青松嶺鎮花市村崩塌地質災害特征及穩定性分析

陳芬芬　王亞民

摘要：治理區位于燕山山脈中段，屬構造剝蝕低山地貌，其微地貌單元屬低中山侵蝕切割溝谷地貌，區內總體地勢東西高南北低，局部巖石裸露，地質災害頻發。本文對地質災害發育特征與運動特征進行詳細分析，進而對危巖形成的影響因素及形成機制分析，最后對危巖穩定性進行深入研究，研究結果為改善生態環境，做好防災減災工作提供有力支撐。

關鍵詞：崩塌；地質災害特征；穩定性分析；青松嶺鎮花市村

治理區位于興隆縣西南部，燕山山脈東段，直距興隆縣17.8km，治理區內有村村通道路與外界津興線公路相通，交通較便利，崩塌點時有滾石下落，嚴重威脅過往車輛及行人的人身財產安全，急需進行治理，清除隱患。

1.地質災害特征

1.1發育特征

興隆縣青松嶺鎮花市村地質災害應急排險工程有危巖體兩處（WY1、WY2）：WY1海拔476m～574m，危巖體分布長度約170m，最大高差約42m；危巖體上部巖層破碎嚴重，形成多條寬度大于2cm的裂隙，裂隙上下貫通，節理裂隙發育，部分危巖體下部已可見明顯的滑動面及臨空面，易形成傾倒式崩塌；WY1危巖體落差5m～42m，危巖體總方量約為8670m³。

WY2海拔460m～523m，危巖體分布長度約160m，最大高差約51m；WY2由于修路時對山體開挖形成多塊外傾的危巖體，危巖體下方形成臨空面，巖體風化破碎嚴重，節理裂隙發育；且WY2危巖體不是單體，巖石節理發育嚴重；大部分危巖體裂縫是上下貫通，下部局部懸空，形成凹巖腔，巖體中外傾結構面發育，在外傾結構面的影響下，下部巖層傾向外傾形成順層坡面，易形成滑移式崩塌、掉塊等不良地質現象；WY2危巖體落差10m～51m，危巖體方量約為12960m³。

1.2運動特征

通過對花市村崩塌危巖的實地地質調查，其危巖體主要有以下特征。該崩塌點有危巖體兩處WY1、WY2。

WY1危巖體上部巖層破碎嚴重，形成多條寬度大于2cm的裂隙，裂隙上下貫通，裂隙存在擴張的趨勢；危巖體表層有不同程度裂隙，主要由節理裂隙相互交錯切割形成；部分危巖體下部已可見明顯的滑動面及臨空面，危巖體近于直立，局部危巖外傾，其上方分部5處浮石。WY2產狀301°∠75°，危巖體下方形成臨空面，巖體風化破碎嚴重，節理裂隙發育；且WY2危巖體不是單體，巖石節理發育嚴重；大部分危巖體裂縫是上下貫通，下部局部懸空，形成凹巖腔，巖體中外傾結構面發育，在外傾結構面的影響下，下部巖層傾向外傾形成順層坡面，易形成滑移式崩塌、掉塊等不良地質現象；懸空面上部危巖體近于直立，局部危巖外傾，其上方分部7處浮石。

在平面上表現為變形范圍較大，垂直方向上變形破壞大的特點。在變形方式上集中反映為受裂隙控制特點。破壞方式主要以傾倒式崩塌為主。

2.危巖形成的影響因素及形成機制分析

據勘查區所處的地質環境分析，危巖體的形成包括內部條件和外部條件兩類，內部條件包括地形地貌、地層巖性、坡體結構、高陡臨空面；外部條件包括：降雨、風化、地震、植被、人類工程活動等。根據野外勘查分析，花市村崩塌危巖帶危巖形成機制主要有以下兩點。

