四川地震災(zāi)區(qū)巴中市南江鷹嘴巖危巖形成機(jī)制分析

梁　源（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川地震災(zāi)區(qū)巴中市南江鷹嘴巖危巖形成機(jī)制分析

梁源
（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：位于巴中市南江縣縣城邊緣的鷹嘴巖因?yàn)槭艿姐氪ǖ卣鹨约爸笥嗾鸬挠绊?，鷹嘴巖體原來的節(jié)理和裂縫進(jìn)行了進(jìn)一步的發(fā)展貫通，使得巖體形成了很多危險的危巖體，危巖體的巖體穩(wěn)定性差，隨著暴雨以及地震條件下危巖體的將處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)，危險性加大，本文對鷹嘴巖所處的地質(zhì)環(huán)境以及有關(guān)于鷹嘴巖危巖形成的各個方面因素做了闡述分析，并對其的治理方案進(jìn)行了評價。

關(guān)鍵詞：地震；鷹嘴巖危巖；形成機(jī)制

在上世紀(jì)80年代，鷹嘴巖就發(fā)生過兩次巖體崩塌事故，一次是巖頂部北側(cè)崩塌，危巖體積有10m3，崩塌的危巖滾入了位于附近的公司的平臺中，第二次是坡頂發(fā)生崩塌，危巖體積有約8m3，而崩塌的巖體最終進(jìn)入了南江河中央。巖體的不定時且頻繁的坍塌，對附近的高壓鐵塔、省道101以及周圍的居民、單位等都造成了破壞，汶川地震發(fā)生后，由于地震以及之后的余震和暴雨的影響，使得鷹嘴巖的危巖的穩(wěn)定性進(jìn)一步變差，很容易造成事故的發(fā)生。因此對危巖形成機(jī)制的探究，以實(shí)施良好的治理方案就顯得尤其重要。

一、鷹嘴巖周圍的地質(zhì)環(huán)境

鷹嘴巖的地理位置處于南江縣境內(nèi)的東南部中低山區(qū)，四川屬于盆地地區(qū)，北部的構(gòu)造為博思中低山及低山深丘地貌，鷹嘴巖的地貌類型就屬于這種地貌。在低深山的周圍有很多形狀各異的桌狀山，它們產(chǎn)生的原因是被沖溝切割，特點(diǎn)為坡陡、頂平以及上陡下緩，山丘頂面通常高程是700m~900m，鷹嘴巖的山頂東西有50m寬，南北有500m長，整個面積約為30000m2，其山頂?shù)母叱檀蠹s是890m，坡腳的高程大約是470m，兩者存在的高差約是420m。鷹嘴巖的山體整體地貌特征呈“凸”字，地勢陡峭，危巖的巖體主要在頂部以及徒崖上有分布。徒崖的下部坡體通常在30°~40°之間，坡度較陡，坡體的植被以柏樹、灌木等植被為主。現(xiàn)場勘察可知，在區(qū)內(nèi)的有露出的基巖地層，其為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組的灰白色、青灰色砂巖以及紫紅色泥巖。其中泥巖遇到水容易發(fā)生軟化，同時易被風(fēng)化，其的單軸抗壓強(qiáng)度小僅有9.1MPa，軟化系數(shù)為0.7，它主要載坡體中分布。砂巖的抗風(fēng)能力強(qiáng)，在遇水時不易軟化，其抗壓強(qiáng)度達(dá)到30.9MPa，而軟化系數(shù)為0.8，它主要載斜坡頂部分布。鷹嘴巖的地下水為第四系松散層孔隙水已經(jīng)基巖裂隙水類型，危巖的崩落區(qū)的地形坡腳通常為20°~30°，此地貌條件對于地表水系以及地下水的排泄有利。

