基于某崩塌地質(zhì)災(zāi)害的防治工程方案研究

田云波，楊興鎮(zhèn)，陸本學(xué)

（1.貴州省有色金屬和核工業(yè)地質(zhì)勘查局物化探總隊，貴州 都勻 558000；2.平塘縣自然資源局，貴州 平塘 558300）

研究區(qū)位于我國西南地區(qū)的貴州省境內(nèi)，屬于青藏高原東部過渡地帶的重要組成部分，區(qū)內(nèi)地形起伏大，地勢以高山峽谷為主，巖層風(fēng)化層厚度大，巖土體工程地質(zhì)質(zhì)量差，節(jié)理裂隙及卸荷裂隙發(fā)育，極易引起崩塌災(zāi)害的發(fā)生[1，2]。為消除該崩塌體對省道公路以及下方居民的影響，本文對該崩塌體的地質(zhì)特征進行了研究，進而提出了相應(yīng)的防治措施。

1 崩塌體地質(zhì)特征

1.1 危巖體基本形態(tài)

根據(jù)崩塌體的相對位置、主崩方向和坡腳威脅對象分布，將崩坍災(zāi)害區(qū)分為Ⅲ個危巖帶。

（1）Ⅰ號危巖帶。I號危巖帶位于公路后緣，公路坡腳處，主崩方向358°，高程為2360m～2421m，危巖帶長約65m，寬約15m，面積約975m2。該危巖帶巖石風(fēng)化強烈，巖體中發(fā)育兩組裂隙，即①260°∠78°和②120°∠75°，兩組裂隙相互切割，使巖體破碎。同時，兩組節(jié)理及巖層層面切割組合控制向北西傾向邊坡形成臨空變形，順著坡面向西北方向墜落墜入坡腳公路邊緣及果園內(nèi)，據(jù)調(diào)查訪問I號危巖帶巖體墜落次數(shù)少，坡腳僅有一戶威脅對象離危帶距離較遠，沒造成經(jīng)濟損失，且以后造成直接損失的可能性較小。

（2）Ⅱ號危巖帶。Ⅱ號危巖帶位于Ⅰ、Ⅲ號危巖帶之間，危巖體主崩方向310°，高程為2471m～2497m，該危巖帶長約30m，寬約8m，面積約208m2。危巖體立面呈棱狀體、楔狀體等，近直立。該危巖帶巖石風(fēng)化強烈，巖體中發(fā)育兩組裂隙，即①270°∠83°和②210°∠80°。兩組裂隙相互切割，使巖體破碎，且兩組節(jié)理與巖層層面產(chǎn)狀切割組合控制西北面邊坡傾向方向變形。

（3）Ⅲ號危巖帶。Ⅲ號危巖帶位于Ⅱ危巖帶西側(cè)，危巖體主崩方向295°，分布高程為2475m～2520m，該危巖帶長約45m，寬約15m，面積約675m2。危巖體立面呈棱狀體、楔狀體等，近直立。測得兩組裂隙產(chǎn)狀分別為：①300°∠80°②55°∠75°，兩組節(jié)理與巖層層面產(chǎn)狀切割組合控制向南東面邊坡傾向方向變形。

（4）坡面零星危巖體。除上述三處危巖帶外，研究區(qū)坡面零星存在幾處面積較小的危巖體（圖1），體積一般1.5m3～2.0m3，最大約8m3，大部分集中在三處危巖帶后緣，根據(jù)現(xiàn)場踏勘預(yù)估零星危巖體總量約280m3。由于其規(guī)模小、所處位置較為平緩、且離威脅對象較遠，夠成威脅的可能性很小。

圖1 坡面零星危巖體

1.2 崩塌堆積體特征

崩塌堆積物主要分布在研究區(qū)后緣山坡坡面和坡腳處，長約120m，寬約150m，主要為Ⅱ、Ⅲ號危巖帶內(nèi)危巖體崩塌堆積區(qū)，堆積體主要物質(zhì)組成為變質(zhì)砂巖巖塊，少量為砂質(zhì)板巖巖塊。其中，粒徑5cm～20cm，約占55%；粒徑20cm～50cm，約占25%；粒徑50m～1m的約占10%；最大塊1.2m×0.8m×0.3m，墜落平距離達60m，高差達110m。已墜落至坡腳平地處，現(xiàn)處于穩(wěn)定狀態(tài)。坡面其余堆積物在持續(xù)暴雨作用下，易沿坡面下滑，巖體所處位置坡度較平緩，對坡腳住戶影響不大。

1.3 危巖的危險區(qū)及危害程度

根據(jù)外業(yè)調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)危巖體主要發(fā)育在果園及公路后緣的斜坡上，危巖體穩(wěn)定性現(xiàn)狀處于基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨和地震條件下處于欠穩(wěn)定至不穩(wěn)定狀態(tài)。據(jù)現(xiàn)場調(diào)查訪問該崩塌對坡腳住戶未造成直接經(jīng)濟損失，主要威脅對象為房屋后緣階梯平臺處的果林及公路旁的電線桿。據(jù)訪問調(diào)查該危巖崩塌現(xiàn)威脅8戶約50人；其中重點威脅對象2戶9人，主要受Ⅰ、Ⅱ危巖帶影響。同時，據(jù)訪問調(diào)查5.12大地震對對危巖帶影響較小，只有局部巖帶掉塊最大1.5m×1.1m×0.5m，體積約1m3，其物質(zhì)組成主要為變質(zhì)砂巖巖塊，崩塌的巖塊大多停積在坡面較緩處，少數(shù)體積較大滾石的滾落至坡腳處的居民房后緣的果園內(nèi)。根據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》（DZ/T0218-2006）表6，該崩塌地質(zhì)災(zāi)害的危害對象的重要性和災(zāi)害損失程度為三級。

