贾会会 傅大庆 杨 林 陈芬芬 尹 岚
(华北地质勘查局五一四地质大队河北承德067000)
承德山区岩质崩塌地质灾害特征及治理措施
贾会会傅大庆杨林陈芬芬尹岚
(华北地质勘查局五一四地质大队河北承德067000)
通过对承德山区岩质崩塌地质灾害特征及其防治措施的研究,以了解山区岩质崩塌地质灾害发生的特征、条件;便于在开展防治工作时,采取切实可行、经济合理的综合治理措施。
山区岩质崩塌;发育特征;成因;防治措施
崩塌是指高陡斜坡上的岩体在重力作用下完全脱离母体,以滚动、跳跃、坠落等方式运动的过程。崩塌对崖壁下方的房屋、道路、和其他建筑物,特别是线性工程的危害严重。
承德山区岩性多为易形成高陡斜坡的灰岩、砂岩、石英岩等厚层坚硬脆性岩石,在构造、风化等作用下,受气候、地形、人类活动等条件的影响形成了陡岩峭壁,极易发生崩塌。目前,根据数据统计承德市共发现并登记的崩塌地质灾害点多达276处,主要分布在承德山区,严重威胁到当地人民群众的生命财产安全。
通过对承德山区岩质崩塌地质灾害特征及其防治措施的研究,以期望了解承德山区岩质崩塌地质灾害发生的特征、条件;便于在开展崩塌地质灾害防治工作时,采取切实可行、经济合理的综合治理措施。
2.1承德山区岩质崩塌发育特征及成因简析
承德地区山多地少,目前发现并登记的崩塌地质灾害共276处,其中岩质崩塌为179处,几乎全部位于山区。
2.1.1山区岩质崩塌分布发育特征
山区岩质崩塌从区域上主要分布在承德县、隆化县、平泉县及宽城县4个县,在其余的4县3区仅零星分布。规模多为小型,多发育在岩浆岩,太古界、元古界变质岩及三叠系、白垩系、侏罗系碎屑岩等地层岩性中。发生位置多位于高陡边坡上。
2.1.2成因简析
根据形成条件及发育特征分析岩质崩塌大多发育于高陡边坡上。成因有以下四个特点:(1)地形切割强烈,地势陡峭,山坡坡度多大于50°;(2)构造活动强烈,岩石节理、裂隙发育,岩石破碎;(3)不同岩层的差异风化,使岩体稳定性变差,造成岩体失稳;(4)降雨或振动的诱发作用下,致使高陡边坡的岩石向下崩落,形成崩塌。
2.2典型承德山区岩质崩塌成因机理分析
2.2.1基本发育特征
(1)新拨乡新拨村后梁崩塌
该崩塌点多年来不断发生崩塌掉块,2012年雨季崩塌掉落的块石沿坡滚落后,砸中村民房屋,块石最大直径可达1.5m,所幸未造成人员伤亡。
新拨后梁崩塌为岩质崩塌,岩性为砂岩。所在边坡坡向5°~8°,坡度约70°。崩塌分布于山顶与山坡中段,共有5处。危岩体岩石裸露,部分处有突出的孤立岩体,危岩体在构造作用及风化作用下节理裂隙极为发育,表层有不同程度裂痕,裂缝宽度2cm~5cm,危岩体表层碎裂成大小不同的块体,呈松散结构。目前表层破碎岩体处于欠稳定状态,受外力作用时危岩体极易发生崩落。
(2)石洞乡山神庙村黄土梁崩塌
黄土梁崩塌在2008年雨季时崩塌掉落的块石沿坡滚落,在砸断几棵大树后最终被树木拦挡停,但近两年来该处崩塌点有发生过多次小规模崩塌落石,毁坏民房2间,索性尚无人员伤亡。
该区域山体岩石部分裸露,四处危岩体所在山坡较陡峭,坡体下缓上陡,下部为残破积物和崩积物,坡度22°~35°,分布有崩落的滚石。上部为长城系高于庄组结晶白云质灰岩及灰质白云岩夹砂岩,山顶近直立状态一般均在70°以上,岩石以块状产出,岩性脆质硬,节理裂隙极为发育,岩体破碎,其风化带发育的大致深度在0.6m。突出的危岩体受物理风化及植物根系作用,局部发生张裂隙,外力作用下极易滚落,形成崩塌地质灾害。
(3)邓厂乡高窝铺村上王营组崩塌
上王营组崩塌历史上曾发生过多次崩塌,砸坏屋顶,撞毁屋墙,现民房与山体间仍有大量崩塌堆积物存在。
崩塌点所在山体均为岩质山体,山坡坡度30°~50°,岩性为钾长片麻岩,岩层外倾,产状140°∠30°,风化程度中等,垂直节理发育。危岩体下方山体坡度为30°~50°,岩石节理裂隙极为发育,表层有不同程度裂痕,风化破碎严重,在构造作用和风化作用的共同作用下,这些裂隙将危岩体切割成大小不等的块状。危岩体分布范围内浮石较多,部分岩石不稳定,在暴雨或地震作用下部分碎石将向下崩落,形成崩塌地质灾害。
(4)下板城镇老梁村崩塌
2013年12月27日下板城镇老梁村发生崩塌地质灾害,造成民房损坏三间,砸死山羊11只,但无人员伤亡。
