和田縣努斯亞村崩塌發(fā)育特征及穩(wěn)定性評價

(新疆地礦局第一水文工程地質(zhì)大隊，新疆 烏魯木齊 830091)

努斯亞村崩塌災(zāi)害位于新疆南疆和田地區(qū)和田縣，行政區(qū)劃隸屬于郎如鄉(xiāng)管轄。以河(喀拉喀什河)為界，左岸為墨玉縣，右岸則為研究區(qū)。研究區(qū)對外交通主要是Y039縣鄉(xiāng)道路，交通條件較好。該崩塌災(zāi)害點具體位于郎如鄉(xiāng)努斯亞村東側(cè)斜坡，研究區(qū)范圍南北長約1 000 m，東西寬600 m，總面積0.6 km2。

本文以和田縣努斯亞村崩塌地質(zhì)災(zāi)害作為研究對象，先后開展了地形測量、地面測繪與調(diào)查、井探、物探及巖土測試樣品的采集等各項外業(yè)工作，并參考相關(guān)研究成果[1-5]，對研究區(qū)內(nèi)地質(zhì)環(huán)境條件，崩塌災(zāi)害發(fā)育特征、形成機制以及影響因素等進行了分析和評價，進而為后續(xù)當?shù)卣畬Ρ浪刭|(zhì)災(zāi)害點的工程治理提供理論基礎(chǔ)。

1 區(qū)域概況

1.1 地形地貌

研究區(qū)區(qū)地形總體呈南高北低，地形起伏一般，海拔高度在1 505～1 555 m，相對高差約50 m，地表植被不發(fā)育。研究區(qū)所處地貌類型為河谷二級階地，河谷呈“U”字型，寬約1 000 m。階地斜坡坡度48°。

1.2 地層巖性

研究區(qū)出露地層巖性主要為全新統(tǒng)沖積層。該地層廣泛分布于研究區(qū)范圍內(nèi)，斜坡之上地層巖性主要為卵石、砂礫石，雜色，松散，干燥，夾少量圓礫，卵石粒徑5～20 cm，母巖成分以花崗巖為主，厚度在20 m左右。斜坡下主要巖性為粉細砂及砂質(zhì)粉土，厚度大于5 m，結(jié)構(gòu)稍密實，潮濕。

1.3 工程地質(zhì)條件

研究區(qū)分布的工程地質(zhì)巖組主要為單一結(jié)構(gòu)的碎石土和單一結(jié)構(gòu)的砂土。

單一結(jié)構(gòu)的碎石土：主要分布于斜坡之上巖性為含土碎石。碎石多為次圓狀，結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)條件較差，厚度不均勻，一般大于10 m。

單一結(jié)構(gòu)砂土：主要分布于斜坡之下。巖性以沖積的粉細砂及砂質(zhì)粉土為主，結(jié)構(gòu)密實，厚度大于5 m，工程地質(zhì)條件差。

1.4 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)分布的地下水類型主要松散巖類孔隙水。主要分布于陡坡西部河谷內(nèi)的孔隙水含水層，含水層巖性為卵礫石和砂，主要接受河流入滲補給，根據(jù)水文地質(zhì)圖，單井涌水量大于5 000 m3/d，礦化度一般小于1 g/L。

1.5 人類工程活動

由于修建Y039公路，對原來階地斜坡進行切坡，改變了原來斜坡的穩(wěn)定性。其次是坡頂玉石的開挖也會改變原來斜坡的穩(wěn)定狀態(tài)。

2 崩塌災(zāi)害發(fā)育特征分析

2.1 崩塌災(zāi)害分布

崩塌地質(zhì)災(zāi)害分布于努斯亞村東側(cè)，根據(jù)崩塌所處的位置、地形地貌條件與發(fā)育形態(tài)，本次勘查將崩塌劃分為不穩(wěn)定斜坡1處，主要沿努斯亞村東側(cè)分布。

研究區(qū)內(nèi)發(fā)育的崩塌地質(zhì)災(zāi)害，從產(chǎn)生的要素上分析，其所處的地形地貌和地層巖性是控制崩塌地質(zhì)災(zāi)害的主導因素，雨水沖刷、地震是崩塌發(fā)生的誘發(fā)因素。

2.2 崩塌類型及特征

根據(jù)現(xiàn)場勘查，研究區(qū)內(nèi)崩塌包括不穩(wěn)定斜坡1處。依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)關(guān)于崩塌規(guī)模級別劃分標準、崩塌分類及特征劃分依據(jù)，判定崩塌規(guī)模及類型。崩塌災(zāi)害特征見表1。

