瀘定縣烹壩中心小學后山不穩定斜坡災害調查研究

王納納，梁寧

瀘定縣烹壩中心小學后山不穩定斜坡災害調查研究

王納納，梁寧

（四川省地質礦產勘查開發局九一五水文隊，四川 眉山 620010）

烹壩中心小學后山不穩定斜坡災害區位于瀘定縣烹壩鄉烹壩村，緊鄰國道318，大渡河右岸。距瀘定縣城約15km，地理坐標：東經103°49′~103°56′，北緯31°21′~31°29′。威脅烹壩中心小學205名師生及其周邊5戶25人生命財產安全，潛在經濟損失約500萬，危險性較大。本調查研究以現場調查和室內分析計算，分析了危巖體基本特征、形成條件和成災機理，初步總結了康定地區類似崩塌地質災害隱患點的早期識別和防范，對提高不穩定斜坡災害調查認識有現實意義。

崩塌；形成條件；活動特征

1 研究區地質環境

研究區屬中亞熱帶季風氣候，垂直遞變、水平過度明顯，干濕季節分明，干燥、多風、光熱資源充足、降水不足，晝夜溫差較大。全年降雨量多集中在5～10月，占全年90%以上，多年平均降雨量653.3mm，歷年最大降雨量814mm，最大日降雨量72.3mm。

烹壩中心小學后山不穩定斜坡為位于大渡河右岸二級階地后緣的基巖斜坡，不穩定斜坡坡腳高程高出校核洪水位20m，水平距正常蓄水位150m，受庫水位影響小。

地處青藏高原向四川盆地的過渡地帶，境內山高坡陡，地勢起伏大，整體西高東低。屬川西地槽區，新構造運動強烈，形成典型高山峽谷地貌。危巖區位于大渡河右岸牦牛溝溝口堆積扇左岸山體斜坡前緣，坡向50°，高程1 350m～1 430m，坡面下陡上緩，下部坡度40°～60°，上部坡度30°～50°，臨空面發育，為危巖發育提供了有利條件。

區內出露：新生界第四系全新統崩坡積層、崩坡積層、沖洪積層，元古界康定群咱里組花崗巖。勘查區基巖斜坡分布花崗巖，灰白、青灰色，細粒結構，塊狀構造，礦物成分為石英、長石及黑云母，局部含少量角閃石、鉀長石。

瀘定斷裂是區內主要斷裂，呈南北走向沿大渡河流域延伸，長90km，斷裂帶向西傾斜，傾向在255°～320°間，傾角在50°～ 85°。受區域北東向和近南北向斷層構造邊界和巖石構造組合規律制約，危巖區發育2條分支斷裂，分別分布于研究區的NE側和NW側。

2 危巖基本特征

2.1 危巖分布及形態特征

烹壩中心小學后山危巖分布范圍為烹壩中心小學及其兩側共5戶民房后山的基巖斜坡上，該斜坡縱向坡度40～60°，局部陡立，巖性為元古界康定群咱里組花崗巖。裂隙發育，形成危巖區、危巖單體。南東側至已治理的邊坡區，北西側以耕地后部小型沖溝為界，上部至第一斜坡帶，其前緣寬度135m，高程1 355m～1 430m，高差75m，分布面積8 300m[2]（圖1）。

圖1 危巖分布范圍

將危巖分布范圍分為W1、W2、W3三個危巖區及W4～W10個零星分布的危巖單體。

W1區：位于斜坡上部，斜坡南東側，以危巖山體中部小型沖溝為界，坡面走向整體平直，坡向50°，巖體呈碎裂-塊裂狀-塊體結構，主要發劃分W1-1～W1-9共9個危巖單體。部分塊徑小、存在零星掉塊的危巖未單獨劃出。

