李金波 曹小紅 尚彥軍

摘? ?要：米東區(qū)柏楊河鄉(xiāng)玉希早布村崩塌地質(zhì)災(zāi)害較發(fā)育，本文在前人研究基礎(chǔ)上，選取G1-G10共10個崩塌點（潛在崩塌點）開展工程地質(zhì)勘察與測量工作。初步確定了研究區(qū)崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征，并對潛在崩塌點的穩(wěn)定性進(jìn)行了評價。研究表明該區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害類型主要為巖質(zhì)崩塌，成因類型多為滑移式。其中G1-G6為較穩(wěn)定-穩(wěn)定型，G7-G10為不穩(wěn)定型。對不穩(wěn)定的潛在崩塌點，提出了“支撐桿固定防護(hù)網(wǎng)”的防護(hù)結(jié)構(gòu)方案，以期為今后的治理提供借鑒。

關(guān)鍵詞：崩塌災(zāi)害;穩(wěn)定性評價;工程防治;拉裂式;滑移式

烏魯木齊位于天山北麓，地貌單元由南向北依次為南部中高山帶、達(dá)坂城山間谷底、市區(qū)河谷平原，地勢南高北低，海拔為540～4 484 m[1]，地質(zhì)條件十分復(fù)雜，具有地質(zhì)災(zāi)害種類多、發(fā)生頻繁、危害性大等特點，主要地質(zhì)災(zāi)害種類有崩塌、滑坡、泥石流、地面塌陷、地震等[2]。崩塌、滑坡、泥石流災(zāi)害均發(fā)生在地形較陡峻、地質(zhì)構(gòu)造發(fā)育、新構(gòu)造運動強烈、巖層破碎或松散物質(zhì)較多、暴雨集中、洪水頻發(fā)、植被稀少的地區(qū)。其中滑坡、崩塌主要分布在東山區(qū)、阿拉溝地區(qū)，一般規(guī)模不大。以往的地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查顯示：烏魯木齊崩塌地質(zhì)災(zāi)害92處，其中巖質(zhì)崩塌86處，堆積崩塌6處?。按照規(guī)模劃分標(biāo)準(zhǔn)，小型崩塌72處，中型崩塌17處，大型崩塌2處，特大型崩塌1處。依據(jù)崩塌形成機理劃分標(biāo)準(zhǔn)，傾斜式崩塌55處，滑移式崩塌32處，拉裂式崩塌3處，錯斷式崩塌1處，鼓脹式崩塌1處[3-4]。如今，斜坡上破碎巖土體滾落導(dǎo)致的災(zāi)害事件逐年增多，時刻威脅人們的生命安全[5-6]，尤其在山區(qū)，坡上突然掉落的巖土碎塊，使人們無處躲藏，關(guān)鍵的是巖石崩塌、滾落難以準(zhǔn)確預(yù)測。本次研究在野外勘察的基礎(chǔ)上，在綜合研究烏魯木齊市地質(zhì)環(huán)境，對其穩(wěn)定性進(jìn)行評價，并提出相應(yīng)的工程防治方案。

1? 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1? 地形地貌

研究區(qū)位于準(zhǔn)噶爾盆地南緣，博格達(dá)峰北麓，所處地貌單元為中低山地貌，進(jìn)一步劃分為中低山地貌、河谷地貌（圖1-b）[7]。屬于中低山地貌單元，地形起伏較大，總體地勢南高北低、東高西低，海拔高度1 250～1 450 m，相對高差200 m，地表植被較發(fā)育。河谷地貌主要沿柏楊河沿線分布，受強烈構(gòu)造運動及河流、洪水的沖刷作用形成，河谷總體上呈NS向帶狀展布。河谷上游狹窄呈“U”字形，切割深度達(dá)50～100 m，寬50～100 m，總體趨勢由上游向下游寬度逐漸加寬，切割深度逐漸變淺。河谷兩側(cè)山坡坡度28°～45°，坡度較大，部分地段陡立，縣道X139從陡崖下穿過（圖1-a）。河谷開闊地段多為河漫灘，山坡較緩，多為村民居住地。

