某市崩塌區(qū)危巖形成機(jī)制及發(fā)展趨勢(shì)研究

周振華++李小萌

摘要： 研究區(qū)地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)，對(duì)該區(qū)周邊人民的生命財(cái)產(chǎn)造成巨大的威脅。本文通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)的勘查并結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究對(duì)該區(qū)崩塌區(qū)危巖的形成機(jī)制及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析研究，經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)該區(qū)在多種因素如構(gòu)造作用，在風(fēng)化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個(gè)體有繼續(xù)發(fā)展為欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定的趨勢(shì)，將嚴(yán)重影響下方村民和房屋財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)詳細(xì)的勘查和分析，為之后的進(jìn)一步防治工程工作提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，并具有一定的指導(dǎo)意義。

Abstract： The geological disasters occur frequently in the study area， which pose a great threat to the lives and property of the people around the area. In this paper， through on-site detailed exploration and combined with research by related scholars， it makes a research and analysis on the formation mechanism and development trend of in the collapse area. The study showed that in this area， under a variety of factors such as tectonics， the weathering， root wedging and seismic force， bare rock has continued to develop in the stable and unstable trend， which will seriously affect the villagers and houses property safety. Through detailed exploration and analysis， it provides a reliable geological basis for further prevention and control project， and has certain guiding significance.

關(guān)鍵詞： 崩塌區(qū)；危巖；形成機(jī)制；發(fā)展趨勢(shì)

Key words： collapse area；dangerous rock；formation mechanism；development trend

中圖分類號(hào)：P642.21 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1006-4311（2017）22-0166-03

0 引言

研究區(qū)所在地是云南省地質(zhì)災(zāi)害最發(fā)育的縣（市）之一，該區(qū)已發(fā)現(xiàn)地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)155處，其中滑坡102個(gè)、泥石流溝26條、崩塌12個(gè)、不穩(wěn)定斜坡14處、地面塌陷1處，且 85%以上災(zāi)點(diǎn)處于不穩(wěn)定狀態(tài)，區(qū)內(nèi)目前尚有1602戶17411人不同程度受到地質(zhì)災(zāi)害的威脅與危害，威脅資產(chǎn)達(dá)28674萬(wàn)元。區(qū)內(nèi)的奉科鎮(zhèn)、寶山鄉(xiāng)為地質(zhì)災(zāi)害高易發(fā)區(qū)，已被劃分為地質(zhì)災(zāi)害重點(diǎn)防治區(qū)，寶山鄉(xiāng)果樂二組崩塌、寶山鄉(xiāng)長(zhǎng)豐三社崩塌和奉科鎮(zhèn)柳青村聯(lián)合一組危巖就位于重點(diǎn)防治區(qū)內(nèi)。

為加快地質(zhì)災(zāi)害防治工作步伐，科學(xué)有效地防治地質(zhì)災(zāi)害，保護(hù)人民生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)該區(qū)內(nèi)寶山鄉(xiāng)果樂二組、寶山鄉(xiāng)長(zhǎng)豐三社、奉科鎮(zhèn)聯(lián)合一組共三處崩塌隱患進(jìn)行詳細(xì)的現(xiàn)場(chǎng)勘查，為下一步治理工程工作的開展提供依據(jù)。

1 研究區(qū)概況

研究區(qū)位于青藏高原東南邊緣橫斷山脈向云貴高原過(guò)渡的銜接地段，兼具橫斷山峽谷和滇西高原兩單元的地貌特征，有山地、盆地（壩子）、河谷三類[1]。區(qū)內(nèi)地層發(fā)育較完整，從元古界石鼓巖群（Pt1s）至新生界第四系地層均有出露，以上古生界泥盆、石炭、二疊系和中生界三疊系分布較為廣泛，前者主要分布于縣區(qū)中部，巖性以海相中～基性火山巖與碳酸鹽巖、硅質(zhì)巖、碎屑巖為主，局部地區(qū)上二疊系夾薄煤層；后者主要分布于縣區(qū)南部，以砂巖、泥頁(yè)巖、灰?guī)r為主?？h區(qū)北部，上述兩套地層混雜出露。第四系松散堆積物以冰水堆積、沖洪積、殘坡積和重力堆積為主，主要分布在壩區(qū)、河谷和低緩斜坡上。