圖1　墜落式危巖示意圖

二、鷹嘴巖危巖體的基本特征

鷹嘴巖的山體頂部是鷹嘴巖危巖體的主要存在處，在尚未發(fā)生汶川地震之前，此危巖體有較好的整體穩(wěn)定性，只是出現(xiàn)了穩(wěn)定性較好的巖堆發(fā)育現(xiàn)象，其位于斜坡中部的坡度較緩處，同時，巖體節(jié)理裂隙的貫通性比較差。但汶川地震發(fā)生后，巖體裂隙的貫通性由差變好，使得危巖體處于一個整體不穩(wěn)定的狀態(tài)中。按照位置以及勘察頂部的危巖帶可將鷹嘴巖的危巖體分為29處危害，在中部有15處危巖零星分布，可將底部的危巖帶劃分為8處，長約為300m，高度在10m~30m之間，平均面積在4000m2左右，坡度大約為270°~360°。在坡頂?shù)纳皫r陡崖部位，危巖帶因陡崖受裂隙切割而形成，其長大約為1000m，高度在10m~30m之間，平均的面積在20000m2左右，且坡度大約在250°~360°之間。該危巖帶當(dāng)前的狀態(tài)為基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，零星分布的位于坡體中間的危巖體當(dāng)前狀態(tài)為基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，位于坡底部的危巖帶當(dāng)前也處于基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，其危巖體積在13m3~960 m3之間不等。

三、鷹嘴巖危巖體的破壞類型

為了使危巖的特征以及變形破壞機(jī)制得到清楚的認(rèn)識，以危巖的崩塌運(yùn)動特征以及破壞方式為依據(jù)，可將鷹嘴巖危巖體的破壞類型分為三類，其中包括墜落式、傾倒式以及滑塌式。以下對三種破壞類型進(jìn)行詳細(xì)的講解。

1 墜落式

高懸于陡崖上緣的危巖體，在其后緣的順坡以裂隙以及兩側(cè)裂隙和層面為方向進(jìn)行切割，同時位于底部的泥巖較軟弱的基座受到前期的風(fēng)化作用而使凹腔形成，之后在多種因素的影響之下，例如巖體自重等，發(fā)生了墜落而使整體結(jié)構(gòu)處于失穩(wěn)狀態(tài)中，這種破壞類型稱為墜落式，如圖1所示。

2滑塌式

該種破壞方式主要是危巖體受坡體順坡外隙的控制，巖體的底部較軟弱的基座因此軟化產(chǎn)生塑性變形，并在兩種因素即重力以及靜力水壓的影響下產(chǎn)生了滑塌拉裂破壞，這種破壞方式稱為滑塌式。

3傾倒式

坡體的受順坡以裂隙為方向進(jìn)行切割從而發(fā)生滑移拉裂，并在兩種作用即重力、降雨的影響下，危巖體繞下部的基座支點(diǎn)朝著坡外的方向發(fā)生轉(zhuǎn)動，致使巖體向破外變形卸荷，由此巖體的重心向外傾倒，這時會使巖體產(chǎn)生傾倒式的變形，最終會演變成巖體坍塌崩壞，這種破壞方式稱為傾倒式。

四、鷹嘴巖危巖的誘發(fā)以及影響因素

對鷹嘴巖周圍山地的勘察發(fā)現(xiàn)，其邊坡的地形陡峭，最大的坡度可以達(dá)到70°左右，鷹嘴巖的山頂處是危巖的主要集中地，其同時也位于不利于地段，在汶川地震發(fā)生后，受到地震及余震的影響，巖石原來存在的節(jié)理以及裂隙進(jìn)一步的發(fā)展、貫通，致使巖體產(chǎn)生形成了很多對巖體穩(wěn)定性不利的危巖體，同時軟弱的巖層遇水時會軟化，由此發(fā)生壓縮變形或者是塑性擠出，這些都會降低巖體的穩(wěn)定性，總而言之，有眾多的因素影響著危巖的形成和發(fā)展，其中包括潛在的內(nèi)部原因以及外動力的作用。以下分別對內(nèi)在原因以及外動力做詳細(xì)的分析探討。

