侯江萍,麻炳贵,周 俊
(贵州有色金属和核工业地质勘查局一总队,贵州清镇551400)
织金县少普乡联盟村崩塌危岩带地质灾害成因分析论证
侯江萍*,麻炳贵,周俊
(贵州有色金属和核工业地质勘查局一总队,贵州清镇551400)
危岩崩塌是碳酸盐岩地区主要的地质灾害之一,结合危岩的形态、结构特征、影响因素等条件分析了危岩崩塌的形成机制,并结合织金县少普乡联盟村崩塌危岩带地质灾害成因分析,为危岩治理工作提供可靠依据。
织金县;崩塌;地质灾害;分析论证
贵州织金县少普乡联盟村崩塌危岩带地质灾害点位于织金县城南西,距少普乡政府约3km。有织金到六枝的县道从勘查区附件通过,有简易公路直达勘查区,交通较为方便。调查区地势上为低中山地貌,中部及南部较高,北部较低,海拔标高+1798~+1505m,最高点位于岩脚煤矿区中部望哨坡,海拔+1798m,最低点位于矿区北侧的冲沟中,海拔+1505m,相对高差293m。整个危岩带地形坡度陡,约为76°,崩塌危岩带基本为直立状;山顶地势呈平缓波浪状。
调查区大地构造位于扬子准地台黔北台隆起遵义断拱贵阳复杂构造变形区地贵背向斜东南翼西端。构造以北东向展布为主。出露地层以二叠系上统龙潭组及三叠系下统夜郎组为主,二叠系上统为一套海陆交互相含煤碎屑岩沉积,三叠系下统主要为碳酸盐岩及碎屑沉积岩。
根据工作区内出露的地层岩性、含水介质及地下水动力条件,可将区内地下水类型划分为碳酸盐岩岩溶水、基岩裂隙水和第四系松散岩类孔隙水3大类。
区内人类工程活动主要以采煤及修路切坡以及民房建设、垦植为主。采煤活动产生了大量的采矿裂隙,可采煤层的顶板和底板均为软弱岩组,矿井及采空区易塌陷。人类活动在一定程度上破坏了该区的地质环境条件,对地质环境的破坏较强烈。
危岩带位于联盟村箐脚组后山上,地层产状225° ∠11°。崩塌危岩带就在陡崖,坡顶高程为1780m,坡脚高程为1575m,坡度为45°,陡崖长度约为60m,高约为18m,宽约为5m,方量约2700m3,坡度为350°,崩塌危岩带与受威胁村民住地平距约100m,高差约200m。危岩带已有部分危岩体发生崩塌,在陡崖脚形成堆积体,堆积体在坡脚呈扇形分布,方量约120m3。
箐脚危岩带位于联盟村箐脚组后山,主控结构面为岩层层面与一组节理面,节理产状48°∠76°,裂隙面不规则,其内部分被粘土充填。危岩裂隙贯通性较好,局部被后期粘土充填。区内地表发现一条较大的地裂缝,走向65°~245°裂缝宽约0.4m,深可见6m,长约60~70m。并且此裂缝在不断地变宽变长变深。
岩体受构造、风化裂隙切割,贯通性较好。在岩体自重和外营力等因素共同影响下,卸荷裂隙也随之而加宽加深,危岩体是一大整块。危岩体前缘没有任何支挡,靠自身底部的摩擦力而保持平衡。在暴雨或是地震的触发下,当岩体沿坡面方向的重力分量超过底部摩擦力所提供的抗滑力时,岩体将发生滑移、倾倒、滚落危害性较大。事实上该危岩带历年来都存在规模大小不等的滚石现象,出现小方量崩塌,但未造成人员伤亡。
崩塌危岩的存在必须有高、陡斜坡作为其载体,箐脚崩塌带主要是属于陡崖状,其崩塌带就在陡崖上。其成因分析如下:
首先:是陡崖本身地质条件,在加上节理较发育,(层面及节理面)将岩体分割成块体。处于极不稳定状态。
其次:是人类工程活动的加剧。主要是煤矿的井下开采,在地下将产生一定的采空区,对地层的地压平衡将产生影响,对该区地表产生地面塌陷、地裂缝、滑坡等。
次之:暴雨是影响危岩崩塌的因素之一。主要的作用有三:一是水的物理化学作用降低了结构面的粘结力;二是在陡崖边缘裂缝中的水柱形成静水压力;三是入渗滑塌体外倾结构面内形成的扬压力作用,都使得危岩在雨季的稳定性大幅下降,因而暴雨对危岩体的稳定性影响极大,多数崩塌是在雨季发生的。
再次:风化作用加速了危岩体裂隙的扩展,降低了岩体强度,加快了岩体的变形破坏。
4.1定性评价
