西藏类乌齐县卡玛多村嘎堆崩塌基本特征及稳定性评价

2022-04-20 01:18:22格桑多吉多吉次旦米玛扎西普布扎西
四川有色金属 2022年1期
关键词:危石危岩产状

格桑多吉,多吉次旦,米玛扎西,普布扎西

(西藏自治区地质矿产勘查开发局第六地质大队,西藏拉萨 851400)

1 基本情况

1.1 位置与交通

研究区行政区划隶属类乌齐县卡玛多村嘎堆自然村,灾害点的中心地理坐标为东经31°08′14.82″,北纬96°30′49.53″,有土路直达灾害点坡脚,至类乌齐县40km内在交通也较为便利。

2 崩塌基本特征

图1 交通位置图

研究区总体属高山地貌区,后缘为山脊,海拔高程4380m~4530m,相对高差约150m,坡向整体为145°,上部为陡坡,坡度为30°~45°,基岩裸露;下部为缓坡,坡度一般20°~30°,为第四系崩坡或残坡积层覆盖,厚度1m~3m,坡脚为宽缓平台宽20m~50m(农户聚居区),斜坡纵向呈陡- 缓状,见图2-3[1-3]。

图2 灾害类型分区图

3 危岩带分布及形态特征

1#危岩带坡体基岩裸露,左右以斜坡凹地为界,顶部大致以山脊为界,危岩带顶部高程4515m,底高程4459m,相对高差约56m,坡度35°~45°,主崩方向151°~167°,危岩带平均长75m,平均宽53.0m,面积3975m2,强风化厚度2.0m,体积7950m3,见图4[1-4]。

图4 1#危岩带照片

该危岩带岩体受地质构造作用影响大,岩体裂隙发育,加之泥岩长期受风化剥蚀表部裸露的砂岩形成大小不一的危岩体,危岩体主要受L1 和L2 两组裂隙控制,其中L1 裂隙产状123°~151°∠36°~72°,面较粗糙,延伸0~1.5m,间距1m~2m,张开度一般5mm~20mm,泥质充填或无充填,裂隙发育,多形成危岩体后壁切割面;L2 裂隙产状214°~253°∠65°~69°,面较粗糙,延伸0.2~3m,间距2m~5m,张开度一般0~2m,无充填或充填少量碎块或粘土充填,较发育,形成危岩体侧壁切割面,危岩带中整体无宽大较长裂缝。

2#危岩带位于坡体顶部,基岩裸露,危岩带顶部高程4532m,底高程4510m,相对高差约22m,坡度41°~45°,主崩方向146°,危岩带平均长40m,平均宽70.0m,面积2800m2,厚度3.0m,体积8400m3。

该危岩带岩体受地质构造作用影响大,岩体裂隙极发育,表部裸露的砂岩形成大小不一的危岩体,危岩体主要受L1 和L2 两组裂隙控制,其中L1 裂隙产状138°∠68°,面较平直,延伸0.5m~2.5m,间距0.3m~1m,张开度一般5mm~10mm,泥质充填或无充填,裂隙较发育,多形成危岩体后壁切割面;L2 裂隙产状141°∠44°,面较平直,延伸0.3m~4m,间距1m~3m,张开度一般2mm~6mm,无充填,

3#危岩带位于坡体中上部,基岩裸露,危岩带顶部高程4500m,底高程4455m,相对高差约45m,坡度40°~45°,主崩方向114°~144°,危岩带平均长70m,平均宽45.0m,面积3150m2,厚度2.0m,体积6300m3。

该危岩带岩体受地质构造作用影响大,岩体裂隙极发育,表部裸露的砂岩形成大小不一的危岩体,该区主要受L1 和L2 两组裂隙控制,其中L1 裂隙产状137°∠76°,面较粗糙,延伸0.1m~1.5m,间距0.6m~2.0m,张开度一般2mm~8mm,泥质充填或无充填,裂隙发育,多形成危岩体后壁切割面;L2 裂隙产状245°∠69°,面较粗糙,延伸1m~3m,间距0.5m~2m,张开度一般2mm~5mm,无充填或充填少量泥质充填,较发育,形成危岩体侧壁切割面,危岩带中整体无宽大较长裂缝[1-2]。

