“4·25”地震西藏災區某危巖體穩定性分析及治理方案

呂洪旭 曹 磊 崔玉龍

(1.四川省地質工程勘察院,四川 成都 610072; 2.安徽理工大學土木建筑學院,安徽 淮南 232001)

1 工程概況

該危巖體位于西藏自治區日喀則市吉隆縣宗嘎鎮夏村，危巖體呈條帶狀分布，北東走向，后緣以斜坡頂為邊界，前緣以查嘎達索寺上山路為邊界，左、右兩側以天然崩塌沖溝溜槽為邊界，平均寬500 m，高100 m，平均厚度2 m，總方量約10×104m3。該危巖體在后期強降雨、地震等不利條件下極有可能發生較大規模的崩塌落石，直接威脅到附近居民生命財產安全和上山公路。

2 工程地質條件

2.1 地形地貌

危巖區內受吉隆藏布河流切割影響，邊坡巖體基巖直接出露，均為陡坡或近于直立的崖坎，地形坡度多在60°～80°；坡體沖溝內堆積大量崩坡積層，地形坡度約為30°。區內地貌以侵蝕構造高中山為主，相對高差1 000 m～3 000 m。按其成因及類型從北至南大致可分為兩個地貌單元，即高山山地地貌(分寬緩河谷段、狹窄河谷段和“U”形槽谷段)、高山峽谷地貌段。

2.2 地層巖性

2.3 地質構造與地震

據《西藏區域地質志》的劃分，勘查區位于喜馬拉雅板片，北喜馬拉雅斷裂南側，地質構造中等復雜。受區域構造的影響，危巖區巖層產狀變化較大，巖層產狀64°～321°∠74°～83°，區內節理裂隙發育，各危巖區通常發育有2組～3組優勢節理，經現場調查，“X”型剪節理發育。節理產狀25°～265°∠29°～81°。根據GB 50010—2010建筑抗震設計規范，危巖區抗震設防烈度為8度，地震動峰值加速度值為0.20g。

3 危巖體基本特征及成因

3.1 危巖體基本特征

危巖區坡向115°～190°，坡度40°～90°，局部反傾，分布高程3 983 m～4 143 m，危巖區平面上呈長條形。本文將危巖區劃分為危巖Ⅰ區至危巖Ⅸ區九個小區以及W01～W03三個危巖體。危巖Ⅰ區坡面較陡，坡度40°～70°，分布高程為3 983～4 143，體積約12 720 m3，節理裂隙較為發育；危巖Ⅱ區坡面較陡，坡度65°～80°，分布高程為4 038 m～4 136 m，體積約7 644 m3，節理裂隙較為發育，危巖體受一組“X”型節理切割；危巖Ⅲ區體積約1 950 m3，分布高程為3 995 m～4 034 m，坡度75°～86°，主要發育兩組優勢結構面，產狀分別為106°∠81°,265°∠29°；危巖Ⅳ區體積約840 m3，分布高程為4 016 m～4 030 m，坡度40°～60°，主要發育兩組優勢結構面，產狀分別為106°∠81°,265°∠29°；危巖Ⅴ區平面形態近似長方形，體積約1 700 m3，分布高程為4 014 m～4 048 m，坡度60°～75°，巖體破碎；危巖Ⅵ區平面形態呈錐形，體積約1 224 m3，坡度60°～75°，主要發育三組優勢結構面，產狀分別為234°∠33°，192°∠76°，75°∠65°，巖體破碎；危巖Ⅶ區體積約4 128 m3，分布高程為4 050 m～4 098 m，坡度60°～85°，巖體破碎，主要發育三組優勢結構面；危巖Ⅷ區位于危巖帶中部，體積約3 354 m3，分布高程為4 043 m～4 082 m，坡度70°～85°，局部反傾；危巖Ⅸ區體積約4 160 m3，分布高程為4 040 m～4 120 m，坡度40°～50°，主要發育兩組優勢結構面，產狀分別為350°∠65°,175°∠30°。危巖體W01體積約37.5 m3，分布高程為4 041 m～4 046 m，危巖體因局部巖塊墜落形成了凹腔，側面裂隙貫通，將危巖體與母巖分離。危巖體W02大致呈現為菱形，體積約36 m3，分布高程為4 065 m～4 068 m。兩條近于平行的裂隙貫通整個危巖體，底部發育一組節理。危巖體W03大致呈現為梯形，體積約9 m3，分布高程為4 041 m～4 044 m，后側與母巖體分離，裂隙寬度20 cm～30 cm。

