阿坝州小金县落石包崩塌发育特征及治理措施

陈传财

(四川省煤田测绘工程院，成都 610072)

落石包崩塌位于阿坝州小金县达维乡石鼓村落石包后山陡坡上，达维河北岸。落石包山陡坡坡面中部陡,上下缓，中部坡度55～65°，上、下部坡度30～45°，坡顶高程3120m，坡脚高程2764m，相对高差356m。由于受地层岩性、地质构造、地震作用及雨水作用，岩体裂隙较发育，岩体破碎，形成3个危岩带，多个不稳定的危岩单体。2008年5.12汶川地震发生崩塌造成2间房屋毁损、经济损失350万元。目前危岩体处于不稳定期，严重威胁危岩斜坡下部13户民居60余人、耕地20余亩以及250余米的乡村道和电力线的安全。因而，整治危岩、消除隐患，对落石包崩塌进行治理是十分必要的且时间紧迫。

1 自然地质背景

达维乡石鼓村位于阿坝小金县东部，地处于小金弧形构造带达维向斜东段北翼，区内褶皱发育，且侵蚀作用强烈，山高谷深，属构造侵蚀中高山峡谷地形地貌区。

落石包山陡坡坡面中部陡，上下缓，中部坡度55°～65°，上、下部坡度30°～45°，坡顶高程3120m，坡脚高程2764m，相对高差356m。危岩体在斜坡体中上部发育，由南西至北东总长1.1km，走向65°～127°，分布高程为3050～2750m。区内岩土组成复杂，土层厚度达1.0～5m，主要有残坡积层、崩坡积层、冰水沉积层及变质砂岩、板岩。危岩带岩性主要为三叠系(T3)变质砂岩及板岩，岩性硬脆，岩体中节理裂隙非常发育，2组陡倾的构造节理裂隙切割岩体，大部分危岩处于临崩状态。

图1 落石包崩塌全貌

2 危岩发育特征

落石包崩塌位于落石包山体中上部，“5·12”地震前危岩体就存在局部失稳，“5·12”地震加剧了危岩体的变形，形成多处危岩体 ，按照其相对位置划分为3个危岩带13个危岩体：

I号危岩带位于落石包山体西侧，高程2780～2865m区间，岩体破碎，面积约 8350m2，平面呈倒勾字形展布，I号危岩带内有危岩体2处(W1、W2)。危岩体内发育两组节理：J1：105°～120°∠70°～60°，J2：220°～240°∠55°～65°，裂隙间距0.5～1.5m，开度5～10mm，延伸长度4～10m，裂隙与岩层层面裂隙（125°∠80°）将岩体切割成直径0.5～1.5m的层状块体。危岩体南东方向临空，受J1组裂隙的控制，易发生倾倒式破坏。目前该危岩带2个危岩体处于基本稳定～欠稳定状态，此危岩带的形成已进入成熟期，趋于临崩状态。除明显突出危岩单体外，在危岩带零星分布危岩块体。

Ⅱ号危岩带位于落石包山体中部，Ⅰ、Ⅲ号危岩带之间，高程2965～2913mm，该危岩带长约184m，宽约96m，面积约11282m2，平面上呈长条形展布，有危岩体8处(W3～W10)。该危岩带8个危岩体处于基本稳定～不稳定状态，受J2组裂隙控制，危岩体易发生坠落式破坏。

表1 危岩单体规模及形态特征表

Ⅲ号危岩带位于落石包山体上部，高程2975～3063m该危岩带长约182m，宽约45～150m，面积约10786m2，呈“V”形展布，有危岩体3处(W11～W13)。该危岩带3个危岩体处于基本稳定～不稳定状态，受J2组裂隙控制，危岩体易发生坠落式破坏。各危岩特征见表1。

3 影响因素及形成机制

3.1 影响因素

危岩的形成主要受内部条件和外部条件的控制。内部条件包括地层岩性、坡体结构、高陡临空面；外部条件包括降雨、风化、地震、温度等。综合分述如下：

地层岩性：危岩带陡崖出露地层为三叠系变质砂岩与板岩互层，强度较高，但性脆，在应力作用下极易形成节理裂隙，产生碎裂破坏。砂岩与板岩互层差异风华易形成凹腔，被节理切割块体脱离母岩形成崩塌，为崩塌灾害的发生提供了物质来源