1.2? 地層巖性

區(qū)域上出露地層由老到新有奇爾古斯套組、柳樹溝組、石人子溝組、塔什庫拉組、井井子溝組、蘆草溝組、紅雁池組、倉房溝群、小泉溝群、三工河組、八道灣組、西山窯組、頭屯河組、齊古組（圖1-a）。與本次研究有關(guān)的地層為三工河組、西山窯組、頭屯河組和第四系（圖1-a）。頭屯河組構(gòu)成了八道灣向斜的核部地層，兩翼為西山窯組和三工河組。主要巖性特征如下：

三工河組呈NE向帶狀分布，在縣道X139線K4+000西側(cè)陡崖崩塌災(zāi)害區(qū)可見。巖性以棕紅色砂巖、粉砂巖為主，部分地段含灰色及灰綠色泥巖夾層。西山窯組呈NE向帶狀分布，巖性多由灰色、深灰色粉砂巖、細(xì)砂巖、泥巖、碳質(zhì)泥巖組成，夾不穩(wěn)定的灰、灰白色砂巖。頭屯河組由灰色、灰綠色-粉砂巖為主，夾泥巖和灰白色細(xì)砂巖，具斜層理、水平層理，底部為一薄層灰色中砂巖，西部為含礫細(xì)砂巖，東部相變?yōu)榉凵皫r。第四系分布較廣泛，第四系上更新沖洪積層分布于柏楊河河谷兩側(cè)，是構(gòu)成河漫灘的主要物質(zhì)。上部為淺黃色黃土狀亞砂土層，厚約1～3 m，具水平層理，夾小礫石層和砂層，下部為青灰色砂礫石，磨圓度較好，分選性一般，粒徑為5～10 cm，最大粒徑約30 cm，成分復(fù)雜，以砂巖、粉砂巖、泥巖為主，厚10～30 m。第四系全新統(tǒng)沖積層分布于柏楊河河床，以沖積、沖洪積砂、礫石為主，最大厚度1.5～5 m。第四系全新統(tǒng)殘坡積層分布于柏楊河兩岸坡體及坡腳處，主要為山體岸坡殘積坡積形成，主要以灰、青灰色碎塊石為主。

1.3? 工程地質(zhì)條件

按照巖石強度、結(jié)構(gòu)以及土體的粒度成分及結(jié)構(gòu)，將研究區(qū)巖土體劃分為堅硬-較堅硬砂巖、粉砂巖巖組，土體劃分為碎石土單層土體。巖組分布于柏楊河兩岸坡體及陡崖處，出露面積較大。地層巖性主要為砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖。巖體力學(xué)實驗測得單軸飽和抗壓強度為119.2～144.3 MPa，屬堅硬-較堅硬巖類。部分地區(qū)表層覆蓋薄層全-強風(fēng)化層，巖石呈碎塊狀，厚度小于0.3 m。碎石土單層土體主要分布于柏楊河兩岸坡面溝谷，坡腳土體以殘坡積碎塊石為主。巖性為塊石、角礫，磨圓度差，結(jié)構(gòu)松散-稍密，厚度不均勻，坡面厚度小，坡腳厚度較大可達(dá)5 m，工程地質(zhì)條件較好。

1.4? 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)處于中低山區(qū)，地下水類型為單一結(jié)構(gòu)碎屑巖類孔隙裂隙水和第四系松散巖類孔隙水，冰雪融水和大氣降水入滲是地下水的主要補給來源。碎屑巖類孔隙裂隙水在研究區(qū)廣泛分布，含水層巖性以砂巖、粉砂巖為主，為弱含水層。地形較陡，在縣道139線K4+000西側(cè)陡崖中段可見地下水順著基巖裂隙滲出。地下水主要補給來源為上游側(cè)向徑流補給及降雨、融雪水沿裂隙垂直入滲補給，主要排泄方式為向下游及玉希布早河側(cè)向徑流。第四系松散巖類孔隙水分布在玉希布早河河谷中，含水層巖性為砂礫石。地下水主要接受河水入滲補給，主要排泄方式為向下游側(cè)向徑流。含水層厚度小于10 m，水位埋深約1.0 m。第四系松散層主要由沖洪積、殘坡積角礫組成，厚約5 m，且主要分布于山坡、坡面溝谷中，透水性好，易接收大氣降水入滲，但不具儲水條件，為透水不含水層。