4 危岩形态特征及破坏方式

(1)WY03 危岩

WY03 危岩呈较为规则的矩形,左右两侧裸露,岩性为砂岩,危岩体高5.3m,宽2.9m,厚1.6m,体积24.6m3,主要受三组裂隙切割控制:L1 后壁裂隙面产状151°∠72°,切割深度约3.0m(可见深度),张开度1cm~3cm,少量泥质或无充填;L2 侧壁裂隙面产状204°∠35°,切割深度约1.0m(可见深度),张开度0.1~1cm,无充填;L3 层间裂隙面:产状336°∠36°,裂隙特征见下表1。

表1 WY03 危岩体特征表

(2)WY04 危岩

WY04 危岩呈较为规则的柱形,右两侧裸露,岩性为砂岩,危岩体高3.5m,宽约2.5m,厚1.8m,体积15.8m3,主要受三组裂隙切割控制:L1 后壁裂隙面产状144°∠51°,切割深度约1.0m(可见深度),张开度0.5cm~2cm,少量泥质或无充填;L2 侧壁裂隙面产状204°∠35°,切割深度约1.3m(可见深度),张开度0.2cm~1cm,少量泥质或无充填;L3 层间裂隙面:产状336°∠36°,裂隙特征见下表2。

表2 WY04 危岩体特征表

5 崩塌堆积体基本特征

崩塌堆积区位于危岩带下方,为第四系崩坡积(Q4col+dl)碎(块)石土,呈灰褐色,稍湿,松散,碎块石母岩成份主要为砂岩、泥岩,呈棱角状,碎块石粒径多在3cm~20cm 之间,最大可达50cm,含量占总重的55%~65%。

其厚度分布不均匀,纵向上,斜坡上部由于地势较陡峭,相对较薄,下部厚度2m~3m,坡脚相对较厚。崩塌堆积体斜坡整体稳定性好,但表层近年危岩带时常发生崩塌后,坡面分布多处危石块径一般10cm~30cm,大者可达0.8m,部分嵌入土体,部分斜卧于斜坡上,这些分布的危石在降雨、水土流失作用下,稳定性差,可能再次启动发生滚动。

6 主要影响因素

地形地貌:崩塌区斜坡坡度一般35°~45°,局部基岩陡壁处近80°,局部风化剥落形成凹岩腔,为崩塌的形成提供了动力条件,也为崩落岩土体的快速流动提供了场地条件,不稳定斜坡区坡度坡度一般30°~35°,局部存在陡坎临空面,不利于斜坡表层岩土体的稳定。

地质构造:受地质构造- 褶皱影响强烈,节理裂隙发育,岩体整体破碎,被两组节理裂隙与层理切割成块状或柱形体,为诱发崩塌的主要原因。

地层岩性:受泥岩与砂岩差异风化作用,表部分布的危岩体岩性均为砂岩,危岩底部形成凹腔,导致上部砂岩卸荷,从而产生崩塌。不稳定斜坡区土体为第四系残坡积层松散碎石土,坡度陡,不利于斜坡稳定,局部水土流失后,表部形成了大量块石(危石)。

降雨:暴雨或连续降雨过后,雨水的渗入,除起冲刷作用外,其本身具有静水压力及动水压力,会在裂缝中形成瞬时高水头产生劈楔作用,加速开裂缝的发展,破坏岩体的稳定性。另外,雨水会使结构面的填充物软化,降低其抗剪强度,若裂隙中为粘土填充,粘土被液化产生膨胀力,也会破坏岩体的稳定性,加剧润滑作用,促进危岩体失稳。同时土质斜坡区雨水的渗入增大土体重度不利于斜坡稳定,尤其在陡坡、陡坎处土体更容易产生溜滑,另外水土流失作用,大量块石(危石)浮于地表,可能这些危石再次发生滚动[1-3]。

7 灾害体稳定性分析评价

(1)危岩带

1#危岩带:受构造及风化作用,岩体节理裂隙发育,表部岩体整体破碎,坡面松动块体发育,近年时常发生掉块现象,以飞石、滚石形式沿1#危岩带和2#危岩带之间凹地堆积于坡上或坡脚,未发生大规模崩塌。

2#危岩带:受构造及风化作用,岩体节理裂隙发育,表部岩体整体破碎,坡面松动块体发育,近年时常发生掉块现象,以飞石、滚石形式多沿1#危岩带和2#危岩带之间凹地堆积于坡上或坡脚,未发生大规模崩塌,其中发育的WY05、WY06 被切割呈碎块、块状,经常发生小岩块的崩落,块径多在0.8×0.5×0.5m。