节理裂隙：裂隙对危岩块体的形成和破坏起决定性因素。据野外地面调查，区内卸荷裂隙较发育，贯通性好，多无充填或少量充填砂，结合差，与层面组合，切割岩体形成孤立块体。

高陡临空面：危岩陡崖段高100～200m，陡崖近于直立，是崩塌形成的内部条件之一。

风化作用：风化作用加速了危岩体裂隙的扩展，裂面强度降低，差异风化形成凹腔岩穴，促进了危岩体的失稳。

水的作用：降雨等水体促进了岩体与基座的风化作用，产生静水压力，同时水对裂隙内充填物质有软化作用，在流动时还能带走细粒物质，降低缝内充填物的凝聚力，恶化危岩体稳定性。

温度：温度作用的差异使危岩体呈不均匀受热状态，加快岩体的风化作用，尤其对软质岩体和裂缝的充填物尤为明显；在温度变化过程中产生的热胀冷缩作用始终保持向下位移的总趋势，为崩塌发育中的积极因素之一。

地震：危岩区地震基本烈度为Ⅶ度，在地震水平作用力的影响下，易引起危岩体稳定性降低及诱发失稳，尤其是本处危岩地层比较平缓，在多组倾角较陡裂缝切割下形成的小块体，在地震作用下更容量发生崩塌。5.12地震即诱发了大量崩塌发生。

3.2 形成机制

落石包崩塌主要的岩体破坏形式为倾倒和坠落。坚硬脆性的变质砂岩在构造应力、卸荷风化和地震等作用下，产生裂缝(隙)，与其他结构面组合，导致岩体被切割成脱离母岩的孤石，在合适的触发条件下，发生突然性的滑移、倾倒和坠落。

坠落式：受节理风化作用，地下水作用，陡崖岩体节理的风化、软化，形成凹岩腔，危岩体下部临空，同时受陡倾结构面的影响，在自重力等的影响下，易形成坠落型破坏模式，发生崩塌。经调查及计算综合确定，区内坠落式危岩体共11块（W3--W11）。

倾倒式：指处于陡岩上的岩体向外凸出，受裂隙的切割，高陡拉张裂隙倾向临空面，在重力、降雨作用下危岩体绕下部基座支点向坡外发生转动倾倒崩落，发生倾倒式型破坏。经调查及计算综合确定，区内倾倒式危岩体共2块（W1--W2）。

岩石崩塌或坠落具有突发性、运动速度快、能量大的特点。崩落前往往毫无征兆，突然发生，监测、预报的难度很大。崩塌体可能的运动方式包括坠落、跳跃和滚动或几种方式的组合 ，无论哪种运动方式，均有速度快、能量大、破坏力强的特征。崩塌体的破坏力取决于其速度、动能、落点和运移轨迹，如一块1m3的岩块自150m高空坠落，到达地面时的速度达25.33m／s、动能1023.8KJ，破坏力极大，同时跳跃、滚动造成预测崩塌体运移轨迹和落点的难度加大。

4 治理对策

该危岩为地震重灾区地灾整治项目，规模大，危害严重，危岩分布于陡崖，高差大，治理难度高，以保护当地居民为主，设计以被动防护为主，主要在坡前平缓地带分段设置拦石墙，墙后设置落石槽，局部设置被动防护网，同时辅以清危及配合长期监测进行综合治理。

5 结论及建议

1）落石包危岩带全长1.1km，分为3个危岩带，根据危岩带岩体结构面发育程度及组合特征、切割块体的变形破坏机制及所处位置等情况，划分为13个危岩单体。间断分布于陡崖上，总体积:201959m3，属特大型危岩带；危岩体相对高度100-200m，属高位危岩体；多年来危岩持续发展，多数危岩单体形成，稳定性差，危害下方居民、耕地、公路，经济损失巨大。

2）危岩带陡崖以三叠系（T3）变质砂岩为主，坡体中下部覆盖有第四纪崩积物和崩塌堆积物。岩体风化作用强，结构面发育，凹腔发育，在地表水和裂隙水作用下，岩体稳定性差，这为崩塌的发生创造了有利条件。

3）危岩区面积大，稳定性较差，相对高差大，直接治理难度大，针对其特点采取被动防护的方式，主要为拦石墙及局部被动防护网，辅以清危及配合长期监测进行综合治理。

[1] 胡厚田．崩塌与落石[M]．北京：中国铁道出版社，1989．

[2] 陈洪凯，唐红梅，等．危岩防治原理[M]．北京：地震出版社，2006．

[3] 《滑坡防治工程勘查规范》DZ/T0218-2006．

[4] 四川省煤田地质工程勘察设计研究院．阿坝州小金县达维乡石鼓村落石包崩塌勘查报告及治理工程设计报告[R]．2010．