赤水市侏羅系地層崩塌成因和特征分析
——以兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校后方斜坡為例

何 洪

（貴州省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局一〇六地質(zhì)大隊(duì)，貴州 遵義 563000）

赤水市位于貴州省西北部，地處赤水河中下游，是遵義市代管的縣級市，也是貴州省侏羅系、白堊系地層發(fā)育最好且出露最齊的地區(qū)。兩河口鎮(zhèn)位于赤水市西南部，是貴州省旅游重鎮(zhèn)和赤水丹霞世界自然遺產(chǎn)核心區(qū)。兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校位于集鎮(zhèn)邊上的景區(qū)入口對岸，距離集鎮(zhèn)約600 m。崩塌區(qū)位于兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校后方斜坡，經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，學(xué)校后方斜坡上分布大量孤石，單個(gè)孤石最大方量為51.27 m3，最小方量為0.34 m3，斜坡上植被發(fā)育，危巖體崩塌后堆積在斜坡上，未下落到學(xué)校內(nèi)。在斜坡上危巖體裂隙發(fā)育位置布設(shè)兩個(gè)簡易監(jiān)測點(diǎn)，其中，一號監(jiān)測點(diǎn)顯示裂隙寬度為22 cm，二號監(jiān)測點(diǎn)顯示裂隙寬度為10.1 cm，與監(jiān)測初期相比，變形明顯。

1 區(qū)域地質(zhì)背景

1.1 地層巖性

經(jīng)調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)主要出露地層為第四系崩坡積層（Q4col+dl）和侏羅系中統(tǒng)遂寧組（J2sh）。一是第四系崩坡積層。它主要由黏土及塊石組成，塊石直徑一般介于200 ～800 mm，最大直徑可達(dá)5.2 m，它由老崩塌、墜石等堆積而成，主要分布于斜坡體上的平緩地帶及斜坡體下部槽溝內(nèi)，塊石直徑變化較大，分布不均勻。二是侏羅系中統(tǒng)遂寧組。該層呈紅色，地層巖性為細(xì)砂巖夾泥巖，通常，厚度介于0.1 ～1.3 m。泥巖較砂巖抗風(fēng)化能力弱，泥巖經(jīng)風(fēng)化剝落及脫落形成明顯層間裂隙及凹巖腔[1-2]。

1.2 地質(zhì)構(gòu)造

研究區(qū)位于上揚(yáng)子陸塊四川中生代前陸盆地東西向構(gòu)造體系和南北向構(gòu)造體系的交接部位，主要構(gòu)造行跡由東西向展布的一系列寬緩褶皺群和逆斷層等壓性構(gòu)造組成，與南北向構(gòu)造行跡近垂直相交，形成橫跨褶皺，斷裂構(gòu)造不甚發(fā)育，巖層呈單斜產(chǎn)出，巖層產(chǎn)狀為65°∠7°。

2 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)屬長江流域赤水河水系，斜坡坡腳發(fā)育1 條溪流，流量約為200 L/s，它是該區(qū)地表水及地下水的主要排泄通道。研究區(qū)內(nèi)發(fā)育1 條沖溝，沖溝內(nèi)水量較大，約為30 L/s，排泄速度較快，其在學(xué)校附近匯入溪流，在兩河口鎮(zhèn)與盤龍河交匯，最終匯入赤水河。

2.1 地下水類型

研究區(qū)地下水類型有兩種，一種為裂隙水，另一種為孔隙水。孔隙水主要富集在第四系黏土層，該層具有結(jié)構(gòu)松散、孔隙大、滲透性強(qiáng)和富水性弱等特征。碎屑巖類基巖裂隙水含水巖組為侏羅系中統(tǒng)遂寧組砂巖，地下水的主要補(bǔ)給來源為大氣降水，地下水賦存于裂隙中，沿裂隙徑流，排泄于較低處河流。

2.2 地下水的補(bǔ)、徑、排條件

研究區(qū)內(nèi)地下水主要接受大氣降水補(bǔ)給，經(jīng)第四系殘坡積層含碎石黏土層向下滲透。部分水體沿巖土界面形成徑流排泄至地表，另一部分水體繼續(xù)下滲至砂巖裂隙中，通過裂隙通道徑流在地勢較低洼處排泄，最終匯入河流。

3 崩塌地質(zhì)災(zāi)害特征

3.1 崩塌區(qū)地貌特征

研究區(qū)地貌為中低山侵蝕河谷，局部地區(qū)為直立陡崖，巖體裸露，危巖多發(fā)育于上面。此外，斜坡上植被發(fā)育，分布大量曾經(jīng)發(fā)生崩塌而堆積的孤石。兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校分布在斜坡坡腳靠近溪流的相對平緩地帶。

3.2 危巖體分布特征

研究區(qū)危巖體主要分布在兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校后方斜坡上地形局部高陡的區(qū)域，巖體裸露，危巖體為細(xì)砂巖，節(jié)理裂隙較發(fā)育。巖體被切割成塊狀，由于砂巖與泥巖存在差異風(fēng)化，砂巖底部常形成凹巖腔，加之其受自重影響，極易發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害[3-4]。經(jīng)勘查，危巖帶底部通常分布有泥巖，厚度為0.1 ～1.3 m，經(jīng)風(fēng)化剝蝕，危巖帶底部通常形成較大的凹巖腔，加之區(qū)內(nèi)節(jié)理裂隙發(fā)育，凹巖腔上部巖體被裂隙切割成塊狀，形成多個(gè)危巖體，穩(wěn)定性較差。

