杨洪森
(贵州省地质矿产勘查开发局一0六地质大队,贵州 遵义 563000)
两河口实验学校崩塌(危岩带)位于贵州省赤水市两河口实验学校后方斜坡区及陡崖区,通过对崩塌勘查,基本查明了崩塌地形地貌、地层岩性、地质构造、水文地质条件、工程地质条件,获得了崩塌形成的基本成因[1]。根据危险性及危害程度治理工程级别综合评定为Ⅰ级,建议采用“危岩体削方+坡面清理+凹岩腔嵌补+锚固+被动防护网”措施进行综合防治。
两河口实验学校崩塌属中低山河谷侵蚀斜坡地貌,总体地势西北高东南低,高程750~890m,斜坡整体坡度约35°~60°,主要出露地层由新到老为第四系崩坡积层(Q4col+dl)、残坡积层(Q4dl+el)、侏罗系中统遂宁组(J2sh)。
(1)第四系崩坡积层(Q4col+dl)主要由暗红色砂岩块石及少量黏土组成,块石直径一般400~1000mm,主要分布于斜坡体上平缓地带及斜坡体下部槽沟内。
(2)第四系残坡积层(Q4dl+el)主要由含碎石黏土组成,结构松散,孔隙度大,渗透性好,碎石成分主要为砂岩,呈次棱角状-次圆状。该层主要分布在斜坡体上相对较缓地带,厚度约0.1~3m。
(3)侏罗系中统遂宁组(J2sh)主要为红色中至厚层细砂岩夹红色泥岩,砂岩厚约1~3m,泥岩厚度不均,通常 0.1~1.3m。岩层产状为 65°∠7°。
根据区域地质资料,崩塌(危岩带)区域位于扬子陆块上扬子陆块四川中生代前陆盆地(Ⅲ2),区内地层简单,无区域性断裂构造及褶皱构造,岩层呈单斜产出。
根据现场调查,区内雨量充沛,斜坡地下水补给量较大,斜坡体上多处可见泉点出露。根据地下水的赋存条件、水力性质和水力特征,地下水可分为松散岩类孔隙水、基岩裂隙水两大类。松散岩类孔隙水主要赋存于区内第四系残坡积层含碎石黏土中,主要由大气降水补给,向深部排泄补给基岩裂隙水。基岩裂隙水主要赋存于侏罗系中统遂宁组(J2sh)砂岩的构造裂隙及风化裂隙中,主要由大气降水及上覆第四系松散岩类孔隙水下渗补给,通过构造裂隙、风化裂隙或以泉点出露形式向地势较低地段排泄,最终汇入斜坡坡脚的十丈洞瀑布溪流。
(1)松散岩类工程地质岩组∶区内表层出露第四系,岩性为碎石、粉砂质粘土、亚粘土混合组成,厚度较薄,土体结构松散,空间分布不均匀,工程地质性能较差。
(2)软质岩类工程地质岩组∶主要为侏罗系中统遂宁组(J2sh)红色中厚层至厚层状细砂岩,节理裂隙发育,岩体完整性较差,岩体物理力学性质较差。
区内岩体节理裂隙发育,岩体破碎成块状,主要发育三组裂隙 L1:200°~240°∠75°~80°、L2:30°~40°∠75°~80°、L3:120°~150°∠71°~78°,其中 L1、L2为侧缘裂隙,裂隙贯通岩层层面,最大贯穿深度约5m,宽约1~10cm,密度约2条/m,充填少量粘土或无充填;L3为后缘陡倾裂隙,裂隙贯通岩层层面,宽约1~30cm,该裂隙多充填有少量黏土。此外,区内多处可见砂岩具球形风化特征,因岩体存在差异风化,常形成明显层间裂隙及凹岩腔。根据勘查,区内发育9个危岩带(Y1~Y9)、21个危岩单体(T1~T21)及 42个崩塌孤石(G1~G42),危岩单体总方量为352.28m3,孤石总方量为1594.86m3。
根据《滑坡防治工程勘查规范》(DZ/T0218-2006)第12.5.5节表13的规定,危岩体稳定性评价标准详见表 1。
表1 危岩稳定性评价标准
根据稳定性计算结果,天然工况下危岩体T4、T10、T13、T14、T16、T19、T20、T21 处于欠稳定状态,其他危岩体处于基本稳定状态;暴雨状况下,区内危岩体稳定性均有所下降,处于基本稳定-欠稳定状态。
按照《滑坡防治工程勘查规范》(GB/T32864-2016)第6.3节表3规定,赤水市两河口实验学校崩塌严重威胁全校师生1016人的生命财产安全,潜在威胁资产约1500万元。威胁人数大于1000人,潜在经济损失大于500万元小于5000万元,因此,在判定危岩体稳定性时,危岩体防治工程设防等级为Ⅰ级。
砂岩天然容重为26.0kN/m3,饱和单轴抗压强度标准值为29.91MPa,弹性模量标准值为2.85×104MPa,泊松比标准值为0.27,抗拉强度标准值1.78MPa,岩体抗剪强度标准值C=1800kPa,Φ=35.08°;天然状态下裂隙结构面内聚力C=60kPa,Φ=22°,饱和状态下裂隙结构面内聚力 C=50kPa,Φ=20°。
治理工程主要采取削方清除、凹岩腔嵌补、混凝土柱支撑、锚固、被动防护网相结合,危岩体削方1623.7 m3,坡面清理 494.96m3,凹岩腔嵌补 396.25m3,锚固钢筋 0.55t,钻孔 86m,被动防护网 875m2。
①危岩带。危岩带Y-1采取凹岩腔嵌补+顶部孤石清理;危岩带Y-2、Y-3、Y-8、Y-9进行表面削方清除;Y-4采取凹岩腔嵌补;Y-5、Y-6采取局部削方+凹岩腔嵌补;Y-7采取凹岩腔嵌补+支撑柱进行治理。
②危岩单体。危岩单体 T1、T3~T5、T9、T12~T15、T17~T20 进行削方清除;T2、T6~T8、T21 采取凹岩腔嵌补,T10、T11采取局部削方+凹岩腔嵌补进行治理;危岩单体T16采取凹岩腔嵌补+锚固进行治理。
③孤石:对两河口中学后方曾经发生崩塌堆积在斜坡上的42个孤石进行清除。危岩治理后,为防止基岩风化发生零星掉块,在距两河口实验学校篮球场靠斜坡侧约4m处的斜坡上及学校厕所后方布设柔性被动防护网进行拦截落石。