3.2 危巖體破壞方式

崩塌的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質構造、巖體結構面組合等因素控制，并受常年風化、地震、降雨及人類工程活動影響。前者是形成崩塌的基本條件，后者是促使崩塌發展及垮塌的誘發因素。不同控制因素組合決定崩塌不同的形態、規模、分布及破壞方式，崩塌體危巖的破壞方式見表1。

表1 危巖體破壞方式

3.3 危巖體成因分析

影響危巖區內危巖體形成的因素主要是自然因素。陡峻的斜坡地形是巖體形成危巖的必要條件。危巖區自然坡度在60°～85°，局部直立或反傾，巖體臨空卸荷，應力釋放，而后斜坡體內巖層應力重新調整，產生向臨空方向的傾倒拉裂和變形，隨著變形時間增長，張裂隙逐漸向深部擴展，隨著風化、侵蝕等地質作用的進一步加劇，應力加劇調整積累，拉張裂隙進一步擴張，并逐步向深部發展，從而局部完成整個裂隙面的貫通；另外，區內出露較堅硬的片麻巖，節理裂隙極為發育，容易侵蝕風化，區內構造發育，巖體受要害擠壓而節理裂隙發育，巖體破碎。危巖區內形成崩塌的主要因素是地震，在“4·25”地震作用下，坡體基巖節理裂隙有加寬、延長趨勢，地震力作用使巖體更為松動。同時，降雨作用使坡體動水壓力、靜水壓力增強，凍融作用給危巖體施加了向外的壓力，是危巖區發生崩塌的主要誘發因素。

4 危巖體穩定性計算及評價

危巖體的破壞是沿著結構面破壞的，結構面的強度確定危巖體的穩定性。針對不同可能破壞模式采用不同的計算模型和方法進行定量計算分析。根據地質構造，巖土體的結構類型，節理裂隙與裂縫及結構面的組合關系，張閉程度、延展性及貫通情況，將危巖體按各自特征選取代表性塊體斷面進行穩定性計算。計算過程中考慮天然、暴雨、地震三種工況下對危巖體進行穩定性計算。危巖體的破壞方式為傾倒式和墜落式，有少量滑移式：當軟弱結構面傾向山外，上覆蓋體后緣裂隙與軟弱結構面貫通，在動水壓力和自重力作用下，緩慢向前滑移變形，形成滑移式危巖；當軟弱夾層形成巖腔后，上覆蓋體重心發生外移，在動水壓力和自重作用下，上覆蓋體失去支撐，拉裂破壞向下傾倒，形成傾倒式危巖；當軟弱夾層形成巖腔后，在自重作用下，上覆蓋體失去支撐，沿主控裂隙面向下墜落，形成墜落式危巖。根據DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規范提供的三種模式的計算模型和計算公式得出各危巖體穩定性計算結果，見表2。

表2 穩定性計算結果表

根據DZ/T 0218—2006滑坡防治工程勘查規范提供的危巖穩定性評價標準，該危巖體在天然工況下整體處于欠穩定—基本穩定狀態，暴雨工況下整體處于欠穩定—不穩定狀態，地震工況下處于不穩定狀態。

5 治理方案

根據現場調查及分析計算，危巖帶及危巖體穩定性較差，在降雨、地震、風化等作用下均有可能發生崩塌，需進行全面防治。危巖區多陡崖，部分危巖倒傾，危巖區坡腳為查嘎達索寺寺廟及公路，部分地段寺廟房屋距離斜坡坡腳較近，根據各危巖的變形破壞模式、危害對象及工程布置條件，提出防治方案為：針對寺廟區采用主動網防護+錨固工程+被動網防護，Ⅶ號危巖區采用清危+主動網防護+加強錨桿，并輔以被動網防護；對Ⅷ號危巖區利用主動網防護+加強錨桿，并輔以被動網防護；對危巖體W01利用主動網防護+加強錨桿；對危巖體W02，W03進行清危處理。

6 結語

1)西藏地區地質構造復雜，巖體節理裂隙極度發育，邊坡巖體在經歷多次地震擾動之后，節理裂隙延伸加長，張開度加大，隨著降雨入滲和巖石風化的進行，結構面強度逐漸降低，在某次強降雨或者地震條件下極易發生落石崩塌等地質災害。

2)因危巖影響因素的復雜化和不可預見性，建議采用“動態設計信息化施工”對該危巖帶進行全面綜合治理，同時加強危巖體治理前、中、后的變形監測與預警工作。