遵義市紅花崗區(qū)萬里路地質(zhì)災(zāi)害形成條件和誘發(fā)因素淺析

吳虹

[摘要]遵義市紅花崗區(qū)萬里路街道百藝社區(qū)側(cè)方陡崖發(fā)育危巖帶地質(zhì)災(zāi)害，為了消除、預(yù)防地質(zhì)災(zāi)害隱患，需要查明危巖發(fā)育情況。本文通過詳細的野外調(diào)查，勘察和測繪，查明區(qū)域危巖體的自然條件，工程地質(zhì)條件和危巖體發(fā)育特征，分析危巖體形成和誘發(fā)因素。經(jīng)調(diào)查區(qū)內(nèi)危巖體主要以滑移式和傾倒式破壞為主，以赤平投影和數(shù)學(xué)模型的定性和定量方式分析了區(qū)內(nèi)不同形式的危巖體穩(wěn)定性。研究發(fā)現(xiàn)，滑移型危巖體在工況下穩(wěn)定，工況Ⅱ下基本穩(wěn)定或者基本穩(wěn)定。傾倒式危巖體在工況Ⅰ下基本穩(wěn)定，工況Ⅱ中欠穩(wěn)定。

[關(guān)鍵詞]地質(zhì)災(zāi)害；崩塌；成因分析；穩(wěn)定性評價

遵義市紅花崗區(qū)萬里路街道百藝社區(qū)側(cè)方陡崖地帶發(fā)育（危巖破碎帶）崩塌地質(zhì)災(zāi)害。每日往來流動人口多，地質(zhì)災(zāi)害直接威脅常駐人210人，威脅流動人口大于500人，潛在經(jīng)濟損失預(yù)估約5000萬元。通過現(xiàn)場勘察探明危巖破碎帶長度約200 m，高度8～42 m，危巖破碎帶面積約5000 m2。破碎帶表層受裂隙切割、風(fēng)化作用等因素影響，發(fā)育松石、塊石及不穩(wěn)定楔形體，危巖體總體積約，1.2×104 m3，該崩塌地質(zhì)災(zāi)害屬于中型崩塌。為減輕、防止地質(zhì)災(zāi)害造成的經(jīng)濟損失，消除地質(zhì)災(zāi)害所造成安全威脅及不良影響，本文擬對該地質(zhì)災(zāi)害的形成條件和誘發(fā)因素進行探討，為工程防治提供技術(shù)參考。

1 自然地理及地質(zhì)背景條件

遵義紅花崗區(qū)地處云貴高原東偏北部地域，坐落于黔北地區(qū)中部區(qū)域，北倚婁山，南臨烏江。遵義市紅花崗區(qū)屬亞熱帶濕潤季風(fēng)氣候區(qū)，境內(nèi)氣候變化受季風(fēng)影響特別顯著，全年四季變化明顯，雨熱同季、溫差較小，氣候宜人。遵義市紅花崗區(qū)中心城區(qū)全年四季及晝夜溫差變化較小，年平均溫度15.2℃，年均降雨量10294.2 mm。

2 區(qū)域地質(zhì)條件

2.1 地形地貌

遵義市地處大婁山脈以東，烏江流左岸湘江河流域上游，位于云貴高原向湖南丘陵和四川盆地過度的斜坡地帶。紅花崗區(qū)地處黔北地域中心，位于黔北山原向黔中丘陵過渡地帶，地勢呈西高東低、北高南低，略呈階梯狀下降。屬于典型的構(gòu)造剝蝕中山、低中山山地地貌。其間發(fā)育有丘陵、峽谷、河谷階地。勘查區(qū)地形復(fù)雜，起伏變化較大，相對高差8～50 m，地貌類型多樣，境內(nèi)最高高程858.63 m，最低高程814.08 m，地質(zhì)災(zāi)害分布高程815.19～860.00 m。危巖破碎帶上植被發(fā)育，坡度70°～80°。

2.2 地層巖性

勘查區(qū)境內(nèi)出露地層巖性變化小，露頭良好，有巖溶等復(fù)雜地質(zhì)現(xiàn)象，第四系覆蓋層較薄，地質(zhì)界線清楚地層由新到老分別為第四系殘破積層（Q4dl+el）與三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T1m），各地層巖性特征概述如下：

（1）第四系殘破積層（Q4dl+el）

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)內(nèi)第四系覆蓋層主要為殘破積層，其物質(zhì)成分主要為粘土夾碎石、塊石，空間分布上具有厚薄不均的特點，呈黃色，黃褐色；可塑，硬塑；結(jié)構(gòu)稍密；稍濕；碎石含量5%-10%，碎石、塊石主要成分為碎塊狀及塊狀灰?guī)r。