2? 崩塌災(zāi)害發(fā)育特征

本次研究在柏楊河鄉(xiāng)玉希布早村選擇10個點進(jìn)行勘察，編號為G1-G10，G1-G7位置見圖（1-c）。主要崩塌特征如下：

G1巖質(zhì)崩塌? 出露侏羅系砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖，呈厚層狀，地層產(chǎn)狀145°∠45°。為自然巖質(zhì)斜坡，整體呈近NS向分布，坡度43°，坡向85°，邊坡長約60 m，寬約5～15 m，平均寬度約8 m，危巖體平均厚度1.2 m，體積約576 m3（圖2-a），2010年該點崩塌發(fā)生的體積為30 m3，為小型規(guī)模。該點主要發(fā)育3組裂隙結(jié)構(gòu)面（圖2-b）：第一組裂隙產(chǎn)狀224°∠72°，為與邊坡坡向近垂直的陡傾裂隙，間距0.3～1.2 m，裂縫寬1～5 cm;第二組裂隙產(chǎn)狀45°∠77°，為一組與邊坡坡向近似平行的陡傾裂隙，間距0.3～0.6 m，裂縫寬1～8 cm;第三組裂隙產(chǎn)狀265°∠56°，是一組與邊坡坡向斜交的緩傾角裂隙，間距0.3～0.5 m，裂縫寬為0.5～1 cm。裂隙面均較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，以巖石碎屑物填充。據(jù)崩塌分類劃分依據(jù)，判定G1巖質(zhì)崩塌屬滑移式崩塌。

G2巖質(zhì)崩塌? 位于G1點南東斜坡面（圖1-c），出露侏羅系砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖，地層產(chǎn)狀145°∠45°，呈層狀。為自然巖質(zhì)斜坡，整體呈EW向分布，坡度52°，坡向88°，邊坡長約30 m，寬5～12 m，平均寬度8 m，危巖平均厚度為1.5 m，體積約360 m3? ? ? ?（圖2-d）。該點在2010年發(fā)生崩塌，體積約200 m3，屬于小型規(guī)模。G2巖質(zhì)崩塌明顯發(fā)育3組優(yōu)勢裂隙結(jié)構(gòu)面（圖2-c）：第一組裂隙產(chǎn)狀292°∠66°，是與邊坡坡向近似垂直的陡傾裂隙，間距0.1～0.3 m，裂縫寬0.5～2 cm;第二組裂隙產(chǎn)狀55°∠61°，為一組與邊坡坡向近似平行的陡傾裂隙，間距0.5～0.8 m，裂縫寬3～5 cm;第三組裂隙產(chǎn)狀162°∠52°，為一組與邊坡坡向相交的緩傾角裂隙，間距0.2～0.4 m，裂縫寬1～3 cm。裂隙面較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，以巖石碎屑物填充。該崩塌屬于拉裂式崩塌。

G3巖質(zhì)崩塌? ?位于G2東北約100 m（圖1-c），出露侏羅系砂巖、粉砂巖夾薄層泥巖，地層產(chǎn)狀145°∠45°，垂直構(gòu)造節(jié)理與風(fēng)化裂隙發(fā)育，巖體破碎。為自然巖質(zhì)斜坡，整體呈近EW向分布于斜坡面，坡度54°，坡向95°，邊坡長約50 m，寬約15 m，危巖平均厚度約0.6 m，體積約450 m3（圖2-e）。發(fā)育3組優(yōu)勢裂隙結(jié)構(gòu)面（圖2-f）：第一組裂隙產(chǎn)狀30°∠55°，是與邊坡坡向近似平行的陡傾裂隙，間距0.3～0.6 m，裂縫寬1～3 cm;第二組裂隙產(chǎn)狀163°∠61°，是一組與邊坡坡向近似垂直的陡傾裂隙，間距0.2～0.5 m，裂縫寬0.5～5 cm;第三組裂隙產(chǎn)狀290°∠55°，是一組與邊坡坡向相交的緩傾角裂隙，間距0.2～0.4 m，裂縫寬為0.5～2 cm。裂隙面較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，以粉土填充。規(guī)模等級屬小型，成因為拉裂式崩塌。

