六盘水市第五中学—第十四中学危岩带特征及防治对策

尹先娥

（贵州省地质环境监测院六盘水分院，贵州六盘水 553001）

六盘水市第五中学
—第十四中学危岩带特征及防治对策

尹先娥

（贵州省地质环境监测院六盘水分院，贵州六盘水 553001）

摘 要：六盘水市第五中学—第十四中学危岩带自2002年以来共发生10余次规模大小不等的崩塌，建筑物受到破坏，灾害发生频率呈逐年上升趋势，给学校的正常教学秩序造成严重影响，对其进行工程防治的紧迫性日渐突出。本文对危岩带的基本特征、变形特征及稳定性进行了详细的分析，提出了相应的防治建议。

关键词：危岩带；崩塌；工程防治

0　前言

自2007年1月以来，六盘水市第五中学、第十四中学（水城钢铁集团公司内，原属水钢一中）后山陆续发生崩塌事故，危岩体不断产生崩塌滚落在学校后通道上，2011 年2月15日寒假期间危岩体产生崩塌，碎石破窗而入砸进第十四中教室，砸坏学生桌椅两套，所幸当时处于寒假期间，未造成人员伤亡；同年3月14日，仅一墙之隔的六盘水市钟山区第五中学也遭受崩塌地质灾害的威胁，损毁学校后侧通道护栏15.3m，且砸坏学校后缘的护坡挡墙，给学校的正常教学秩序造成严重影响。

危岩带共分布10处危岩单体及陡崖破碎带，且位于城区学校位置，人口较为集中，威胁师生3852人，危及教学楼及附属设施6栋，受威胁的人数众多、对象突出，经济损失巨大。研究该危岩体变形破坏特征及发展趋势，对其稳定性进行评价，并提出相应防治对策，对该区灾害防治具有重要意义。

1　 危岩带地质环境背景

1.1 地形地貌

勘查区位于六盘水市西南部，属构造剥蚀-侵蚀中低山斜坡地貌，地形起伏较大，在六盘水市第五中学—第十四中学山顶最高高程为1975m，前缘第五中学高程为1845m，地形的相对高差约130m。六盘水市第五中学—第十四中学陡斜坡共分为两段：斜坡下段为陡崖及高陡边坡，上段为陡坡，坡度一般在30°～45°，危岩带顶部至水城钢铁集团公司一带坡度稍缓。

1.2 地层岩性

根据现场调查，勘查区覆盖层为残坡积层，下覆为石炭系摆佐组（C1b）灰色薄-厚层灰岩、白云质灰岩。分述如下。

（1）第四系松散堆积层

第四系残坡积层（Qdl+el）：该层在本次勘查区内都有分布。组成物质为褐色粉质粘土和块碎石混杂堆积，稍湿-湿，结构松散；碎石岩性多为砂岩块体，呈次棱角-棱角状，含量约25%～70%，粒径0.8～5cm。

（2）石炭系摆佐组（C1b）：

岩性为石炭系下统摆佐组（C1b）中-厚层状白云岩、白云质灰岩，构造不发育，但岩溶裂隙及节理较为发育。

1.3 地质构造与地震

调查区在区域上处于黔北台隆六盘水断陷威宁北西向构造变形区，地质构造复杂，以北西向褶皱、断裂构造占主导地位，根据调查，滑坡为近顺向陡倾斜坡区，受区内压应力的影响，岩体节理发育，受地形的控制，在滑坡区陡崖带现状沿岩体的节理面形成危岩小块体。

根据，《中国地震动参数区划图》（GB18306-2001）的资料显示，勘察区在区域上地震基本烈度值为Ⅵ度，地震动峰加速度为0.05g。

1.4 水文地质条件

根据地下水的赋存条件、水理性质和水力特征，勘查区地下水可分为松散岩类孔隙水、碎屑岩类基岩裂隙水两大类。

（1）松散岩类孔隙水

含水层为第四系残坡积层（Qel+dl）红粘土层夹碎石颗粒，水体在土颗粒中滞留时间短，易于疏干。滑坡区冲沟发育，形成条件总体有利于排水，富水性弱。孔隙含水层主要受大气降水及地下水沿相对隔水层的侧向补给。现状发育的滑坡体位于中部呈带状的第四系覆盖区，地形坡度大，大气降水大部分以坡面流的形式很快排放，少部浸渗入滑坡体，增加了滑体的重度。

（2）碳酸盐岩溶裂隙溶洞水［1］

主要赋存于摆佐组（C1b）薄-中厚层状白云岩、白云质灰岩裂隙、溶洞中，含水岩组岩性为灰岩、钙质白云岩，水化学类型为HCO3-•SO4

2-- Ca2+型。泉水流量多在5～201L/s。枯季地下径流模数为7.0L/s.km2左右，富水性强。地下水接受大气降水补给，在丰水期降水大量渗入岩溶裂隙或管道之中，含水介质为岩溶裂隙、溶穴、地下岩溶管道，主要通过大气降水沿岩溶裂隙、构造裂隙补给，多以岩溶管道形成赋存运移。在勘察区内以岩溶泉的形式在斜坡中下部排泄。