從地質(zhì)構(gòu)造中來(lái)看，研究區(qū)處于藏滇地槽與揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的結(jié)合部，構(gòu)造復(fù)雜，斷裂、褶皺發(fā)育，構(gòu)造以北東向和北西向?yàn)橹?，次為南北向。玉龍雪山以東為揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)的鹽源、麗江臺(tái)緣凹陷；玉龍雪山及以西為屬雅江地槽的中甸褶皺帶。由于其位于青藏高原東南邊緣橫斷山脈向云貴高原過(guò)渡的銜接地段，并受亞熱帶季風(fēng)氣候影響，雨熱同季，加之本區(qū)自第四紀(jì)以來(lái)地殼強(qiáng)烈抬升，以金沙江、瀾滄江為主流的地表水系強(qiáng)烈深切，造成地形陡峻，使之地表逕流條件良好，并有利于地下水的循環(huán)交替，從而決定了本區(qū)巖體內(nèi)的地下水不甚豐富、坡降大、埋藏深的基本特征[2]。

2 危巖形成機(jī)制和發(fā)展趨勢(shì)

2.1 危巖形成機(jī)制

2.1.1 影響因素分析

①地形地貌：危巖區(qū)地形均較陡，坡度40°以上，巖體突出于斜坡上，存在一定的臨空面，坡肩部位易產(chǎn)生卸荷作用，巖體內(nèi)應(yīng)力重新分布，頂部卸荷裂隙發(fā)育，卸荷裂隙不斷加深加寬并向深部發(fā)展，從而使危巖體發(fā)生破壞并向下墜落。

②地層巖性及構(gòu)造：勘查區(qū)基巖主要以灰?guī)r類為主，屬較硬巖，在構(gòu)造作用下，節(jié)理裂隙發(fā)育，易破裂成塊狀和碎裂狀，破壞了巖體的完整性，加劇了巖體的不穩(wěn)定性。

③水的作用：勘查區(qū)基巖以灰?guī)r類為主，在雨水作用下，易出現(xiàn)溶蝕，如奉科鎮(zhèn)柳青村危巖因巖溶作用出現(xiàn)大量的巖腔而破壞了巖體的穩(wěn)定性。另外巖體的節(jié)理裂隙進(jìn)入雨水后，起到了一定的潤(rùn)滑作用，加劇了結(jié)構(gòu)面之間挫動(dòng)的可能性，同時(shí)雨水加速了結(jié)構(gòu)面的風(fēng)化，造成巖體更易失穩(wěn)破壞。

④風(fēng)化作用：裸露的基巖在風(fēng)吹日曬下極易風(fēng)化，破壞了巖體表層結(jié)構(gòu)，尤其是巖體存在差異，對(duì)巖體結(jié)構(gòu)影響較大，破壞巖體的完整性，加劇了巖體的不穩(wěn)定性。

⑤植物根劈作用：在果樂村和長(zhǎng)豐三社勘查區(qū)，坡體局部植物生長(zhǎng)茂盛，根系發(fā)達(dá)，危巖體中部分裂隙是由植物根劈作用產(chǎn)生的，而且隨著植物根系的生長(zhǎng)，裂隙不斷加深和加寬，并且產(chǎn)生橫向作用力，使得危巖體易于失穩(wěn)破壞。在果樂村危巖勘查區(qū)坡頂巖體中原對(duì)巖體起到錨固作用的樹木，現(xiàn)出現(xiàn)樹木枯萎，根系枯竭，原有的錨固作用喪失，加劇了危巖的形成。

⑥地震作用：玉龍縣位于中甸-大理地震帶內(nèi)，區(qū)內(nèi)地震頻發(fā)，近年來(lái)，發(fā)生了多次有感地震，且出現(xiàn)了幾次危巖體崩落影響當(dāng)?shù)卮迕癜踩氖鹿省Ｒ虼私陙?lái)的地震對(duì)危巖體的穩(wěn)定性造成了一定的影響。

2.1.2 形成機(jī)制分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)各個(gè)危巖體的基本特征并結(jié)合危巖形成的影響因素分析，勘查區(qū)內(nèi)危巖體的形成機(jī)制為：