（2）三疊系下統(tǒng)茅草鋪組（T1m）

地質(zhì)災(zāi)害區(qū)境內(nèi)基巖露頭良好，出露巖性為三疊系下統(tǒng)茅草鋪組灰?guī)r，灰色，灰白色；薄至中厚層狀；裂隙發(fā)育，溶蝕現(xiàn)象明顯。

2.3 地質(zhì)構(gòu)造

勘查區(qū)地處揚子準(zhǔn)地臺，黔北臺隆，遵義斷拱，畢節(jié)北東向構(gòu)造變形區(qū)。根據(jù)勘查，勘查區(qū)內(nèi)地質(zhì)構(gòu)造簡單，無褶皺、斷層發(fā)育，巖層產(chǎn)狀較平緩，巖溶較發(fā)育，節(jié)理裂隙發(fā)育，表層巖體結(jié)構(gòu)破碎、較破碎。

勘查區(qū)裂隙發(fā)育，結(jié)構(gòu)面類型主要為節(jié)理、裂隙、層面，主要發(fā)育L1～L4共4組節(jié)理裂隙，各組裂隙發(fā)育特征如下：

L1裂隙為外傾、陡傾裂隙，平均間距2～15 m，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀340°∠80°，受風(fēng)化作、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度1～5 mm，結(jié)構(gòu)面粗糙、平直，起伏大、較大，無充填，結(jié)合一般。

L2裂隙為外傾、緩傾裂隙，僅發(fā)育于危巖破碎帶右側(cè)下部區(qū)域，裂隙間距0.2～0.8 m，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀340°∠15°，受風(fēng)化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度1～3 mm，結(jié)構(gòu)面粗糙、平直，起伏大、較大，無充填，結(jié)合較差。

L3裂隙為反傾、陡傾裂隙，間距1.2～3.5 m，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀106°∠74°，受風(fēng)化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度小于3 mm，結(jié)構(gòu)面粗糙、較平直，起伏大、較大，無充填，結(jié)合一般。

L4裂隙受溶蝕作用明顯，間距0.3～1.5 m，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀42°∠75°，受風(fēng)化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度大于3 mm，結(jié)構(gòu)面起伏大、較大，部分有泥土、塊石充填，結(jié)合差。

L5裂隙為外傾、陡傾結(jié)構(gòu)面，間距0.2～1.0m，結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀341°∠54°，受風(fēng)化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度3～5 mm，結(jié)構(gòu)面起伏大、較大，泥質(zhì)充填，結(jié)合差。

3 地質(zhì)災(zāi)害特征概述

3.1 基本特征

危巖破碎帶西南至北東向全長約200 m，整體崩向約314°，危巖帶高度約8～42 m，整體上沿走向。呈兩側(cè)較低、中間較高分布，危巖破碎帶坡度約70°～80°，坡面面積約5000mz，危巖體體積約1.2×104 m3。

受裂隙切割及溶蝕、風(fēng)化作用影響，危巖帶上多松石、塊石及多個不穩(wěn)定楔形體，巖體結(jié)構(gòu)較破碎、破碎，多數(shù)呈塊狀結(jié)構(gòu)和鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。根據(jù)勘查，危巖帶上發(fā)育W1、W2兩個危巖單體和（S1～S3）3個危巖破碎帶，基本特征詳述如下：

W1危巖單體發(fā)育于危巖帶中部上方，高度8.0 m，寬度約3.5-7.0 m，厚度約6m，體積約251 m3。受2條L1組裂隙切割，外側(cè)裂隙近乎貫通，裂隙寬度0.1-0.5 m，裂隙產(chǎn)狀340°∠82°，裂隙間泥土、塊石充填，導(dǎo)致W1危巖體外側(cè)（厚度約3.5 m）部分脫離母巖，內(nèi)側(cè)巖體厚度約2.5 m，內(nèi)側(cè)裂隙日前尚未貫通，裂隙產(chǎn)狀340°∠78°。

（2）W2危巖單體

W2危巖單體發(fā)育于S1破碎帶，高度11.0 m，寬度約5m，厚度約6m，體積約330 m3。受節(jié)理裂隙切割及風(fēng)化作用坡面表層巖體較為松散破碎，主要發(fā)育兩組與坡面斜交的結(jié)構(gòu)面，在危巖后部交合組成一組外傾結(jié)構(gòu)面，與巖層產(chǎn)狀共同將巖體切割成一豎向條帶狀不穩(wěn)定楔形體。

