哈密市天山鄉(xiāng)煥彩溝溝口崩塌發(fā)育特征及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

王延榮，郭 麗

(甘肅省地礦局水文地質(zhì)工程地質(zhì)勘察院，甘肅 張掖 734000)

研究區(qū)位于哈密市伊州區(qū)天山鄉(xiāng)北部中山區(qū)，隸屬天山鄉(xiāng)，南向距離哈密市市區(qū)約40 km，市區(qū)到研究區(qū)有S302省道相連，交通條件較好。研究區(qū)整體呈矩形，南北長(zhǎng)450～500 m，東西寬750～800 m，面積為0.21 km2。本文在對(duì)研究區(qū)崩塌災(zāi)害野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，并結(jié)合相關(guān)參考文獻(xiàn)[1-5]，對(duì)研究區(qū)崩塌危巖體的發(fā)育特征進(jìn)行了分析，并對(duì)崩塌危巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行了評(píng)價(jià)，提出了防治措施建議。研究結(jié)果為進(jìn)一步開(kāi)展研究區(qū)內(nèi)崩塌災(zāi)害治理勘查、施工設(shè)計(jì)等提供基礎(chǔ)性依據(jù)。

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境分析

1.1 地形地貌

研究區(qū)地處哈密市伊州區(qū)北部小起伏中山區(qū)、天山廟溝中下游，研究區(qū)總體地勢(shì)東高西低、北高南低，研究區(qū)地貌類型可分為兩類，分別為構(gòu)造侵蝕-剝蝕中山地貌和河谷地貌。

1.2 地層巖性

研究區(qū)主要出露地層為華力中期第二侵入的花崗巖及第四系，未見(jiàn)基巖出露。其中：

1.2.1 華力中期第二侵入的花崗巖

在研究區(qū)內(nèi)及周邊區(qū)域廣泛出露，呈灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，造巖礦物主要為石英30%～40%，鉀長(zhǎng)石粒徑約0.2～1.0 cm，次生礦物由絹云母、綠泥石及方解石等。構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，根據(jù)物探解譯結(jié)果顯示，巖體強(qiáng)風(fēng)化層真厚度(垂直坡向)一般為5～10 m，節(jié)理裂隙較為發(fā)育。

1.2.2 第四系

1)上更新-全新統(tǒng)沖洪積層

該層主要分布河床上，沖洪積形成，雜色，主要巖性為圓礫和卵石，含少量中粗砂，無(wú)膠結(jié)。

2)全新統(tǒng)坡積層

該層主要受重力及間歇性洪流搬、運(yùn)堆積形成，根據(jù)探井揭露，其表層0～0.8 m為多為粉土夾較多角礫石，植被根系比較發(fā)育；0.8 m以下為角礫層，骨架顆粒為巖體風(fēng)化剝落的角礫，分選差，粒徑一般2～50 cm不等，多呈棱角狀，以粉土填充為主。該層厚度變化較大，據(jù)物探資料該層厚度一般10 m。

3)全新統(tǒng)泥石流堆積層

平面展布形態(tài)呈扇形，在堆積區(qū)前緣因人工開(kāi)挖及河水沖蝕作用，扇形完整率約75%，堆積區(qū)東西長(zhǎng)75 m，寬72 m，巖性為角礫，中粗砂及粉土充填。

1.3 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)地下水類型主要為基巖裂隙水和第四系孔隙潛水。

1.3.1 基巖裂隙水

基巖裂隙水主要分布于研究區(qū)東西兩側(cè)的山體，含水層巖性以花崗巖為主，風(fēng)化裂隙為基巖裂隙水的形成提供了良好的儲(chǔ)水空間和過(guò)水通道，受節(jié)理裂隙控制。降水入滲是地下水的重要補(bǔ)給源，常以側(cè)向排泄形式排入河道中。富水性差異較大，在研究區(qū)范圍內(nèi)未見(jiàn)泉水出露。