本区山体山顶处岩石裸露,危岩体所在山坡较陡峭,坡体下缓上陡,下部为残破积物,坡度约25°~30°,零星分布有崩落的滚石。上部为蓟县系雾迷山组白云质灰岩,山顶近直立状态一般均在70°以上,岩石节理裂隙极为发育,岩体破碎,呈块状产出,岩性脆质硬。危岩体受局部发生张裂隙,外力作用下极易滚落,形成崩塌地质灾害。
2.2.2成因分析
上述典型承德山区岩质崩塌的裂隙极为发育,受裂隙、坡面等控制,其表层破碎岩块极易沿与坡向相近的结构面产生滑移、滚动或切割形成临空结构面,从而形成崩塌。从成因上来说,上述崩塌体属于滑移式或者倾倒式。这些崩塌体形成,主要受地形地貌、岩性、节理裂隙、风化作用、暴雨、地震活动等的影响。
(1)地形地貌:坡体自身坡度较大,地形坡度较大,势能大导致重力卸荷作用强,较陡的边坡为崩塌的形成提供势能场。
(2)岩性:危岩体岩性为灰岩、砂岩、片麻岩等,岩性脆质硬,岩体构造裂隙发育,为崩塌形成提供了物质基础。
(3)节理裂隙:发育的节理裂隙,破坏了岩体的完整性,降低了岩体力学强度。
(4)风化作用:风化作用加速了危岩体裂隙的扩展,降低了岩体强度,特别是不同岩层的差异性风化加剧了岩体的变形破坏,造成岩体失稳。
(5)暴雨:暴雨是影响崩塌的主要因素。一是水的物理化学作用降低了粘结力;二是入渗滑塌体外倾结构面内形成的扬压力作用。这都使得危岩在雨季的稳定性大幅下降。
(6)地震活动:地震是崩塌产生的诱发因素之一,在地震的水平作用及垂直作用下,极易诱发边坡岩体崩塌破坏,不利于岩体的稳定。
3.1承德山区岩质崩塌防治措施
崩塌灾害具有高速运动、高冲击能量、多发性、在特定区域发生时间和地点的随机性、难以预测性和运动过程的复杂性等特征,结合承德山区的特性,对承德山区岩质崩塌防治建议如下:3.1.1防治原则
(1)在整治过程中必须遵循标本兼治、分清主次综合治理、生物措施与工程措施相结合、治理危岩与保护自然生态环境相结合的原则。通过治理最大限度降低危岩体失稳的诱发因素,达到治标又治本的目的。
(2)危岩崩塌整治工程必须兼顾实用性与美观性,尽量把治岩、治坡、治水与当地自然资源结合起来,达到除害兴利的目的,同时治理危岩、防止崩塌要采取一次性根治不留后患的工程措施。对危岩崩塌治理采取生物措施治理时应慎重选择植物种类,宜种草不宜植树,防止根系发达的树种对危岩的稳定性产生负作用。
(3)加强防灾减灾科普知识的宣传,严格进行科学管理;合理开发利用坡顶平台、临近山体区域的土地资源,防止因城镇建设和农业生产而加快崩塌的形成,减少人类活动诱发崩塌的因素。3.1.2山区岩质崩塌建议防治措施
根据典型承德山区岩质崩塌成因,按防灾减灾途径,将山区岩质崩塌建议防治措施分为主动防护和被动防护两大类防治措施。
(1)主动防护类(防止发生):主要方法有清除危岩、地表排水、加固和支护等。具体防护措施为人工或机械削坡、清除危岩、控制爆破、支撑墙、锚固、捆绑喷砼、护面墙、SNS主动防护网等。
(2)被动防护类(避免危害):主要方法分为拦截、遮挡、避让三类。具体防护措施为拦截类有落石沟槽、拦石墙、金属栅栏、SNS被动防护网,遮挡类有明硐、棚硐,避让类有绕道、变更工程位置、整体搬迁等。
以上两大类岩质崩塌防治措施在具体使用时一定要根据崩塌体的特性、危险性、发展趋势和受灾范围、对象、经济承受能力等具体情况加以选择,可以同时采取两种或两种以上措施结合使用。
3.2典型山区岩质崩塌的防治措施建议
根据山区岩质崩塌建议防治措施对本次典型的承德山区岩质崩塌案例提出具体的防治措施。(1)新拨乡新拨村后梁崩塌采取清除危岩和挂设主动防护网结合的防治措施;(2)上石洞乡山神庙村黄土梁崩塌采取清除危岩和挂设被动防护网结合的防治措施;(3)邓厂乡高窝铺村上王营组崩塌采取清除危岩和挂设主动防护网结合的防治措施;(4)下板城镇老梁村崩塌采取老梁村村民整体搬迁避让的防治措施。
通过对承德山区岩质崩塌地质灾害特征的研究,提出了相应的治理措施;初步分析了承德山区岩质崩塌地质灾害发生的特征、条件,仅为以后开展崩塌地质灾害防治工作提供参考。
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[5]于辉增,傅大庆,孙宏,等.滦平县邓厂乡高窝铺村上王营组崩塌治理工程设计[R].承德:华北地质勘查局五一四地质大队,2014,9.
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贾会会(1983—),男,河北宽城,硕士,工程师,主要从事边坡、基坑及空间结构稳定研究。