赤水市侏罗系地层崩塌成因和特征分析——以两河口实验学校后方斜坡为例

何 洪

（贵州省地质矿产勘查开发局一〇六地质大队，贵州 遵义 563000）

赤水市位于贵州省西北部，地处赤水河中下游，是遵义市代管的县级市，也是贵州省侏罗系、白垩系地层发育最好且出露最齐的地区。两河口镇位于赤水市西南部，是贵州省旅游重镇和赤水丹霞世界自然遗产核心区。两河口实验学校位于集镇边上的景区入口对岸，距离集镇约600 m。崩塌区位于两河口实验学校后方斜坡，经现场调查，学校后方斜坡上分布大量孤石，单个孤石最大方量为51.27 m3，最小方量为0.34 m3，斜坡上植被发育，危岩体崩塌后堆积在斜坡上，未下落到学校内。在斜坡上危岩体裂隙发育位置布设两个简易监测点，其中，一号监测点显示裂隙宽度为22 cm，二号监测点显示裂隙宽度为10.1 cm，与监测初期相比，变形明显。

1 区域地质背景

1.1 地层岩性

经调查，研究区内主要出露地层为第四系崩坡积层（Q4col+dl）和侏罗系中统遂宁组（J2sh）。一是第四系崩坡积层。它主要由黏土及块石组成，块石直径一般介于200 ～800 mm，最大直径可达5.2 m，它由老崩塌、坠石等堆积而成，主要分布于斜坡体上的平缓地带及斜坡体下部槽沟内，块石直径变化较大，分布不均匀。二是侏罗系中统遂宁组。该层呈红色，地层岩性为细砂岩夹泥岩，通常，厚度介于0.1 ～1.3 m。泥岩较砂岩抗风化能力弱，泥岩经风化剥落及脱落形成明显层间裂隙及凹岩腔[1-2]。

1.2 地质构造

研究区位于上扬子陆块四川中生代前陆盆地东西向构造体系和南北向构造体系的交接部位，主要构造行迹由东西向展布的一系列宽缓褶皱群和逆断层等压性构造组成，与南北向构造行迹近垂直相交，形成横跨褶皱，断裂构造不甚发育，岩层呈单斜产出，岩层产状为65°∠7°。

2 水文地质条件

研究区属长江流域赤水河水系，斜坡坡脚发育1 条溪流，流量约为200 L/s，它是该区地表水及地下水的主要排泄通道。研究区内发育1 条冲沟，冲沟内水量较大，约为30 L/s，排泄速度较快，其在学校附近汇入溪流，在两河口镇与盘龙河交汇，最终汇入赤水河。

2.1 地下水类型

研究区地下水类型有两种，一种为裂隙水，另一种为孔隙水。孔隙水主要富集在第四系黏土层，该层具有结构松散、孔隙大、渗透性强和富水性弱等特征。碎屑岩类基岩裂隙水含水岩组为侏罗系中统遂宁组砂岩，地下水的主要补给来源为大气降水，地下水赋存于裂隙中，沿裂隙径流，排泄于较低处河流。

2.2 地下水的补、径、排条件

研究区内地下水主要接受大气降水补给，经第四系残坡积层含碎石黏土层向下渗透。部分水体沿岩土界面形成径流排泄至地表，另一部分水体继续下渗至砂岩裂隙中，通过裂隙通道径流在地势较低洼处排泄，最终汇入河流。

3 崩塌地质灾害特征

3.1 崩塌区地貌特征

研究区地貌为中低山侵蚀河谷，局部地区为直立陡崖，岩体裸露，危岩多发育于上面。此外，斜坡上植被发育，分布大量曾经发生崩塌而堆积的孤石。两河口实验学校分布在斜坡坡脚靠近溪流的相对平缓地带。