2　危岩带基本特征及稳定性分析

2.1 危岩带的基本特征

六盘水市第五中学-第十四中学危岩带可分为2个，主要由石炭系下统摆佐组（C1b）中-厚层状白云岩、白云质灰岩组成，东西向延伸，坡度角30°～50°，局部在75°左右，平面上呈弧形展布，全长300m，北高南低，现分别描述如下：

（1）1#危岩带

1#危岩带位于六盘水市第五中学勘察区东段，以第五中学为起点至第十四中学围墙位置，全长160m。根据现场调查，1#危岩带分布有7个危岩单体和1个危岩破碎带，破碎带面积32000m2。

该地段自2002年以来历年都有不同规模崩塌及掉块产生，特别是雨季，受地表水下渗的影响，岩体遇水软化后降低了岩体结构的力学强度指标，从而诱发崩塌，坠石等。据调查，1#危岩带在2002年～2011年间共发生规模较大的崩塌、坠石数十次， 2010年12月20日中午，由于坠石造成学校过道护拦受损，因此对危岩体进行治理是十分必要的。

（2）2#危岩带

2#危岩带位于第十四中学第一教学楼至第二教学楼间，全长160m，危岩带底部高程1866m，顶部高程1975m，卸荷带距陡崖边缘1～2m，共分布有wy5、wy9、wy10危岩体，2#危岩带面积为23000m2。

该危岩带主要由自然因素形成，且位于第五中学-第十四中学后缘，地形坡度较陡，人类工程活动较弱，主要是由于岩石节理裂隙发育自然风化差异形成的，在降雨及岩石重力作用下发生崩塌及掉块。斜坡上植被条件较差，在调查访问过程中无法准确确定每次崩塌的位置，但从斜坡体上的崩塌堆积物及崩落至教室上的岩体情况看，该地段也曾发生过数次崩塌及掉块等现象，造成学校教室受损，因此对危岩体进行治理是十分必要的。

2.2 变形特征

危岩带主要分布于第五中学-第十四中学一带的斜坡及陡崖上，下段由于人工切坡卸荷形成大量的卸荷裂隙，加之区内岩体受构造、风化裂隙切割，岩体内形成陡倾的不利结构面，贯通性较好，在岩体自重降雨等因素共同影响下，卸荷裂隙也随之加宽加深，部分危岩体卸荷裂隙基本贯穿，仅局部未脱离母体。一部分则是由于植物的根劈作用使岩石沿不利结构面形成拉张裂隙，随着植物的生长裂隙增大形成危岩。这一部分小危岩块体在危岩破碎带中为多见，勘查区内大部危岩体主要受底部未完全贯通的陡外倾裂隙控制，当岩体内部剪应力大于其正应力时，岩体将发生剪断-滑移型、拉断-坠落型破坏。陡斜坡破碎带岩体，受大气降水的补给，裂隙内充水，在水压力等外力因素作用下，部分危岩产生破坏，脱离母体，产生崩塌、坠石等地质灾害现象。

2.3 变形破坏模式

区内危岩形态多样，按其剖面形态特征可划分为板块型、楔型、不规则状等几种。在研究区内危岩体的失稳模式主要以滑移式和坠落式两种破坏方式为主。

（1）滑移式

危岩体附着于母岩上，以一定角度的裂隙（卸荷裂隙）面接触，在危岩体自重和地表水渗入裂隙等因素的作用下，岩体沿裂隙面被贯通，危岩体沿母岩（或基座）发生剪切滑移破坏，此种破坏方式往往有渐变特征，破坏后果受危岩临空条件影响，临空高度越大，后果越严重，区内这种破坏方式的危岩共7处（wy1、wy2、wy3、wy4、wy6、wy7、wy8）。

（2）坠落式

受裂隙切割和下部岩腔影响，高悬于陡岩上端和岩腔顶部的危岩体，随卸荷裂隙不断加深加宽，一旦裂隙发育切割整个危岩体，使其脱离母体，危岩在重力作用下从母体突然脱离失稳产生崩塌。经此次调查，可能产生坠落式崩塌的危岩体共3处（wy5、wy9、wy10）。

表1　危岩稳定状态评价标准表

2.4 危岩体稳定性分析

研究区危岩带的失稳主要是以剪断—滑移方式来表现的，所以只要查明了危岩体的稳定性，亦基本查明了危岩带的稳定情况。

表2　六盘水市第五中学-第十四中学危岩体滑移式稳定性计算

第五中学-第十四中学危岩带调查到的危岩共10处，主要采用野外稳定性定性判断结合室内计算的方式对危岩体进行评价。根据危岩体的受力情况及最可能的破坏形式，在野外调查和室内定性分析的基础上，选用滑移式和坠落式2种基本模型来计算，计算模型采用《地质灾害防治工程勘察规范》中的稳定性计算公式［2］。

（1）危岩体稳定性评价标准

根据《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）和《三峡库区三期地质灾害防治工程地质勘察技术要求》（2004年12月），区内各类危岩体稳定性评价标准详见表1。