2.2.1 不穩(wěn)定斜坡

該斜坡傾向220°，坡角48°，坡高約為50 m，寬度約1 000 m，厚度約為4 m，體積約80 000萬 m3，未見裂隙發(fā)育。坡面由于受到雨水沖刷，發(fā)育有數(shù)條小沖溝。在降雨及地震作用下，可能發(fā)生崩塌災(zāi)害，威脅坡體下部村民及道路上行人安全。

依據(jù)《滑坡防治工程勘查規(guī)范》(DZ/T0218-2006)關(guān)于崩塌規(guī)模級別劃分標準，該崩塌規(guī)模等級屬中型。根據(jù)崩塌分類及特征劃分依據(jù)，判定該土質(zhì)崩塌類型屬滑移式崩塌。

2.2.2 崩塌堆積物

本次勘查對坡腳分布的崩塌堆積物進行了調(diào)查，經(jīng)調(diào)查崩塌堆積體以偶見滾落的卵石為主，厚度小于0.1 m。根據(jù)現(xiàn)場判定，堆積物較穩(wěn)定不會造成二次危害。

表1 崩塌災(zāi)害特征匯總表

3 崩塌災(zāi)害形成機制及影響因素

3.1 形成機制

崩塌地質(zhì)災(zāi)害的形成機制包括內(nèi)因和外因兩個方面，它們相互聯(lián)系、相互補充，并由各種因素綜合確定的。其中內(nèi)因方面的因素包括地質(zhì)構(gòu)造因素、地層巖性因素、地形地貌因素等，外因方面的因素包括地震、持續(xù)強降雨、融雪入滲、水流沖刷作用和人類工程活動等。

3.2 影響因素

研究區(qū)主要發(fā)育有不穩(wěn)定斜坡1處，形成因素分析如下：

3.2.1 地層巖性

研究區(qū)內(nèi)斜坡的地層巖性為砂卵礫石。由于第四系松散堆積物的內(nèi)摩擦角及粘聚力較小，坡度較陡時在自身重力作用下斜坡容易不穩(wěn)定。使得危巖體破壞方式主要為失穩(wěn)。

3.2.2 降雨

研究區(qū)屬于大陸型干旱氣候區(qū)，多年年平均降水量38.9 mm，多集中在5月、6月、7月、8月四個月。降雨對裂隙面起浸潤作用，并進一步降低了內(nèi)摩擦角及粘聚力，減弱了裂隙面的摩擦阻力，同時增加了裂隙內(nèi)的水壓力，誘發(fā)危巖體崩塌。

3.2.3 地震

研究區(qū)地震基本烈度屬于Ⅷ度區(qū)，地震活動提供的地震力將激發(fā)不穩(wěn)定斜坡的進一步活動。在研究區(qū)內(nèi)，較大的地震活動能夠使斜坡結(jié)構(gòu)面強度降低，同時還將使基巖產(chǎn)生水平地震力，穩(wěn)定性降低，有可能誘發(fā)崩塌。

3.2.4 人類活動

研究區(qū)位于旅游景區(qū)內(nèi)，由于人為開發(fā)，對原始溝道地貌造成一定程度的改變，由于開挖坡腳、震動荷載、人為破壞等均成為斜坡向不穩(wěn)定方向發(fā)展的誘發(fā)因素。

3.3 崩塌災(zāi)害潛在危害

研究區(qū)內(nèi)土質(zhì)崩塌災(zāi)害規(guī)模屬小型，嚴重威脅了行人的生命、財產(chǎn)安全。目前該區(qū)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害未采取任何有效防治措施，發(fā)生崩塌后將直接威脅斜坡下部村民生命財產(chǎn)安全及道路的正常通行，影響當?shù)亟?jīng)濟發(fā)展。

4 崩塌災(zāi)害穩(wěn)定性和危險性評價

4.1 崩塌災(zāi)害穩(wěn)定性評價

土質(zhì)斜坡定性評價采用現(xiàn)場調(diào)查以及斜坡的天然狀態(tài)來確定可能失穩(wěn)結(jié)構(gòu)體的形態(tài)、規(guī)模及空間分布，預測不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性。定量分析是根據(jù)室內(nèi)試驗取得的巖體物理力學指標，根據(jù)不穩(wěn)定斜坡的破壞模式和不同工況進行分析計算，預測不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性。

4.1.1 定性評價

不穩(wěn)定斜坡位于整個研究區(qū)東側(cè)，坡體坡度約48°，巖性為碎石土，目前坡面上沒有發(fā)現(xiàn)明顯變形跡象。由此可見，研究區(qū)發(fā)育的潛在不穩(wěn)定斜坡目前是基本穩(wěn)定的。