3.2 危岩体分布特征

研究区危岩体主要分布在两河口实验学校后方斜坡上地形局部高陡的区域，岩体裸露，危岩体为细砂岩，节理裂隙较发育。岩体被切割成块状，由于砂岩与泥岩存在差异风化，砂岩底部常形成凹岩腔，加之其受自重影响，极易发生崩塌地质灾害[3-4]。经勘查，危岩带底部通常分布有泥岩，厚度为0.1 ～1.3 m，经风化剥蚀，危岩带底部通常形成较大的凹岩腔，加之区内节理裂隙发育，凹岩腔上部岩体被裂隙切割成块状，形成多个危岩体，稳定性较差。

3.3 崩塌物质组成及类型

崩塌危岩带主要分布有红色中厚至厚层状细砂岩夹红色泥岩，危岩体岩性主要为红色细砂岩，危岩体底部多分布有泥岩，是危岩体的软弱基座。经勘查，斜坡上还分布大量历史上发生崩塌而堆积的孤石，形状以块状为主，少量呈次圆状，孤石块径在0.4 ～5.2 m。

3.4 危岩体结构特征

研究区内危岩体岩性主要为细砂岩，其节理裂隙发育，颜色为红色，为厚至中厚层状，主要发育1 条后缘陡外倾裂隙及2 条侧缘裂隙，岩体被节理裂隙切割，形成块状为主的危岩体。危岩体主要受节理裂隙控制，同时也受岩体强度及重心控制。由于危岩体岩性为红色中厚层至厚层状细砂岩，其底部多分布红色泥岩，在差异风化的作用下，大多数危岩体底部发育凹岩腔。

4 崩塌稳定性评价

勘查发现，研究区发育9 个危岩带、21 个危岩体，危岩体岩性为红色中厚层至厚层状砂岩，裂隙宽度为1 ～10 cm。岩体受陡外倾裂隙及侧缘裂隙切割，沿层间裂隙形成块状危岩体，使其与母岩脱离，加之大气降水、风化和植物根劈作用，危岩体易失稳而发生崩塌。下面利用赤平投影分析法对危岩体的稳定性进行定性评价。研究区多数危岩体可能会发生倾倒式崩塌，其稳定性评价模型如图1 所示。

图1 倾倒式危岩体稳定性评价模型

危岩体由后缘岩体抗拉强度控制时，若危岩体重心在倾覆点之外，则按式（1）进行计算，若危岩体重心在倾覆点之内，则按式（2）进行计算。研究区地震基本烈度不高，属地震活动不频繁区，区域稳定性较好，故危岩体稳定性计算及支护设计不考虑地震作用。岩体稳定性计算主要考虑两种工况，一是不考虑孔隙水压力，二是考虑孔隙水压力。稳定性评价结果显示，研究区内危岩体处于基本稳定-欠稳定状态。如果采取适宜的工程治理措施，就能消除崩塌地质灾害风险，确保周边人员安全和学校正常运转。

式中：F为危岩体的稳定性系数；flk为危岩体的抗拉强度标准值，kPa；H为后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离，m；h为后缘裂隙深度，m；α为危岩体与基座接触面倾角，°；β为后缘裂隙倾角，°；b为后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点的水平距离，m；W为产生地震力的重力荷载，kN；a为危岩体重心到倾覆点的水平距离，m；Q为地震力，kN/m；h0为危岩体重心到倾覆点的垂直距离，m；V为裂隙水压力，kN/m；hw为后缘裂隙充水高度，m。

5 结论

赤水市两河口实验学校后方斜坡发生崩塌地质灾害，勘查发现，研究区发育21 个危岩体、9 个危岩带。危岩体总方量为1 594.86 m3，斜坡上分布42 个崩塌孤石，孤石总方量为352.28 m3。研究区地形坡度较陡，抗风化能力差异大，砂岩与泥岩组合软硬相间，受节理裂隙、大气降水、风化、植物根劈等因素共同作用，地质灾害频发。研究区崩塌地质灾害的潜在威胁对象为学生、教师和建筑物，潜在威胁资产价值约为1 500 万元，危害程度大。经崩塌稳定性评价，若采取适宜的工程治理措施，则可消除崩塌地质灾害风险，确保周边人员安全和学校正常运转。