根据对区内危岩的调查,结合危岩体范围、规模、危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象判定,该危岩体处于不稳定状态。在暴雨或是地震的触发下,该危岩体处于极不稳定状态。产生崩落的可能性极大,变形破坏产生崩塌的模式是倾倒式和坠落式。
4.2定量评价
目前,按照不同的标准,危岩分类系统多样,但是,从工程防治的角度按照危岩失稳类型进行分类更有价值,可将危岩概化分为滑移式危岩、倾倒式危岩和坠落式危岩3类。当软弱结构面倾向山外,上覆盖体后缘裂隙与软弱结构面贯通,在动水压力和自重力作用下,缓慢向前滑移变形,形成滑移式危岩,其模式见图1;当软弱夹层形成岩腔后,上覆盖体重心发生外移,在动水压力和自重作用下,上覆盖体失去支撑,拉裂破坏向下倾倒,形成倾倒式危岩(图2);多组结构面将岩体切割成不稳定的块体,当底部凹腔发育时,使局部岩体临空,不稳定块体发生崩塌,进而使上部砂岩体失去支撑,卸荷作用加剧,形成切割岩体的结构面,从而形成坠落式危岩(图3)。
图1 滑移式危岩示意图
图2 倾倒式危岩示意图
图3 坠落式危岩示意图
联盟村危岩带属于第二种和第三种类型——倾倒式和坠落式危岩。
5.1发展趋势分析
联盟村危岩带目前处于不稳定状态,岩体风化比较强烈,主要是煤矿的采用井下开采,在地下将产生一定的采空区,对地层的地压平衡将产生影响,对该区地表产生地面塌陷、地裂缝、滑坡等。
常年在雨水的冲刷下,改变了斜坡岩体原应力场环境,导致岩体结构面的表生改造作用,其主要特征是:由于卸荷作用,陡崖岩体产生卸荷回弹效应,陡倾角裂隙进一步扩容,形成卸荷裂隙带,卸荷裂隙带沿陡崖呈带状分布,发育宽度0.1~0.4m,裂隙间距可达0.35~0.5条/m,张开度5~150mm,贯通性较好。
危岩带岩体的陡倾角卸荷裂隙带的形成为其进入时效变形破坏创造了条件,此过程是一个缓慢的塑—弹—塑性变形破坏过程,主要特征是受风化作用、地下水、地震及人类工程活动等因素影响。陡崖带岩体在经历陡崖带岩体的时效变形破坏和阶段陡崖带岩体破坏两个阶段的变形破坏后,受降雨等因素触发,发生崩塌破坏。地质灾害的发生与发展与雷雨天气的变化而变化。
5.2危害性
根据调查并结合危岩崩塌的灾害史,危岩崩塌可能涉及到的范围做出圈定,认为危岩区。联盟村危岩位于第一级陡崖带,相对高差较大,危害性较大,活动较频繁。根据崩塌的破坏效应,将承灾体划分为以下3类,对箐脚危岩带危害性做出评估。
(1)受灾区的风险人口数。常住人口村民54户281人;
(2)各类建筑物(主要为村民住房及牲畜房舍);
(3)土地、树木。
通过对联盟村崩塌危岩带现地质灾害点的地形条件、灾害特征、规模、危害对象及发展趋势的综合考虑。要彻底消除该崩塌危岩带隐患,保障联盟村箐脚组、共54户281人村民的生命财产安全,建议采用危岩体清除措施+坡下防护网。加在坡下面设置防护网,能有效地作崩塌落石防护外,还可用作爆破飞石防护。在保全的基础上,防治工程还尽量做到与环境协调。
(1)建议当地职能部门加强对联盟村危岩带进行监测,对可能发生的时间、规模、方向、危害范围等做出预报。
(2)禁止以任何形式在危岩带坡顶加载、坡脚切坡,在未进行有效治理前,严禁在危害区进行修房建屋、修路等工程施工。
(3)及时开展对崩塌(危岩)的治理,以确保村民民、公路及建筑物安全。
(4)建议在危险区边缘显著地段设置警示牌(尤其是斜坡下部公路两侧),加大防灾宣传力度,提高全民防灾害意识。
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1004-5716(2016)09-0006-03
2016-05-04
2016-05-04
侯江萍(1984-),女(苗族),贵州贵阳人,工程师,现从事水、工、环地质调查、勘察、设计工作。