1.3.2 第四系孔隙潛水

第四系孔隙潛水分布于研究區(qū)西側(cè)為天山廟溝，河床內(nèi)分布著較厚的第四系松散巖層，賦存有單一結(jié)構(gòu)孔隙潛水。地下水主要接受河水滲漏補(bǔ)給、大氣降水的入滲補(bǔ)給。地下水徑流方向總體由北向南，與地形坡降和地表水流向一致。根據(jù)本次勘查中采取了河水水樣，并進(jìn)行測(cè)試分析。天山廟溝河水為HCO3·SO4-Ca型水，可溶性固體總鹽240 mg/L(<0.5 g/L)，水質(zhì)較好。

1.4 工程地質(zhì)條件

研究區(qū)內(nèi)的巖土體劃分為巖體和土體。巖體為塊狀較堅(jiān)硬以花崗巖為主的侵入巖組，巖性主要為花崗巖，呈灰白色，中粗粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，造巖礦物主要為石英30%～40%，鉀長(zhǎng)石粒徑約0.2～1.0 cm，次生礦物由絹云母、綠泥石及方解石等。構(gòu)造節(jié)理裂隙較發(fā)育，根據(jù)物探解譯結(jié)果顯示，巖體強(qiáng)風(fēng)化層真厚度(垂直坡向)一般為5～10 m。土體按成因主要分為以下幾種類型：

1.4.1 礫類土多層土體

主要分布在山體坡腳西側(cè)、天山廟溝河谷地段，主要由沖洪積作用形成的卵石層組成，該處卵石粒徑8～30 cm為主，最大可見(jiàn)70 cm，分選較差，磨圓度較好，卵石母巖成分以砂巖、花崗巖為主，中粗砂填充，含少量泥質(zhì)，為天然料場(chǎng)，地基承載力特征值按照經(jīng)驗(yàn)取值為350 kPa，工程地質(zhì)條件好。

1.4.2 泥石流堆積層

分布在研究區(qū)北側(cè)，居民房屋及羊圈的北側(cè)，平面展布形態(tài)呈扇形，在堆積區(qū)前緣因人工開(kāi)挖及河水沖蝕作用，扇形完整率約75%，堆積區(qū)東西長(zhǎng)75 m，寬72 m，巖性為角礫，中粗砂及粉土充填，工程地質(zhì)條件較差。不宜做構(gòu)筑物的天然地基。

2 研究區(qū)崩塌發(fā)育特征分析

研究區(qū)內(nèi)單個(gè)危巖體分布較密集，多呈(面)片狀大面積排列分布，劃分出6個(gè)危巖體，編號(hào)為B1-B6。

2.1 B1危巖體

該危巖體位于研究區(qū)南側(cè)、煥彩溝出溝口北側(cè)的斜坡上。危巖體最大高差為35 m，坡度58°左右，局部近直立，平均坡寬約20 m，單塊危巖體體積一般0.1～0.5 m3，危巖體在基巖處可統(tǒng)計(jì)3組節(jié)理，以典型裂隙統(tǒng)計(jì)點(diǎn)L1為例，其中最發(fā)育的一組節(jié)理產(chǎn)狀為5°∠78°，其他三組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為285°∠76°和19°∠22°，危巖體體積約2 000 m3。估算崩塌堆積體體積約4 m3，堆積體內(nèi)最大塊體粒0.4×0.4×0.2 m，最小塊體粒徑1 cm，平均塊徑在0.3 m左右。

2.2 B2危巖體

該危巖體位于研究區(qū)中部、道路東側(cè)。危巖體總體坡度45°左右，單塊危巖體體積一般0.1～0.2 m3，危巖體在基巖處可統(tǒng)計(jì)3組節(jié)理，以典型裂隙統(tǒng)計(jì)點(diǎn)L2為例，其中最發(fā)育的一組節(jié)理產(chǎn)狀為77°∠77°，其它兩組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為284°∠76°和30°∠25°，危巖體體積約2 100 m3。主要崩落方向?yàn)?50°左右，少量崩落到期南側(cè)的沖溝中，通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查來(lái)看，部分已人為清理，危巖體坡腳分布較少。