W2區：以中部小型沖溝為界，北西側為W2區，受控于兩側小型沖溝，該區山體略呈凸出狀，坡向66°，劃分W2-1～W2-2共2個危巖單體。

表1 裂隙統計表

W3區：南東側斜坡下部，山體略呈凸出，坡向50°，劃分W3-1～W3-2共2個危巖單體，部分零星掉塊的危巖未單獨劃出。

2.2 危巖形成的影響因素及形成機制

2.2.1危巖形成的影響因素分析

烹壩中心小學后山危巖形成的因素主要為自然因素：

1）地形地貌

危巖所處斜坡坡度40°～60°，局部陡坎發育，地形高差50～80m，巖石臨空卸荷，沿卸荷裂隙促進了裂隙發育發展，高陡地形，增大了危巖崩塌產生的破壞力[2]。

2）地層巖性

元古界康定群咱里組花崗巖強風化-中風化。在構造、風化等作用下，形成碎裂-塊裂-塊體結構，易形成危巖。

3）地質構造

危巖區地處瀘定斷裂西支斷層附近，區內新構造運動強烈，河流下切發育多級階地，長期的侵蝕、剝蝕作用下，巖體中節理裂隙極為發育，為危巖形成創造條件。

根據調查，危巖斜坡主要發育5組結構面，結構面組合控制了危巖體發育，產狀統計見表1及圖2、3。

4）降雨

降雨的浸潤、水楔、沖刷及動靜水壓力促進了巖體結構面的發展，降低了巖體完整性和力學強度，較大強度的降雨尤其是暴雨促進了這一地質作用。

5）風化作用

危巖區巖體風化作用強烈，使巖腔和裂隙進一步發育，促進危巖的形成。

圖2 結構面極點密度等值線圖

圖3 結構面傾向玫瑰花圖

2.2.2危巖形成機制分析

受構造作用，危巖斜坡區主要發育2組優勢結構面：295°∠75°、205°∠65°，危巖區坡向23°～68°，坡度50°左右，根據赤平投影分析（圖4、5），2組優勢結構面組合交線傾向坡內，危巖體所處斜坡整體處于穩定，但風化、卸荷等綜合作用，風化、卸荷裂隙發育，與2組優勢結構面將斜坡巖體切割成碎裂-塊裂-塊體結構，如斜坡坡頂及邊緣地帶，在降雨、地震等因素作用下，有掉塊發生。在坡腳及中部等地帶，巖體多呈塊體結構，或凹腔發育，卸荷裂隙陡傾，局部形成危巖單體[4]。

圖4 坡向與優勢結構面分析圖1

圖5 坡向與優勢結構面分析圖2

3 危巖落石運動計算

3.1 危巖失穩運動計算

區內邊坡中上部坡角多大于45o，坡頂危巖多為位于高50～70m的坡頂，以滑移、墜落、傾倒滾動的方式運動，通過彈跳、滾動后最遠者落于坡腳，威脅坡腳小學及居民民房。

3.1.1 RockFall 軟件計算模型假設

落石運動軌跡分析，采用RockFall分析軟件對危巖落石的運動過程進行模擬，分析落石在坡面運動沖擊能量、彈跳高度及運動速度變化，可為工程防治提供依據。

圖6 落石軌跡圖

假設條件：

列車自組織D2D通信，首要問題是列車發現過程中的資源池分配問題，在基站工作正常的情況下，可以考慮基站周期性地分配資源池用于列車識別。如果基站無法正常工作，可以使用一種為區域指定資源的方式進行資源池的分配，將資源池與線路上某個區域進行一對一綁定，并將對應關系表保存在每一列列車中；當列車進入某個區域并需要自組織的列車識別與通信時候，列車依據關系表選擇對應的D2D通信的資源池。