4.1.2 定量評價

斜坡穩(wěn)定性評價利用理正巖土計算5.1版邊坡穩(wěn)定分析軟件，采用瑞典條分法自動搜索潛在最危險滑動面作為斜坡穩(wěn)定系數(shù)計算簡圖，然后采用瑞典條分法計算不同工況的穩(wěn)定系數(shù)和推力。

穩(wěn)定性計算時，選擇主勘探線作為參考剖面，將坡面簡化成標準坡面，以坡頂為起點，沿滑動面每個土條寬度設(shè)定為5 m，以此劃分計算塊段進行自動搜索滑面。因該斜坡為荒地，且根據(jù)勘探結(jié)果，斜坡體組成巖性為砂卵礫石，土體中不含水，故不考慮建筑物所產(chǎn)生的的附加荷載及地下水作用。分別計算天然狀態(tài)、天然加暴雨狀態(tài)、天然加地震狀態(tài)三種工況。

用瑞典條分法自動搜索潛在最危險滑動面對剖面進行計算，得出的潛在不穩(wěn)定斜坡在各種工況下的穩(wěn)定性計算結(jié)果見表2所示。

表2 斜坡穩(wěn)定性計算結(jié)果

4.1.3 綜合評價

現(xiàn)狀條件下定性評價斜坡基本穩(wěn)定；定量計算評價基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定。

因此，綜上所述：綜合評價研究區(qū)不穩(wěn)定斜坡穩(wěn)定性為基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定，需采取治理措施。

4.2 崩塌災(zāi)害危險性評價

4.2.1 現(xiàn)狀評價

該崩塌位于和田縣朗如鄉(xiāng)X625縣鄉(xiāng)公路K27 km處，根據(jù)本次勘查期間調(diào)查訪問，以往發(fā)生的崩塌災(zāi)害規(guī)模均為小型，僅在坡腳可見有少量塊石，以往未造成人員傷亡和較大財產(chǎn)損失，但對坡腳的道路一定程度的破壞，并阻礙公路的正常通行。造成的經(jīng)濟損失小于100萬元。崩塌災(zāi)害威脅對象主要為過往行人、車輛的生命財產(chǎn)安全。

綜上，研究區(qū)內(nèi)崩塌和潛在崩塌現(xiàn)狀未造成人員傷亡，造成的經(jīng)濟損失較小，現(xiàn)狀評價危害程度中等，危險性中等。

4.2.2 預測評價

該道路過往行人及車輛非常多，為朗如鄉(xiāng)到和田市的主要通行道路，一旦該崩塌穩(wěn)定失衡，將會對斜坡下居民及過往車輛、行人等構(gòu)成直接威脅，危害程度較大。綜合分析崩塌穩(wěn)定狀態(tài)與危害對象，判定危險性較大。

4.3 崩塌地質(zhì)災(zāi)害防治方案及建議

4.3.1 設(shè)立危險警示標志及避險區(qū)

在崩塌危巖體下游溝道內(nèi)設(shè)立危險警示標志及避險區(qū)，保證過往行人及車輛的生命財產(chǎn)安全。

4.3.2 錨固噴漿

可在不穩(wěn)定斜坡的坡腳修建擋土墻來增強不穩(wěn)定斜坡的穩(wěn)定性。

5 結(jié)語

(1)崩塌地質(zhì)災(zāi)害分布于努斯亞村東側(cè)，該崩塌規(guī)模等級屬中型。根據(jù)崩塌分類及特征劃分依據(jù)，判定該土質(zhì)崩塌類型屬滑移式崩塌。

(2)對崩塌地質(zhì)災(zāi)害的形成機制進行了分析。研究結(jié)果表明：其形成機制包括內(nèi)因和外因兩個方面，它們相互聯(lián)系、相互補充，并由各種因素綜合確定的。其中內(nèi)因方面的因素包括地質(zhì)構(gòu)造因素、地層巖性因素、地形地貌因素等，外因方面的因素包括地震、持續(xù)強降雨、融雪入滲、水流沖刷作用和人類工程活動等。

(3)對崩塌地質(zhì)災(zāi)害進行了穩(wěn)定性和危險性評價。評價結(jié)果表明：該崩塌地質(zhì)災(zāi)害在現(xiàn)狀條件下定性評價斜坡基本穩(wěn)定，定量計算評價基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定，綜合評價為基本穩(wěn)定-不穩(wěn)定，需采取治理措；研究區(qū)內(nèi)崩塌和潛在崩塌現(xiàn)狀未造成人員傷亡，造成的經(jīng)濟損失較小，現(xiàn)狀評價危害程度中等，危險性中等，而預測評價崩塌災(zāi)害危險性較大。可以通過設(shè)立危險警示標志及避險區(qū)以及錨固噴漿進行治理。