3.3 崩塌物質(zhì)組成及類型

崩塌危巖帶主要分布有紅色中厚至厚層狀細(xì)砂巖夾紅色泥巖，危巖體巖性主要為紅色細(xì)砂巖，危巖體底部多分布有泥巖，是危巖體的軟弱基座。經(jīng)勘查，斜坡上還分布大量歷史上發(fā)生崩塌而堆積的孤石，形狀以塊狀為主，少量呈次圓狀，孤石塊徑在0.4 ～5.2 m。

3.4 危巖體結(jié)構(gòu)特征

研究區(qū)內(nèi)危巖體巖性主要為細(xì)砂巖，其節(jié)理裂隙發(fā)育，顏色為紅色，為厚至中厚層狀，主要發(fā)育1 條后緣陡外傾裂隙及2 條側(cè)緣裂隙，巖體被節(jié)理裂隙切割，形成塊狀為主的危巖體。危巖體主要受節(jié)理裂隙控制，同時(shí)也受巖體強(qiáng)度及重心控制。由于危巖體巖性為紅色中厚層至厚層狀細(xì)砂巖，其底部多分布紅色泥巖，在差異風(fēng)化的作用下，大多數(shù)危巖體底部發(fā)育凹巖腔。

4 崩塌穩(wěn)定性評價(jià)

勘查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)發(fā)育9 個(gè)危巖帶、21 個(gè)危巖體，危巖體巖性為紅色中厚層至厚層狀砂巖，裂隙寬度為1 ～10 cm。巖體受陡外傾裂隙及側(cè)緣裂隙切割，沿層間裂隙形成塊狀危巖體，使其與母巖脫離，加之大氣降水、風(fēng)化和植物根劈作用，危巖體易失穩(wěn)而發(fā)生崩塌。下面利用赤平投影分析法對危巖體的穩(wěn)定性進(jìn)行定性評價(jià)。研究區(qū)多數(shù)危巖體可能會發(fā)生傾倒式崩塌，其穩(wěn)定性評價(jià)模型如圖1 所示。

圖1 傾倒式危巖體穩(wěn)定性評價(jià)模型

危巖體由后緣巖體抗拉強(qiáng)度控制時(shí)，若危巖體重心在傾覆點(diǎn)之外，則按式（1）進(jìn)行計(jì)算，若危巖體重心在傾覆點(diǎn)之內(nèi)，則按式（2）進(jìn)行計(jì)算。研究區(qū)地震基本烈度不高，屬地震活動不頻繁區(qū)，區(qū)域穩(wěn)定性較好，故危巖體穩(wěn)定性計(jì)算及支護(hù)設(shè)計(jì)不考慮地震作用。巖體穩(wěn)定性計(jì)算主要考慮兩種工況，一是不考慮孔隙水壓力，二是考慮孔隙水壓力。穩(wěn)定性評價(jià)結(jié)果顯示，研究區(qū)內(nèi)危巖體處于基本穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)。如果采取適宜的工程治理措施，就能消除崩塌地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，確保周邊人員安全和學(xué)校正常運(yùn)轉(zhuǎn)。

式中：F為危巖體的穩(wěn)定性系數(shù)；flk為危巖體的抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，kPa；H為后緣裂隙上端到未貫通段下端的垂直距離，m；h為后緣裂隙深度，m；α為危巖體與基座接觸面傾角，°；β為后緣裂隙傾角，°；b為后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點(diǎn)的水平距離，m；W為產(chǎn)生地震力的重力荷載，kN；a為危巖體重心到傾覆點(diǎn)的水平距離，m；Q為地震力，kN/m；h0為危巖體重心到傾覆點(diǎn)的垂直距離，m；V為裂隙水壓力，kN/m；hw為后緣裂隙充水高度，m。

5 結(jié)論

赤水市兩河口實(shí)驗(yàn)學(xué)校后方斜坡發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，勘查發(fā)現(xiàn)，研究區(qū)發(fā)育21 個(gè)危巖體、9 個(gè)危巖帶。危巖體總方量為1 594.86 m3，斜坡上分布42 個(gè)崩塌孤石，孤石總方量為352.28 m3。研究區(qū)地形坡度較陡，抗風(fēng)化能力差異大，砂巖與泥巖組合軟硬相間，受節(jié)理裂隙、大氣降水、風(fēng)化、植物根劈等因素共同作用，地質(zhì)災(zāi)害頻發(fā)。研究區(qū)崩塌地質(zhì)災(zāi)害的潛在威脅對象為學(xué)生、教師和建筑物，潛在威脅資產(chǎn)價(jià)值約為1 500 萬元，危害程度大。經(jīng)崩塌穩(wěn)定性評價(jià)，若采取適宜的工程治理措施，則可消除崩塌地質(zhì)災(zāi)害風(fēng)險(xiǎn)，確保周邊人員安全和學(xué)校正常運(yùn)轉(zhuǎn)。