孫元 徐慧娟
摘 要:我國(guó)地質(zhì)條件復(fù)雜,山體眾多,隨著工程建設(shè)的發(fā)展,大量工程地質(zhì)活動(dòng),使得邊坡越來(lái)越多,山體危巖崩塌問(wèn)題越來(lái)越突出,該文以正安縣老鷹關(guān)危巖為例分析山體危巖的成因、變形特征、破壞模式及穩(wěn)定性評(píng)價(jià),根據(jù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)結(jié)果、危巖體與威脅對(duì)象位置關(guān)系、危巖體基本特征、分布范圍及影響區(qū)范圍,選擇可行的治理方案,從而達(dá)到治理目的。
關(guān)鍵詞:危巖 崩塌 穩(wěn)定性
中圖分類(lèi)號(hào):TU457 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A 文章編號(hào):1674-098X(2015)11(b)-0031-03
危巖體位于正安縣近郊鳳儀鎮(zhèn)東側(cè)汪家田村,S207省道西側(cè),歷史上多次發(fā)生崩塌災(zāi)害,幸未造成人員傷亡。該地質(zhì)災(zāi)害的存在嚴(yán)重影響了當(dāng)?shù)鼐用竦纳a(chǎn)、生活及S207省道過(guò)往車(chē)輛、行人的安全。該地質(zhì)災(zāi)害在自然因素誘因作用下引起,威脅汪家田居(村)民61戶,2家企業(yè),25戶租住戶,共421人的生命財(cái)產(chǎn)及S207省道400余米公路的交通運(yùn)輸安全,潛在經(jīng)濟(jì)損失超過(guò)3 000萬(wàn)元。且崩塌具突然性和不可預(yù)測(cè)性,對(duì)其采用合理可行的治理是非常必要的和緊迫的。
1 危巖區(qū)工程地質(zhì)條件
崩塌危巖體地處中低山區(qū),海拔650~760 m,相對(duì)高差110 m,出露地層主要為第四系殘坡積層(Q4dl+el),在危巖區(qū)都有分布,組成物質(zhì)為褐色粉質(zhì)粘土和塊碎石混雜堆積,稍濕~濕,結(jié)構(gòu)松散;碎石巖性多為砂巖塊體,呈次棱角~棱角狀,含量約10%~30%,粒徑0.8~2 cm;,崩塌堆積層(Q4col),分布于危巖區(qū)陡崖腳緩斜坡地帶,以殘坡積和崩塌堆積成因?yàn)橹?;二疊系下統(tǒng)棲霞—— 茅口組(P1q-m),分布危巖去西側(cè),巖性主要為灰、淺灰色厚~中厚層狀灰?guī)r,危巖體及危巖帶主要發(fā)育于該層;志留系中上統(tǒng)韓家店組(S2-3hj),為紫紅色與灰綠色相間泥巖。
2 危巖基本特征及變形特征
2.1 范圍及規(guī)模
危巖帶發(fā)育于二疊系下統(tǒng)棲霞—— 茅口組(P1q-m)灰?guī)r中,由北向南西向展布。共發(fā)育兩處危巖破碎帶,分別為WYD1、WYD2(圖1)。
WYD1危巖帶位于場(chǎng)區(qū)南段,全長(zhǎng)210 m,高50~80 m,厚2~3 m,總體積約36 750 m3,規(guī)模等級(jí)屬中型。危巖帶上未發(fā)育危巖單體,但存在表層塊體局部脫落現(xiàn)象。
WYD2危巖帶根據(jù)各危巖體的分布位置、范圍,結(jié)合危巖體所在區(qū)域的微地貌特征、危巖體的節(jié)理裂隙發(fā)育特點(diǎn)、變形特征等最終確定危巖體的邊界條件,在現(xiàn)狀條件WYD2上發(fā)育WY01、WY01、WY03、WY04、WY05、WY06、WY07、WY08、WY09、WY10、WY11共11處危巖單體(表1)。
2.2 結(jié)構(gòu)特征
勘查區(qū)危巖帶由二疊系下統(tǒng)棲霞—— 茅口組(P1q-m)灰?guī)r組成,區(qū)內(nèi)WYD1坡體結(jié)構(gòu)為逆向坡。WYD2順向、切向斜坡,巖體中節(jié)理發(fā)育。巖體中主要發(fā)育三組節(jié)理裂隙,一組節(jié)理傾向100°~110°,傾角60°~70°,線裂隙率2~5條/m,最小間距1.2 m,貫通性好,結(jié)構(gòu)面較光滑,閉合至微張。一組節(jié)理傾向90°~100°,傾角60°~70°,線裂隙率1~2條/m,最小間距0.8m,貫通性好,結(jié)構(gòu)面較粗糙,閉合至微張。一組節(jié)理傾向140°~150°,傾角60°~70°,線裂隙率2~3條/m,最小間距1.3 m,貫通性好,結(jié)構(gòu)面較粗糙,閉合至微張。在邊坡表層節(jié)理結(jié)構(gòu)面中少數(shù)充填粘土,均為硬性結(jié)構(gòu)面。
