滑移式破壞。