1）邊坡坡面由若干段折線連接而成；

2）落石形狀為均勻球體；

3）落石及坡面為各向同性彈塑性體; 不考慮崩塌落石間水平相互作用力；

4）忽略空氣的作用力；

5）落石碰撞不發生碎裂，形態完整。

模擬的基本步驟如下：

2）無確定落石啟動位置及初始狀態參數；

3）選擇落石統計數量，分析落石運動軌跡和落點分布情況；

4）繪制落石運動軌跡圖，并對落石運動中的沖擊能量、彈跳高度及運動速度進行分析。

本文計算選擇2-2’剖面進行計算，

落石運動軌跡計算結果如圖6～8所示。可知大部分落石在崩落運動過程落在了EF、FG段，并見有部分落石落于建筑區域。

圖7為落石運動沖擊能量分布圖，選取塊徑1m計算，可知落石與基巖碰撞時沖擊能量較大，最大沖擊能800KJ，隨著落石運動至坡腳后沖擊能量迅速降低。

圖8為落石運動彈跳高度分布圖，落石最大彈跳高度6.1 m，其次為3.5m，均發生在落石與基巖碰撞段．

3.3 危巖發展趨勢與危害性

烹壩中心小學后山斜坡整體處于穩定狀態，3個危巖區20個危巖體天然工況下處于基本穩定狀態，暴雨及地震工況下處于基本穩定-欠穩定狀態，安全儲備不足。危巖區在“5·12”、“4·20”地震期間，有零星落石發生，對烹壩中心小學食堂臨時用房棚頂造成一定破壞。有必要對該危巖區進行工程治理，消除其對烹壩中心小學205名師生及周邊5戶25人的生命財產威脅。

圖7 落石運動沖擊能力分布圖

圖8 落石運動彈跳高度分布圖

4 防治措施

危巖體總體積3854m3，屬小型危巖。共發育3處危巖區20個危巖體，在“5·12”、“4·20”地震期間，有零星落石發生，落石塊徑30～50cm。自然因素作用形成。根據危巖體特征和施工條件綜合分析，危巖區不具備被動防護的條件，治理工程以主動防護為宜[5]，推薦“主動防護網+危巖錨桿錨固+危巖凹腔嵌補支撐+清危”方案：

1）主動防護網，布設于W1區、W2區和W3區。

2）對部分危巖單體進行錨桿錨固。

3）對部分危巖單體進行凹腔嵌補支撐。

4）對部分危巖單體及坡面上的松動塊體進行清危。

[1] 趙允輝. 危巖崩塌地質災害調查評價與防治[J]. 中國地質災害與防治學報. 2004, 15（增）(3): 33-38.

[2] 地礦眉山工程勘察院. 瀘定縣烹壩鄉烹壩村烹壩中心小學后山不穩定斜坡勘查報告[R].2015.

[3] 余會明，安海棠，張衛強. 崩塌危巖體穩定性定量評價及防治對策[J]. 地質災害與環境保護. 2016, 27(3).

[4] 吳鈺梁，鄧敏，朱思軍．匯源電站崩塌穩定性分析及防治研究[J]. 山西建筑. 2012, 38(1):63-64.

[5] 駱銀輝. 崩塌的形成機理與防治方法[J]. 西部探礦工程. 2008, 12:1-3.

Investigation and Study of Unstable Slope Disaster of Back Hill of Pengba Central Primary School of Luding County

WANG Na-na LIANG Ning

(No. 915 Hydrogeological and Engineering Geological Team, BGEEMRSP, Meishan, Sichuan 620010)

Unstable slope disaster of back hill of Pengba Central Primary School is located at the right bank of the Dadu River, Pengba Village of Luding County,about 15 km from the county seat of Luding County, coordinates: 103 ° 49'-103 ° 56'E, 31 ° 21'-31 ° 29'N. It Threatened the lives and property of 205 teachers and pupils of Pengba Central Primary School and 25 people from 5 surrounding families. This study deals with the basic characteristics, forming conditions and disaster-forming mechanism of the dangerous rock mass based on field survey and calculation, and summarizes the early identification and prevention of the hidden danger points of similar collapse geohazards in the Kangding region.

collapse; forming condition; unstable slope disaster; Pengba Central Primary School

2019-12-01

王納納（1987-），女，河南洛陽人，工程師，研究方向為泥石流災害評價與防治

P642.21

A

1006-0995（2020）04-0658-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.04.028