2.3 變形特征
根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查,WYD1上未發(fā)育危巖單體,也不存在破壞性節(jié)理面,但其表層在多年風(fēng)化作用下曾多次發(fā)生小規(guī)模的表層塌落墜石。WYD2上發(fā)育各危巖體變形特征為WY1~WY4為滑移式破壞,主崩方向約98°,變形破壞特征主要表現(xiàn)為危巖上部被裂隙切割,與母巖基本脫離,底部為灰?guī)r破碎帶,主要受延伸裂隙下部未貫通段控制。以及危巖后部發(fā)育外傾結(jié)構(gòu)面,底部有破壞性裂隙兩種。WY5~ WY11為傾倒式破壞,主崩方向約124°,變形破壞特征主要危巖后部被裂隙切割,危巖底部有軟弱基座,形成凹巖腔,主要受延伸裂隙下部未貫通段控制?;蛘呶r中部被裂隙切割,與母巖基本脫離,危巖底部有軟弱基座。
3 危巖破壞模式分析
勘查區(qū)內(nèi)主要以滑移式和傾倒式兩種破壞方式為主。其中滑移式破壞方式的危巖體共4處,為WY1~WY4;傾倒式破壞的危巖體共7處,為WY5~WY11。
4 危巖成因分析
影響該危巖體形成的因素有內(nèi)在因素和外在因素兩個(gè)方面。內(nèi)在因素有組成斜坡的地形地貌、巖土體結(jié)構(gòu)、地質(zhì)構(gòu)造等,外在因素有大氣降雨、人為工程活動(dòng)等。其中降雨是主要因素,巖體中節(jié)理裂隙較為發(fā)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(jié)構(gòu)面內(nèi)形成的揚(yáng)壓力作用,使得危巖在雨季的穩(wěn)定性大幅下降。
5 危巖穩(wěn)定性分析
5.1 定性分析
根據(jù)前述危巖體分布位置、變形特征、破壞模式及成因等,采用地質(zhì)類(lèi)比法對(duì)各危巖體的穩(wěn)定性宏觀判斷,該危巖區(qū)內(nèi)的各危巖體均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
5.2 定量分析
(1)穩(wěn)定性計(jì)算:對(duì)該區(qū)危巖體,按其變形破壞類(lèi)型分為滑移式、墜落式兩類(lèi),按其受力狀態(tài)不同,分別采取如下計(jì)算公式。
①滑移式危巖體。
(2)計(jì)算結(jié)果。
根據(jù)上述穩(wěn)定性計(jì)算公式及穩(wěn)定狀態(tài)評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)對(duì)危巖體進(jìn)行了穩(wěn)定性計(jì)算,工況1時(shí),WY1、WY2、WY3、WY4、WY7處于基本穩(wěn)定狀態(tài),WY5、WY8處于欠穩(wěn)定狀態(tài),WY6、WY9、WY10、WY11處于穩(wěn)定狀態(tài)。工況2時(shí),各危巖體均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。
6 結(jié)語(yǔ)
正安縣老鷹關(guān)危巖共發(fā)育了兩條危巖帶,其中WYD1上未發(fā)育危巖單體,也不存在破壞性節(jié)理面,但其表層存在掉塊現(xiàn)象。危巖帶WYD2上發(fā)育了11處危巖單體,根據(jù)災(zāi)害體的特點(diǎn),可采用的治理方案為:(1)對(duì)11處危巖體進(jìn)行削方;(2)對(duì)WYD2危巖體間的危巖破碎帶按安全放坡角削方;(3)對(duì)WYD1采用被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)支護(hù)。
參考文獻(xiàn)
[1] 常士驃.工程地質(zhì)手冊(cè)[M].3版.北京:中國(guó)建筑工業(yè)出版社,2013.
[2] 張倬元,王士天,王生蘭.工程地質(zhì)分析原理[M].北京:地質(zhì)出版社,2009.
[3] 范余敏,付永光,宋睿智.淺談山體崩塌特征危害及治理的必要性—以西場(chǎng)村崩塌為例[J].中國(guó)科技信息,2012(16):33.
[4] 陳家興,周倍銳,黃開(kāi)勇.山體危巖崩塌成災(zāi)機(jī)制及穩(wěn)定性分析[J].施工技術(shù),2015(S1):175.
[5] 錢(qián)龍,王蕾,樊玉敬.一碗水崩塌穩(wěn)定性分析及防治措施建議[J].河北企業(yè),2014(3):91-92.