①傾倒式危巖：果樂村勘查區(qū)巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，斜坡坡度較陡，具有臨空面，在植物根劈作用或不利的結(jié)構(gòu)面影響下，當(dāng)巖塊的抗傾覆力矩小于傾覆力矩時(shí)，巖塊發(fā)生傾倒，從而形成傾倒式危巖；長(zhǎng)豐三社危巖勘查區(qū)，坡體陡傾，節(jié)理裂隙發(fā)育，部分節(jié)理呈張開狀，形成陡傾的裂隙面，巖體底部具有一定的支撐體，在地震等外力作用下，將沿裂隙面開裂傾倒；奉科鎮(zhèn)柳青村危巖主要因底部巖溶形成的巖腔，使得整個(gè)巖體重心外傾，坡體前緣臨空為巖體的失穩(wěn)提供了條件，一旦受到地震等作用，重心不穩(wěn)，將從后緣軟弱帶出現(xiàn)斷裂而傾倒?jié)L落。

②墜落式危巖：主要分布于果樂村危巖區(qū)，因底部懸空形成巖腔，使上部巖體失去支撐，在自身重力作用下，巖體巖結(jié)構(gòu)面破壞墜落，從而形成墜落式危巖。另外就是底部懸空，具有一定的臨空面，受根劈作用，加速了結(jié)構(gòu)面的破壞而發(fā)生破裂墜落。

2.1.3 危巖的變形破壞方式

果樂村危巖區(qū)受強(qiáng)烈構(gòu)造作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，且呈無(wú)序狀，將巖體分割成不同程度的塊狀和碎裂狀。該區(qū)主要以反向坡為主，危巖底部破碎的巖體脫離母體，形成不同程度的巖腔，加劇了巖體的不穩(wěn)定性。加之斜坡整體較陡，裸露突出的基巖在風(fēng)化作用下，受自身重力作用也容易失穩(wěn)破壞。

長(zhǎng)豐三社危巖區(qū)受強(qiáng)烈構(gòu)造作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，加之危巖區(qū)整體坡度較陡，臨空面范圍較大，在卸荷作用下出現(xiàn)了大量的張拉裂隙，且貫通性好，在降雨和地震作用下，容易脫落母體，出現(xiàn)傾倒破壞。

奉科鎮(zhèn)柳青村危巖區(qū)主要處于巖溶發(fā)育地帶，巖體底部溶蝕現(xiàn)象顯著，造成不同程度的巖腔分布，而前緣具有開闊的臨空面，巖體自身重心有前傾傾向，在地震作用下，易出現(xiàn)重心失穩(wěn)，后緣張拉剪斷，出現(xiàn)前傾以至于滾落，威脅坡腳村民生命安全。

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)具體情況，分析危巖區(qū)各個(gè)危巖體的特征， 結(jié)合危巖體母體特征、后緣裂隙發(fā)育特征、前緣臨空狀況，三處危巖區(qū)危巖體的變形破壞方式可歸納為傾倒式和墜落式兩種類型，如圖1、圖2。

傾倒式：切割體或分離體前緣臨空陡峭，給產(chǎn)生傾倒創(chuàng)造了條件。在變形時(shí)，危巖體頂部首先脫離母體，然后沿基底節(jié)點(diǎn)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而發(fā)生傾倒式破壞。

墜落式：該類危巖體下部凹腔發(fā)育較好，后緣呈在陡傾結(jié)構(gòu)面，后緣裂隙尚未完全貫通，危巖體有可能完全脫離母巖，向下墜落運(yùn)動(dòng)的可能性。其穩(wěn)定性主要取決于后緣裂隙的貫通狀況。

2.2 危巖發(fā)展和變化趨勢(shì)

2.2.1 危巖發(fā)展

果樂村危巖主要集中發(fā)育在坡體的中上部，因斜坡整體坡度較陡，植被較少，坡體上發(fā)育的裸露凸出基巖體，在構(gòu)造作用和風(fēng)化作用下，節(jié)理裂隙發(fā)育，往坡頂方向節(jié)理裂隙呈現(xiàn)無(wú)序化，將巖體切割成塊狀和碎裂狀，形成的一個(gè)個(gè)孤立危巖塊體，在根劈、地震、降雨等外力作用下，出現(xiàn)局部脫離母體滾動(dòng)下落或形成巖腔，破壞了巖體的穩(wěn)定性。坡頂危巖帶為裸露的泥灰?guī)r，呈碎裂狀塊體結(jié)構(gòu)，風(fēng)化作用強(qiáng)烈，在根劈作用下，將巖體劈裂成塊體，一旦受到地震等外力作用，塊體極易脫離母體而崩落。因局部危巖個(gè)體在以前排危過(guò)程中已采用混凝土對(duì)巖腔做了支撐嵌補(bǔ)，起到了一定的作用，但因技術(shù)等因素限制，嵌補(bǔ)不完整，并未達(dá)到徹底解決危巖體變形破壞的現(xiàn)狀。