2.3 B3危巖體

該危巖體位于研究區(qū)中部東側(cè)、B2危巖體北側(cè)的斜坡上。危巖體分布最大高度39 m，產(chǎn)狀為233°∠51°，其他三組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為64°∠22°，284°∠80°和30°∠25°，裂隙長(zhǎng)度1～3 m不等，最長(zhǎng)可達(dá)4 m，張開(kāi)寬度一般為0.5～3 cm，切割的單塊危巖體體積一般0.01～0.5 m3。危巖體體積約2 700 m3。B3危巖體坡腳處堆積體主要因表層巖體受風(fēng)化裂隙切割在一定條件下發(fā)生崩塌。崩塌方向?yàn)?52°，崩塌堆積體塊石粒徑最大可達(dá)0.6×0.5×0.2 m，方量約0.9 m3。

2.4 B4危巖體

該危巖體位于研究區(qū)中部、B3危巖體北側(cè)的斜坡上。危巖體分布最大高度62 m，3組節(jié)理裂隙，主控節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀為235°∠58°，其他二組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為342°∠79°和63°∠18°，裂隙長(zhǎng)度1～3 m不等，最長(zhǎng)可達(dá)8 m，張開(kāi)寬度一般為0.5～5 cm，切割的單塊危巖體體積一般0.01～0.05 m3。危巖體體積約3 100 m3。崩塌堆積體塊石粒徑最大可達(dá)0.5×0.5×0.2 m，方量約2 m3。

2.5 B5危巖體

該危巖體位于研究區(qū)中部、B4危巖體北側(cè)斜坡下部。危巖體分布高程1 921～1 887 m，主要受卸荷裂隙切割。3組節(jié)理裂隙發(fā)育，主要節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀為267°∠59°，其他2組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為342°∠79°和65°∠24°，裂隙長(zhǎng)度1～3 m不等，最長(zhǎng)可達(dá)4 m，張開(kāi)寬度一般為3～10 cm，切割的單塊危巖體體積一般0.2～0.3 m3。崩塌堆積體塊石粒徑最大可達(dá)0.5×0.5×0.2 m。

2.6 B6危巖體

研究區(qū)北部、泥石流南部的斜坡上。危巖體分布最大高度56 m，主要受卸荷裂隙切割。4-組節(jié)理裂隙，主控節(jié)理裂隙的產(chǎn)狀為333°∠85°，其他3組節(jié)理裂隙產(chǎn)狀分別為258°∠63°、243°∠69°和310°∠55°，裂隙長(zhǎng)度1～3 m不等，最長(zhǎng)可達(dá)4 m，張開(kāi)寬度一般為1～8 cm，切割的單塊危巖體體積一般0.01～0.32 m3。危巖體體積約5 100 m3。崩塌方向?yàn)?48°，崩塌堆積體塊石粒徑最大可達(dá)0.4×0.4×0.2 m。

3 研究區(qū)崩塌穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

3.1 崩塌穩(wěn)定性評(píng)價(jià)

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，結(jié)合崩塌穩(wěn)定性野外判別標(biāo)準(zhǔn)。研究區(qū)內(nèi)的B1、B2、B3、B4、B5、B6危巖體均為小型崩塌。由于分布的范圍較小，6處崩塌危巖體均為巖質(zhì)崩塌，破壞形式多為滑移式與傾倒式破壞。受構(gòu)造及節(jié)理裂隙切割情況基本相似，因此對(duì)各崩塌危巖體的定性評(píng)價(jià)結(jié)果基本一致，各危巖體后緣發(fā)育卸荷裂隙，危巖體后緣裂隙發(fā)育的地段將危巖體與后緣母巖分離，個(gè)別危巖后緣卸荷裂隙基本貫通。依據(jù)崩塌穩(wěn)定性野外判別標(biāo)準(zhǔn)，對(duì)研究區(qū)的6處危巖體定性評(píng)價(jià)為現(xiàn)狀工況下穩(wěn)定性較差，在地震或暴雨、融雪等誘發(fā)作用下可能造成失穩(wěn)，導(dǎo)致崩塌發(fā)生。