G4巖質(zhì)崩塌? ?位于村莊南東斜坡面上部，距G3約120 m（圖1-c）。出露侏羅系砂巖，粉砂巖夾薄層泥巖，地層產(chǎn)狀145°∠45°，呈層狀。自然巖質(zhì)斜坡，整體呈EW向分布，坡度71°，坡向120°，邊坡長約110 m，平均寬度31 m，危巖平均厚度約0.5 m，體積約1 705 m3（圖2-g）。明顯發(fā)育3組優(yōu)勢裂隙結(jié)構(gòu)面 （圖2-h）：第一組裂隙產(chǎn)狀285°∠68°，是一組與邊坡坡向近似平行的陡傾裂隙，間距0.5～1.6 m，裂縫寬5～20 cm;第二組裂隙產(chǎn)狀252°∠80°，是一組與邊坡坡向近似垂直的陡傾裂隙，間距0.3～0.5 m，裂縫寬1～3 cm;第三組裂隙產(chǎn)狀66°∠37°，是一組與陡崖坡向相交的緩傾裂隙，間距0.2～0.5 m，裂縫寬為1～? 5 cm。裂隙面較粗糙，局部貫通，結(jié)合性差，以粉細(xì)砂、巖石碎屑物填充。規(guī)模等級屬小型，成因為滑移式崩塌。G5-G10崩塌點詳細(xì)特征見表1。通過10個點的勘查測量，研究區(qū)崩塌主要類型有兩種，分別為滑移式崩塌和拉裂式崩塌，結(jié)合野外特征，建立兩類崩塌模型（圖3）。

3? 崩塌災(zāi)害穩(wěn)定性評價

地層巖性是崩塌地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生的必要物質(zhì)條件，地層巖性的不同決定了崩塌災(zāi)害的種類及規(guī)模，地層的物質(zhì)組成不同，崩塌災(zāi)害的規(guī)模也有差異[8]。巖土體工程地質(zhì)條件與地層巖性分布密切相關(guān)，地層巖性表征著構(gòu)成地層物質(zhì)的物理力學(xué)性能，其性質(zhì)和結(jié)構(gòu)對崩塌具決定性作用。巖土體對不穩(wěn)定邊坡具明顯的控制作用，巖體結(jié)構(gòu)面的性質(zhì)、密度、延伸長度及抗拉強度等是控制不穩(wěn)定邊坡產(chǎn)生崩塌的重要因素[9]。研究區(qū)工程地質(zhì)巖組為堅硬-較堅硬砂巖、粉砂巖巖組和碎石土單層土體兩類。前者經(jīng)樣品測試分析顯示：該組砂巖抗壓強度93.7～186.4 MPa，軟化系數(shù)0.35～0.64，泥巖抗壓強度11.7～87.7 MPa，軟化系數(shù)0.66，不同巖性力學(xué)性質(zhì)差異懸殊，在地形等其它條件適宜時易形成順層滑坡。碎石土單層土體為松散的碎屑土石堆積層，上覆于侏羅系形成的陡崖上，二者形成滑動面，在雨水、地震或大規(guī)模人類活動下，容易形成崩塌。結(jié)合崩塌（危巖體）穩(wěn)定性判別出參數(shù)，初步認(rèn)為10個觀測點巖土體不穩(wěn)定（表2）。

野外勘察表明主導(dǎo)裂隙平行于巖層產(chǎn)狀，與玉希布早河近于垂直，走向近EW，傾角為50°～90°，次級裂隙主要表現(xiàn)為與巖層斜交，傾角30°～60°，卸荷裂隙多為與巖層垂直和玉希布早河走向平行，傾向坡外，傾角為70°～90°。縣道139線K4+000西側(cè)主導(dǎo)裂隙主要垂直于陡崖面，與玉希布早河斜交，走向NW，傾角為70°～90°，次級裂隙主要表現(xiàn)與巖層斜交，傾角30°～60°，卸荷裂隙多為與陡崖面和玉希布早河走向平行，傾向陡崖外側(cè)，傾角為65°～90°。