長(zhǎng)豐三社危巖主要集中于后緣形成的陡崖地帶，因受到強(qiáng)構(gòu)造作用，節(jié)理裂隙發(fā)育，危巖帶中間部位巖體破碎，呈碎塊狀，部分已形成巖腔，極易出現(xiàn)掉落，危巖帶南端張拉裂隙發(fā)育，目前發(fā)育有5個(gè)危巖個(gè)體，因均發(fā)育在陡崖腳位置，受到坡腳支撐或者底部并未貫通，目前處于穩(wěn)定狀態(tài)～基本穩(wěn)定狀態(tài)；危巖帶北端巖體整體呈層狀分布，但受到構(gòu)造作用，中硬性泥灰?guī)r，尤其是表層巖體已被切割成塊體，發(fā)育有1個(gè)危巖體，后壁裂縫成張開狀，處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

奉科鎮(zhèn)柳青村危巖位于高山深谷地帶，發(fā)育在柳青村聯(lián)合一組后山較陡的斜坡上，距離坡腳村民聚居點(diǎn)400m左右，為突出的灰?guī)r，分布于鄉(xiāng)村道路的上下，底部受到溶蝕作用出現(xiàn)巖腔，對(duì)巨石塊體的穩(wěn)定性造成影響，因危巖塊體均為整體塊狀，底部又與母體連接，整體穩(wěn)定性好，但因存在較大的臨空面，一旦受到外力作用，易出現(xiàn)重心失穩(wěn)而剪斷破壞，威脅坡腳村民安全。目前危巖體處于基本穩(wěn)定狀態(tài)。

因此勘查區(qū)內(nèi)受構(gòu)造運(yùn)動(dòng)影響，裂隙發(fā)育，坡度較陡，基巖裸露，風(fēng)化現(xiàn)象嚴(yán)重，坡體中上部植被較好，根劈作用顯著，加之受降雨的影響極易出現(xiàn)坡體前緣陡峭危巖體脫落掉塊。坡體表層一旦出現(xiàn)危巖掉塊，將呈現(xiàn)巖腔，如果不能及時(shí)處理，將繼續(xù)向后延伸，影響整個(gè)坡體的穩(wěn)定。

2.2.2 危巖的變化趨勢(shì)

據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，從現(xiàn)狀地形條件以及影響因素分析，果樂村危巖節(jié)理裂隙發(fā)育，構(gòu)造作用強(qiáng)烈，在風(fēng)化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個(gè)體有繼續(xù)發(fā)展為欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定的趨勢(shì)，將嚴(yán)重影響下方村民和房屋財(cái)產(chǎn)安全；長(zhǎng)豐三社危巖目前裂隙部分充填或者呈張開狀，如若繼續(xù)發(fā)展下去，在外力作用下有發(fā)展為欠穩(wěn)定到不穩(wěn)定的趨勢(shì)，將嚴(yán)重影響下方村民和房屋財(cái)產(chǎn)安全；奉科鎮(zhèn)柳青村危巖一旦繼續(xù)發(fā)展將有可能剪斷傾倒破壞而滾落，因巖體呈整體狀，所產(chǎn)生的后果不堪設(shè)想。

3 結(jié)論及建議

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)詳細(xì)的勘查并結(jié)合相關(guān)學(xué)者的研究對(duì)該區(qū)崩塌區(qū)危巖的形成機(jī)制及發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行分析研究，經(jīng)研究后發(fā)現(xiàn)該區(qū)在多種因素如構(gòu)造作用，在風(fēng)化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個(gè)體有繼續(xù)發(fā)展為欠穩(wěn)定和不穩(wěn)定的趨勢(shì)，將嚴(yán)重影響下方村民和房屋財(cái)產(chǎn)安全。通過(guò)詳細(xì)的勘查和分析，為之后的進(jìn)一步防治工程工作提供可靠的地質(zhì)依據(jù)，并具有一定的指導(dǎo)意義。

參考文獻(xiàn)：

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