3.2 崩塌防治措施建議

結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特點(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果，擬提出如下建議：

3.2.1 搬遷避讓

將坡腳處1戶居民搬遷至伊州區(qū)規(guī)劃區(qū)。該處僅一間房屋，且作為牧民夏天放牧期間居住，該方案作為推薦方案提出，實(shí)施簡(jiǎn)單，可操作性強(qiáng)，費(fèi)用較低。

3.2.2 監(jiān)測(cè)預(yù)防

(1)以定期目視檢查及安裝裂縫監(jiān)測(cè)儀進(jìn)行監(jiān)測(cè)，人工定期監(jiān)測(cè)暴雨降水量及危巖體裂隙發(fā)育情況等，對(duì)裂縫的變化情況進(jìn)行監(jiān)測(cè)記錄，將監(jiān)測(cè)報(bào)告及時(shí)提交相關(guān)單位和部門(mén)以便及時(shí)綜合分析，發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情及時(shí)處理。定期目視檢查一般為半月或每月進(jìn)行一次。

(2)在研究區(qū)邊界道路南側(cè)設(shè)立警示標(biāo)牌，更好地提醒周圍過(guò)往車輛、牧民等注意防范地質(zhì)災(zāi)害。

(3)加強(qiáng)地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)的宣傳工作，在鄉(xiāng)政府的統(tǒng)一安排下，由伊州區(qū)自然資源局及天山鄉(xiāng)地質(zhì)災(zāi)害主管部門(mén)牽頭，相關(guān)部門(mén)配合，對(duì)通過(guò)地質(zhì)災(zāi)害威脅區(qū)域附近的車輛司機(jī)及牧民做好地質(zhì)災(zāi)害防治知識(shí)的宣傳工作，使得人人均能作為防災(zāi)減災(zāi)的監(jiān)測(cè)人、責(zé)任人和受益人。

3.2.3 工程措施

工程措施可以采取危巖清理+SNS柔性防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行治理。由于研究區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害為不穩(wěn)定斜坡上裂縫產(chǎn)生的危巖體，該危巖體以傾倒式及滑移式產(chǎn)生崩塌災(zāi)害的特點(diǎn)，各處堆積塊石塊徑一般0.3～0.5 m，現(xiàn)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查，對(duì)于各處危巖體上部的危巖及孤石清除工作，對(duì)6處崩塌危巖體進(jìn)行掛SNS柔性網(wǎng)的防治方案進(jìn)行災(zāi)害防治。

4 結(jié)語(yǔ)

(1)研究區(qū)位于哈密市伊州區(qū)北部小起伏中山區(qū)、天山廟溝中下游。研究區(qū)主要出露地層為華力中期第二侵入的花崗巖及第四系；地下水類型主要為基巖裂隙水和第四系孔隙潛水，工程地質(zhì)巖組為礫類土多層土體和泥石流堆積層。

(2)研究區(qū)6個(gè)危巖體均為小型巖質(zhì)崩塌，破壞形式多為滑移式與傾倒式破壞；通過(guò)野外判別法研究區(qū)的6處危巖體在現(xiàn)狀工況下穩(wěn)定性較差，在地震或暴雨、融雪等誘發(fā)作用下可能造成失穩(wěn)，導(dǎo)致崩塌發(fā)生。

(3)結(jié)合地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)育特點(diǎn)、地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)估結(jié)果，對(duì)區(qū)內(nèi)崩塌危巖體可以采取“搬遷避讓+監(jiān)測(cè)預(yù)防+工程措施”的防治工程措施，其中工程措施為危巖清理+SNS柔性防護(hù)網(wǎng)。