根據(jù)赤平極射投影（圖4），研究區(qū)巖質(zhì)崩塌中，G1-G6出現(xiàn)兩組結(jié)構(gòu)面交線傾向方向與坡面成一定角度，主要受地層產(chǎn)狀影響，不同結(jié)構(gòu)面組合巖體穩(wěn)定類型為較穩(wěn)定-穩(wěn)定;G7-10出現(xiàn)兩組結(jié)構(gòu)面交線傾向方向與坡面相同，其原因主要受發(fā)育的兩組裂隙影響，結(jié)構(gòu)面傾角小于坡面傾角，易形成切割面，且兩組結(jié)構(gòu)面交點在坡面出露，形成不穩(wěn)定的楔形體，穩(wěn)定類型為不穩(wěn)定。

4? 工程防治

崩塌體以鋼絲繩網(wǎng)為主的各類柔性網(wǎng)覆蓋包裹在所需防護(hù)斜坡或巖石上，以限制坡面巖石風(fēng)化剝落或破壞以及危巖崩塌，起到加固作用;也可將落石控制于一定范圍內(nèi)運動，起到圍護(hù)作用[10]。

本次研究的崩塌可采用在斜坡上安裝內(nèi)側(cè)壁面開有一對凹槽的一對固定支撐架，凹槽內(nèi)安裝轉(zhuǎn)動軸，轉(zhuǎn)動軸側(cè)壁面安裝一對圓環(huán)，圓環(huán)側(cè)壁面安裝圓筒，圓筒上套裝防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)上安裝多個等距離的固定架，坡體與固定架相連接，固定架上端面安裝十字形支架，固定支撐架側(cè)壁面安裝多個條形支撐桿，條形支撐桿前壁面開有螺紋口，螺紋口內(nèi)安裝與坡體相連接的螺釘。防護(hù)網(wǎng)下壁面與上壁面安裝多個一號圓形掛鉤，一號圓形掛鉤上安裝二號固定架，二號固定架與巖體相連接（圖5，6）。施工時注意：坡體側(cè)壁面下方開有流水槽，防護(hù)網(wǎng)下壁面安裝多個二號圓形掛鉤，二號圓形掛鉤上安裝填充袋。其中一號固定架、十字形支架、二號固定架、一號圓形掛鉤、二號圓形掛鉤、固定支撐架均采用鋼筋結(jié)構(gòu)。

使用時應(yīng)注意：固定支撐架的安裝便于鋪設(shè)防護(hù)網(wǎng)，防護(hù)網(wǎng)的使用需通過固定支撐架內(nèi)的一號轉(zhuǎn)動軸及圓筒轉(zhuǎn)動，才能使防護(hù)網(wǎng)自由伸展，這樣便于對不同距離的崩塌進(jìn)行防護(hù)，同時多個等距離的一號固定架便于對防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行加固，十字形支架便于大面積的固定防護(hù)網(wǎng)，條形支撐桿上安裝的螺紋口內(nèi)安裝螺釘，便于固定支撐架，防止固定支撐架在使用的過程中出現(xiàn)事故，同時防護(hù)網(wǎng)上安裝的多個一號圓形掛鉤，一號圓形掛鉤內(nèi)安裝的二號固定架便于將防護(hù)網(wǎng)上端進(jìn)行固定，多個二號圓形掛鉤上安裝的填充袋便于將防護(hù)網(wǎng)下端進(jìn)行固定，設(shè)置流水槽排出雨水。

5? 結(jié)論

（1） 米東區(qū)柏楊河鄉(xiāng)玉希布早村崩塌地質(zhì)災(zāi)害類型主要為巖質(zhì)崩塌，成因類型多為滑移式。

（2） 在10個崩塌點（潛在崩塌點）中G1-G6為較穩(wěn)定-穩(wěn)定型，G7-G10為不穩(wěn)定型。

（3） 針對不穩(wěn)定的潛在崩塌點，提出了“支撐桿固定防護(hù)網(wǎng)”的防護(hù)結(jié)構(gòu)方案。

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