2 危巖體形成機制

危巖體的形成包括內(nèi)在因素和外在因素，是在雙重的作用下使得巖體由穩(wěn)定狀態(tài)逐漸變?yōu)椴环€(wěn)定狀態(tài)，在暴雨、地震等影響下進而演化為崩塌災(zāi)害[3]。根據(jù)對研究區(qū)崩塌災(zāi)害調(diào)查研究，認為該崩塌體的形成機制主要受以下幾個方面的因素控制：①地層巖性，形成危巖體的陡崖均為薄—厚層狀變質(zhì)砂巖，板巖，致密堅硬，抗風(fēng)化能力強，常裸露凸出坡面，而其中的夾層含炭絹云母板巖巖層與之相比力學(xué)性質(zhì)較差，且易風(fēng)化剝蝕形成崖腔；②地質(zhì)構(gòu)造，任何崩塌都必須有結(jié)構(gòu)面參與，該坡體巖層產(chǎn)狀較陡，變質(zhì)砂巖兩組裂隙廣泛發(fā)育，且切割較深，加上巖體的層面裂隙、卸荷裂隙以及風(fēng)化裂隙的共同作用，巖體被分割成不同規(guī)模的塊體，最大塊體2.8m×2.5m×1.0m，其完整性降低，為危巖產(chǎn)生崩塌奠定了基礎(chǔ)；③地形地貌，危巖發(fā)育于在高程2360m～2530m高的陡崖上，與坡腳高差達170m，陡崖作為危巖體形成的基本條件之一，一方面促進了裂隙發(fā)育；另一方面高陡的陡崖加大了危巖崩塌產(chǎn)生的破壞力；④風(fēng)化作用，變質(zhì)砂巖、板巖顯著的差異風(fēng)化，形成0.5m～2.5m的巖腔，促進了上覆砂巖危巖體的形成；風(fēng)化作用使砂巖體中原有裂隙擴展，加速了危巖體的形成和局部崩塌的產(chǎn)生；⑤降雨作用，山體變質(zhì)砂巖體內(nèi)裂隙發(fā)育，貫通性好，受地形切割影響，富水性差，但大氣降水滲入砂巖裂隙，溶解可溶物質(zhì)，加速了裂隙的擴展與貫通，長期的地表水徑流和裂隙水溶蝕，使巖體裂隙間膠結(jié)物流失或膠結(jié)力喪失。在暴雨季節(jié)還可產(chǎn)生暫時性水壓效應(yīng)，促進危巖體向崩塌破壞發(fā)展；⑥人類工程活動，調(diào)查區(qū)內(nèi)總體上地廣人稀，人類工程活動強度較低，調(diào)查區(qū)山坡未見建筑物，僅危巖帶后緣見高壓電塔及坡腳處的電線桿，村民活動以農(nóng)耕和放牧為主，主要在坡腳較平緩處種植蔬菜和果樹等作物，坡面上則以放牧為主，對區(qū)內(nèi)植被造成較嚴重破壞。

3 治理方案設(shè)計

根據(jù)研究區(qū)危巖體形態(tài)特征，危巖體破壞方式及影響因素等，對危巖體采取主動防治及被動措施，擬采取以下兩種防治方案。

方案1：Ⅰ號危巖帶采取坡面修整＋主動防護網(wǎng)支擋；Ⅱ、Ⅲ號危巖帶在坡腳堆積區(qū)豎立被動防護網(wǎng)。

方案2：Ⅰ號危巖帶采取坡面修整＋主動防護網(wǎng)支擋；Ⅱ、Ⅲ號在果園位置設(shè)立一道擋石墻，擋石墻內(nèi)填筑粘土以筑起一段落石槽，起到消能與擋石作用。

由上述兩種治理方案可知：對于Ⅰ號危巖帶的治理方案是相同的，均采用“坡面修整＋主動防護網(wǎng)支擋”的治理方法；而對于Ⅱ號危巖帶和Ⅲ號圍巖帶的治理方案存在差異，前者主要在坡角堆積區(qū)采用“豎立被動防護網(wǎng)”的治理措施，而后者則在“果園位置設(shè)立一道擋石墻，擋石墻內(nèi)填筑粘土以筑起一段落石槽”的方法治理，雖然前者的治理費用較低，治理效果也較好，有效地消除了危巖體對下方居民的影響，但是對于果園處的治理效果不佳，可能造成居民果園勞作時出現(xiàn)崩塌意外的可能性。綜合研究，方案2雖然治理經(jīng)費相對較高，但治理效果更好，故本文選擇方案2的治理設(shè)計。

4 結(jié)語

綜上所述，研究區(qū)危巖體的防治工程的實施，將能促進少數(shù)民族地區(qū)的社會穩(wěn)定，確保坡腳下村民和省道上過往行人車輛的生命財產(chǎn)安全，從根本上消除該區(qū)內(nèi)的安全隱患。通過治理，解除隱患后，該村還可作為城市規(guī)劃區(qū)，對縣城的發(fā)展有重要意義。從環(huán)境效益來看，可以改善水土流失，美化環(huán)境。從直接經(jīng)濟效益來看，可以保護危巖體下部村民的生命及財產(chǎn)安全。