（1）地形地貌

崩塌多為陡崖，陡崖巖體臨空卸荷，巖體應力進行重新調整分布，在斜坡坡腳處產生應力集中，從而使陡坡產生向臨空方向的墜落、滑移、傾倒變形，隨著變形時間增長，張裂隙逐漸向深部擴展，致使邊坡巖體整體性能降低，形成崩塌、危巖等地質災害。

（2）地層巖性及不利結構面組合關系

崩塌體巖性為花崗巖，節理裂隙發育，表層風化作用較強烈，且在巖體中外傾結構面發育，在外傾結構面的影響下，巖體極易產生崩塌、掉塊等不良地質現象。

綜上所述，地形地貌、地層巖性、巖體結構特征等為危巖的發育提供了重力和基本物質條件，長期的地殼內外引力作用是危巖形成的主要誘因。臨空巖體開始出現變形，巖體內部形成上寬下窄的節理裂隙，隨著流塑的進一步發展，變形范圍擴大，拉裂縫向巖體的后側推移，巖體后緣拉裂加劇，從而加劇巖體的重力卸荷作用，形成平行坡面的危巖結構面，并與已有構造裂隙構成危險結構面組合，在巖體重力作用下，巖體沿裂隙或結構面向下傾倒，從而形成危巖體。

3.危巖穩定性分析

3.1計算工況的選取

工況1：自重工況，只考慮危巖體的自重力作用。工況2：暴雨工況，危巖在強降雨情況下，裂隙（縫）水流通好，裂隙內充水（其中裂隙充水高度取裂隙深度的1，2～2，3）。工況3：地震工況，危巖體受自重力和水平地震力作用。工況4：自重狀態+暴雨+地震。危巖體受自重力和水平地震力作用，裂隙內充水其中裂隙充水高度取裂隙深度的1/5～1/2）。

3.2穩定性計算公式

傾倒式危巖穩定性計算

（1）由后緣巖體抗拉強度控制（見圖1）。

對工況1、2按下式計算：

式中：F-危巖穩定性系數；f_lk-危巖體抗拉強度標準值（kpa），根據巖石抗拉強度標準值乘以0.4的折減系數確定。暴雨時f_lk取0.9倍；H-危巖塊高度（m）；h-裂隙深度（m）；h_w-裂隙充水高度（m），自然狀態取裂隙高度1/3，暴雨狀態取裂隙高度2/3，根據裂隙充填程度可適當調整；β-后緣裂隙傾角（°）；W-危巖體自重（kN/m）；a-危巖自重作用點到傾覆點的水平距離（m）；V-裂隙水壓力（kN/m），V=rwhw²/2；Q-地震力（kN/m），Q=ξw，其方向可視為水平；ξ-地震系數，本工程取0.04；h_o-地震力作用點到倒覆點的垂直距離（m）。

（2）由底部巖體抗拉強度控制（見圖2）

對工況3、4按下式計算：

式中：b-后緣裂隙下端到傾覆點之間的水平距離（m）；其他符號意義同前。

3.3設計參數的選取

崩塌危巖體大部為中等風化花崗巖，節理裂隙發育。各物理力學指標參數經驗值為巖體天然密度為2.5g/cm³，抗拉強度3.5Mpa，抗壓強度140Mpa，結構面內摩擦角φ=75°，黏聚力c=31kPa。

3.4綜合穩定性分析評價

危巖體存在陡直裂隙，上寬下窄，裂隙不斷在擴張，表層有不同程度裂痕，巖石節理裂隙發育，風化強烈。對于危巖體進行了定量評價，見表1。通過穩定性計算結果可知，危巖體在工況1下處于基本穩定狀態，在工況2下處于欠穩定狀態；在工況3、4下，穩定性大大降低，處于不穩定狀態。

4.結論

該區危巖體存在陡直裂隙，上寬下窄，裂隙不斷在擴張，表層有不同程度裂痕，巖石節理裂隙發育，風化強烈。通過穩定性計算結果可知，危巖體總體處于不穩定狀態，需要及時進行治理。