1內(nèi)在因素

影響危巖發(fā)展形成的內(nèi)在因素主要包括了地層巖性、地質(zhì)構(gòu)造以及地形地貌等三種：

（1）地層巖性。厚層狀砂巖為形成危巖體的物質(zhì)，其致密堅(jiān)硬且抗風(fēng)化的能力強(qiáng)，它常常的裸露并凸出了坡面，在其之下的泥巖層與砂巖相比，力學(xué)的性質(zhì)比較差，并且容易受到風(fēng)化剝蝕由此形成崖腔現(xiàn)象。特別是存在于底座的泥漿在遇到水時容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，由于上部的巖體存在重量會壓到底座的泥漿，從而促進(jìn)了其裂隙發(fā)展拉張，或者由于上部的巖體產(chǎn)生的巨大荷載會引發(fā)力矩，這使得裂隙會進(jìn)一步的擴(kuò)張，因此穩(wěn)定的巖體受到以上影響會逐漸的發(fā)展成為不穩(wěn)定的巖體，最終導(dǎo)致崩塌現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）地質(zhì)構(gòu)造。任何崩塌都存在著結(jié)構(gòu)面的參與，危險巖的坡體巖層的狀態(tài)接近水平，在砂巖的兩組裂隙中都存在著廣泛發(fā)育，并且切割深度較大。同時受到巖體層面裂隙、卸荷裂隙和風(fēng)化的裂隙的共同影響，將巖體分割成不一樣大小的塊體，這樣使得巖體的穩(wěn)定性減弱，加大了巖體崩塌的隱患。

（3）地形地貌。危巖體一般在10m~30m高的陡崖上發(fā)育，而陡崖是危巖體形成的基礎(chǔ)條件之一，第一它會促進(jìn)裂隙的發(fā)育，第二高陡的陡崖使危巖崩塌所產(chǎn)生的破壞力加大。

2外動力因素

外動力因素主要有：

（1）地震的影響。汶川地震發(fā)生的過程中，地殼強(qiáng)烈的運(yùn)動，為危巖的穩(wěn)定性減弱提供外部的動力。

（2）降雨。裂隙在山體的砂巖體內(nèi)發(fā)育，貫通性好，受到地形切割的作用，使富水性差。但是貫通砂巖的滲水會集中在泥巖軟基之上，泥巖遇水軟化而變形，這就使上覆砂巖體的變形破壞加大了，同時大氣降水會滲入到砂巖裂隙中，將可溶物質(zhì)溶解，這就使裂隙的擴(kuò)展以及貫通加速，使危巖體的崩塌破壞發(fā)展得到促進(jìn)。

（3）風(fēng)化作用。砂巖和泥巖的風(fēng)化程度存在差異，這就會使巖體形成巖腔，大約在0.5m~10m之間，其會使上覆砂巖危巖體的形成得到促進(jìn)。

五、對鷹嘴巖危巖的治理方案

目前對于危巖的治理措施主要有錨固、支撐以及嵌補(bǔ)等方式，這些方法能夠使軟弱基座承受的來自于危巖體的重壓減輕，同時還對巖體沿軟基剪出失穩(wěn)得到防治。對于局部的主要裂隙在發(fā)育，巖體的完整性差，因此不適宜用錨固以及支撐等方式來處理，可以采用爆破清除以及鋼繩網(wǎng)等方式來處理。對危巖體的治理應(yīng)以危巖體的形態(tài)特征以及其破壞方式和影響因素等等為根據(jù)，采取各種主動和被動的治理措施。

結(jié)語

綜上所述，陡峭的地形地貌條件以及砂、泥巖物流力學(xué)等特征因素，使得砂以及泥巖進(jìn)行差異性風(fēng)化由此形成巖腔，這是造成鷹嘴巖危巖形成的根本原因，而隨著雨水的增多，暴雨促使了荷裂隙的發(fā)展，加劇了危巖體的危險性，有可能造成巖體的坍塌，降低了危險巖的穩(wěn)定性，同時，在還存在地震的情況下，危巖體穩(wěn)定性會進(jìn)一步降低，因此做好危巖巖體的穩(wěn)定工作尤為重要，可以使用主動嵌補(bǔ)加以被動防護(hù)相結(jié)合的治治理方案來使危巖體的穩(wěn)定性增高。

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中圖分類號：P315

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A