（3）S1破碎帶

SI破碎帶發(fā)育于危巖帶W1危巖單體左側(cè)，寬度約60 m，高12～25 m，左側(cè)下部發(fā)育局部凹巖腔，高度約1 m～2 m，寬度約3.5 m，深度約1m。受裂隙切割及風(fēng)化作用影響，裂隙呈張口狀，巖體較破碎、破碎，大部分呈塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。

S1破碎帶受植物根劈作用尤為明顯，裂隙間泥質(zhì)充填，巖體裂隙間多有植物生長，表層巖體風(fēng)化強烈，破碎帶面上多松石、塊石及不穩(wěn)定楔形體。

（4）S2破碎帶

S2破碎帶位于危巖帶中下部區(qū)域，發(fā)育于S1破碎帶右側(cè)，W1危巖單體下方，寬度約90 m，高度約20～30 m。

局部區(qū)域發(fā)育溶洞，下部左側(cè)為早年建設(shè)防空洞，右側(cè)局部區(qū)域上部巖體下錯變形，底部局部巖體受壓破壞，受裂隙切割及溶蝕、風(fēng)化作用影響，巖體較破碎、破碎，底部巖體大部分呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，上部巖體呈塊狀結(jié)構(gòu)。

（5）S3破碎帶

危巖帶右側(cè)發(fā)育S3破碎帶，寬度約50 m，高度8 m～20 m，表層巖體結(jié)構(gòu)較破碎、破碎，風(fēng)化強烈，多呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)。

3.2 變形特征

截至本次勘查野外工作完成之日，危巖帶尚未發(fā)生大范圍、大規(guī)模的變形破壞，變形跡象以局部崩塌及零星掉塊、落石為主。危巖帶上W1、W2危巖單體及S1～S3危巖破碎帶變形特征詳述如下：

（1）W1危巖單體

W1危巖單體后緣發(fā)育陡傾裂隙，危巖體大部分脫離母巖，受降雨等因素影響，危巖體在重力作用下，危巖體重心繞底部支撐點向臨空面傾斜而發(fā)生失穩(wěn)變形破壞。

（2）W2危巖單體

當(dāng)W2危巖單體底部凹巖腔受溶蝕、風(fēng)化作用的進一步影響而擴展，巖體裂隙受降雨影響而改變力學(xué)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性狀態(tài)，破碎帶上松石、塊石掉落，不穩(wěn)定楔形體朝著結(jié)構(gòu)面切割剪出口發(fā)生失穩(wěn)變形破壞。

（3）S1破碎帶

S1破碎帶巖體結(jié)構(gòu)破碎，呈塊狀結(jié)構(gòu)、鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，植物根劈作用明顯，局部區(qū)域發(fā)育凹巖腔，破碎帶上松石、塊石的變形破壞具有高度的突發(fā)性和不可預(yù)見性。

（4）S2破碎帶

S2破碎帶區(qū)域溶蝕作用尤為顯著，底部局部區(qū)域發(fā)育溶洞，薄層狀巖體受裂隙切割，大部分呈鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，隨著溶蝕、風(fēng)化作用的進一步加劇，底部巖體難以支撐上部巖體荷載，導(dǎo)致上部巖體下錯變形失穩(wěn)，底部巖體受壓破壞，受降雨影響，危巖破碎帶自身穩(wěn)定結(jié)構(gòu)進一步遭受影響，已發(fā)生變形的危巖體將從母巖上撤離脫離，發(fā)生塊石崩落。

（5）S3破碎帶

S3破碎帶區(qū)域節(jié)理裂隙尤為發(fā)育，薄層狀巖體受裂隙切割而成鑲嵌碎裂結(jié)構(gòu)，風(fēng)化程度強烈區(qū)域部分呈散體狀結(jié)構(gòu)，穩(wěn)定性差，變形破壞具有高度的突發(fā)性和不可預(yù)見性，破碎帶上松石塊體存在隨時剝離母巖而發(fā)生崩落的可能。

4 形成條件和誘發(fā)因素

根據(jù)上述地質(zhì)災(zāi)害成因機制分析，誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害形成與發(fā)生的影響因素可概括為內(nèi)在因素和外在因素2類，影響因素分析如下：

4.1 內(nèi)在因素

（1）危巖帶前緣臨空面高陡，坡度70°～80°，局部區(qū)域近直立，為崩塌的發(fā)生提供了有利空間。

（2）危巖帶上巖體節(jié)理裂隙發(fā)育，溶蝕裂隙發(fā)育，外傾、陡傾裂隙的存在及裂隙切割作用為巖體脫離母巖形成危巖體提供了有利的內(nèi)在條件，為崩塌地質(zhì)災(zāi)害的形成提供了有利條件。