3#危岩带:受构造及风化作用,岩体节理裂隙发育,表部岩体整体破碎,坡面松动块体发育,近年时常发生崩塌、掉块现象,以飞石、滚石形式崩落于坡上或坡脚,在2018年6月发生一次飞石(块径约0.3m)击穿下方最左侧农户墙体。

1#-3#危岩带的岩体主要是受构造、风化作用,岩体节理裂隙发育,岩体破碎,坡面松动块体较发育,近年未发生大范围的崩塌,危岩带中整体无宽大较长裂缝,定性判断危岩带整体处于稳定状态。[1-2]

(2)危岩体

根据危岩结构和形态特征,结合崩塌发育的7处危岩体(WY01~WY07)分析结果,其破坏模式为滑移式和坠落式,计算工况共取三种工况进行计算分析,危岩稳定性计算结果见表3。

表3 危岩稳定性系数及稳定性评价

经稳定性计算崩塌区发育的危岩体在天然状态下处于稳定~基本稳定状态,在暴雨或连续降雨条件下处于基本稳定~欠稳定状态,在地震工况处于欠稳定~不稳定状态。

(3)不稳定斜坡

根据调查在不稳定斜坡区中部,在2018年6月降雨后曾发生一次浅表层土溜,方量约450m3,危石发生滚动,滚至下方耕地距聚居区水平距离约30m。

不稳定斜坡区由于坡度较陡,覆盖层薄,不会发生大面积滑坡,斜坡整体稳定,后期在降雨作用下将继续发生浅表层土溜,危险性小。目前坡体上部表层分布大量不稳定的危石块经多在20~50cm 处于欠稳定状态,在后期暴雨及地震作用下,表层块石将易失稳发生滚落,但规模较小,危险性较小。应禁止在该区域进行人类活动,避免破坏和扰动土体及块石,降低斜坡稳定[1-4]。

(4)崩塌堆积体

崩塌堆积体斜坡整体稳定性好,但表层近年危岩带时常发生崩塌后,坡面分布多处危石块径一般10cm~30cm,大者可达0.8m,部分嵌入土体,部分斜卧于斜坡上,这些分布的危石在降雨、水土流失作用下,稳定性差,可能再次发生滚动,定性判断坡面分布的危石目前处于基本稳定状态,发展趋势为欠稳定。

8 危害性评价

根据发育的地质灾害类型,研究区主要分为崩塌区和不稳定斜坡区,崩塌区发育的危岩(石)总体是向不稳定的方向发展。从危岩(石)所处位置、滚落路径看,1#危岩带、2#危岩带对聚居区农户产生直接危害小,危害性小;3#危岩带对部分农户有直接危害,危害较大;不稳定斜坡区整体稳定,主要危害是坡面存在大量欠稳定的危石,从分布的危石所处位置、滚落路径、滚落方式看,不稳定斜坡区对聚居区农户产生直接危害较小,主要是对在斜坡上进行耕种,放牧人员有直接影响。

综上所述,嘎堆自然村崩塌一旦发生突发性灾害,虽对聚居区农户产生直接危害较小,但由于人数众多,活动范围大,对聚居区的17 户144 人生命财产安全有影响,潜在经济损失约1650 万元,为彻底消除隐患,对该灾害点进行工程治理是有必要的。

9 防治方案建议

根据研究结果,针对灾害发育基本特征,结合塌源区地形条件和保护对象特征、施工难度等因素按照防治目标和原则,总体治理思路为被动为主,提出如下具体治理方案建议:

(1)崩塌区:在崩塌区下方设置拦石墙,预计拦石墙长度100m,高度取4.0m,基础埋深0.5m,面坡比为1:0.2,背坡比为1:0.1,顶宽0.8m,采用C20 混凝土浇筑;缓冲层(袋装三合土),厚度1.2m。

(2)不稳定斜坡区:在不稳定斜坡区前缘设置被动防护网,型号选取RX-025 简单型棱形网,预计防护网高度取3.0m,长度取180m。

(3)为了解坡灾害点变形发展动态,防止或减小灾害带来的危害,特别是雨季,应加强监测,做到有效预警预报,确保当地人民的生命财产安全。

(4)在灾害体影响范围内设立警示牌,在雨季禁止在崩塌区及斜坡下方范围内进行放牧、耕作等人类活动,避免突发地质灾害造成人员伤亡及损失。

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