（2）危岩体稳定性分析

危岩体稳定性分析应考虑各种工况的影响，研究区属于地壳稳定区，且随着校舍的建成，人类工程也趋于减弱，目前影响危岩带稳定性的主要因素就是降雨，因此考虑两种工况分析其稳定性：工况1自重+裂隙水（天然状态）和工况2自重+裂隙水（暴雨状态）

（3）危岩体稳定性计算结果

根据以上确定的物理力学参数按不同的工况组合，各危岩体的稳定性计算结果如表2、表3。

经过对危岩体稳定性计算结果表明，该危岩体处于极限平衡状态，裂隙进一步扩展将发生崩塌而失稳。危岩带整体稳定性较差，特别是降雨后，几乎每年雨季都有崩塌及掉块发生。危岩坡破碎带主要分布于1#、2#危岩带中，除危岩单体外，该地区基岩大部裸露，斜坡及边坡表面松动岩块发育，地形坡度较陡，在外界自然因素如降雨、风化等外力地质作用的影响下松动岩块体易沿陡崖、斜坡、边坡等位置剥落、坠落及掉块等，该地段由于人类活动频繁，易形成灾害，危及学校师生的生命财产安全，因此对其采用工程治理措施是非常必要的和紧迫的。

3　危岩体防治对策

根据地质勘查报告，勘查区内主要以小型危岩体居多。设计中分别按不同的类型和破坏模式加以考虑，并结合危岩带区施工条件，在尽量保留原有的自然风貌并使局部得到一定的改善，减少工程施工对环境造成的影响。由于地形坡度较陡，且陡崖下方建筑密集，人口集中，故危岩尽量不采用危岩清除的方案，如不得不采用清除方案，应采取人工分解破碎，减小危岩块体的规模，以尽量避免造成新的地质灾害。结合目前比较成熟的工程经验，对该类地区的危岩治理主要有采取措施：

（1）危岩单体清除：

危岩体所在区域人员较为集中，地形坡度较陡，施工条件较差，因此施工前应作好学校周围的防护工作，防止清除的危岩体进入学生活动区域，清除方式以人工方式为主，结合风镐等工具将岩体分解，以便人工搬运出危害区域。

（2）危岩破碎带防护

由于危岩破碎在该区域内分布面积较广，因此在实施防护前应对整个坡体进行全面排查，对在坡体上大于1m3以上的危岩块体及孤石等进行人员清理，施工工艺与危岩单体相同，清理完成后采用防护网对坡体进行防护，防护网布置高程主要布置在1885～1890m一带，对第五中学1890m高程以下的危岩及松动块体主要以清除为主，清除后采用主动网进行防护，防护面积13500m2。

表3　六盘水市第五中学、第十四中学危岩体坠落式稳定性计算表

4　结论与建议

4.1 结论

（1）六盘水市第五中学-第十四中学危岩带共分布10处危岩单体及陡崖破碎带，据现场调查分析，危岩块体失稳方式主要是以剪断-滑移式破坏模式［3］。

（2）第五中学-第十四中学危岩带稳定性分析结果表明，在外界自然因素如降雨、风化等外力地质作用的影响下松动岩块体易沿陡崖、斜坡、边坡等位置剥落、坠落及掉块等，该地段由于人类活动频繁，易形成灾害，威胁学校师生的生命财产安全。

4.2 建议［4］

（1）建议采取清除危岩体+被动防护措施对第五中学-第十四中学部岩的岩体进行处理。

（2）建议在工程实施工程治理前应建立健全监测机制，加强对危岩带的监测，确保危岩带下全体师生的生命财产安全。

（3）建议相关职能部门加强对危岩带危及范围及周边地区人类活动的监管，在未进行有效治理前，严禁在危害范围内从事放牧、耕种及其它类的工程活动。

参考文献

［1］ 杨胜元，张建江等.贵州环境地质［M］.贵阳：贵州科技出版社，2008:159～215.

［2］ 地质灾害防治工程勘察规范.［S］.DB50/143-2003.

［3］ 陈学军等.肖家湾危岩体稳定性评价与防治对策［J］.路基工程，2013（2）.

［4］ 陈洪凯，唐红梅等.地质灾害理论与控制［M］.北京，科学出版社，2011，28～32.

中图分类号：X523

文献标识码：A

文章编号：1007-1903（2015）02-0056-05

作者简介：尹先娥（1983- ），女，硕士，工程师，主要从事水文地质、工程地质、环境地质相关工作。

Dangerous Rock Belt Characteristics of Liupanshui No.6 Middle School - No.14 Middle School and Its Protection Measurement

YIN Xian’e

（Liupanshui Branch Institute， Institute of Geological Environment Monitoring of Guizhou Province； Liupanshui， Guizhou 553001）

Abstract:The dangerous rock belt of Liupanshui No.6 Middle School - No.14 Middle School have occurred 10-staged collapses with different scales since 2002. As a result， the buildings were destroyed，and the hazards increased year by year， which seriously affected the schools’ daily operation. Therefore the e ngineering protection is becoming urgent and urgent. This paper studies in detailed the dangerous rock belt’s basic characteristics， deformed features and stabilities， and puts some protection suggestions.

Keywords:Dangerous rock belt； Collapse； Engineering protection