（3）受裂隙切割、溶蝕作用及風(fēng)化作用影響，巖體結(jié)構(gòu)較破碎、破碎，巖體結(jié)構(gòu)完整性的逐漸降低伴隨著巖體工程地質(zhì)性質(zhì)逐漸變差，自穩(wěn)能力逐漸減弱，為崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生提供了有利的內(nèi)在條件。

4.2 外在因素

（1）風(fēng)化作用促進了裂隙的延伸、擴展和貫通，為降雨入滲巖體裂隙提供有利條件。隨著巖體風(fēng)化程度增強，巖體自身力學(xué)穩(wěn)定性逐漸降低，是推進崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成與發(fā)生的重要因素。

（2）溶蝕作用從巖體內(nèi)部加劇裂隙的延伸、擴展和貫通，改變、破壞巖體自身內(nèi)部穩(wěn)定結(jié)構(gòu)，降低巖體自穩(wěn)能力，也進一步有效增強—降雨對地質(zhì)災(zāi)害穩(wěn)定性的影響，是導(dǎo)致崩塌地質(zhì)災(zāi)害失穩(wěn)破壞的主要因素之一。

（3）降雨作為誘發(fā)地質(zhì)災(zāi)害形成與發(fā)生的主要因素之一，其影響更直觀。地表水入滲裂隙，為溶蝕作用提供有力支撐和促進、改變結(jié)果面抗剪強度，地表水沿裂隙入滲所形成的靜水壓力和動水壓力增加了巖體負荷，對危巖體自身穩(wěn)定結(jié)果造成嚴(yán)重破壞。

（4）區(qū)內(nèi)人類工程活動主要變形為早期防空洞和城市化建設(shè)過程中的切方開挖和爆破開挖。開挖不僅提高危巖帶前緣臨空面高陡程度，還對危巖帶原本地質(zhì)結(jié)構(gòu)和力學(xué)平衡進行了不同程度的破壞，是導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害形成的重要因素之一。

5 穩(wěn)定性評價

5.1 定性分析

危巖帶前緣臨空面高陡，坡度70°～80°，局部近直立，溶蝕現(xiàn)象明顯，巖體結(jié)構(gòu)較破碎、破碎，裂隙發(fā)育，存在外傾陡傾、緩傾結(jié)構(gòu)面，危巖體自穩(wěn)能力差，現(xiàn)狀變形以零星崩塌、掉塊、落石為主，受降雨、風(fēng)化作用、溶蝕作用影響，危巖體發(fā)生崩塌的可能性大，穩(wěn)定性差。

由于危巖帶臨空面高且陡，危巖體發(fā)生失穩(wěn)破壞后最終以墜落形態(tài)崩落至坡腳，與坡腳接觸點撞擊后向前緣彈射、滾動，由于危巖體自身結(jié)構(gòu)破碎，危巖帶坡腳房屋、道路剛度大，彈性低，危巖帶墜落至底部撞擊破壞后成塊狀彈射、滾動，小體積塊石彈射范圍較大，大塊石滾動范圍較小。

結(jié)合危巖帶范圍、規(guī)模、裂隙發(fā)育程度、危巖破壞模式及已經(jīng)出現(xiàn)的變形破壞跡象，采用赤平投影法可以將這些結(jié)構(gòu)面的產(chǎn)狀信息和相對位置關(guān)系直觀反映出來。利用赤平極射投影分析方法對崩塌的穩(wěn)定性進行宏觀定性分析（圖1）。

根據(jù)上述赤平投影結(jié)果分析，可以得出：

（1）巖層產(chǎn)狀與坡面傾向相反，為逆向坡，整體為穩(wěn)定結(jié)構(gòu)面；

（2）L5、L6節(jié)理面走向與坡向呈大交角，形成不穩(wěn)定外傾楔形體，結(jié)合結(jié)構(gòu)面抗剪強度，不穩(wěn)定楔形體大部分穩(wěn)定性較差、差。

5.2 定量評價

鍥形體穩(wěn)定性計算采用巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的三維鍥形體穩(wěn)定性分析進行。結(jié)構(gòu)面抗剪強度指標(biāo)的確定，根據(jù)結(jié)構(gòu)面發(fā)育程度、結(jié)構(gòu)面結(jié)合程度及巖體結(jié)構(gòu)特征。

場地灰?guī)r節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體較破碎，楔形體發(fā)育的結(jié)構(gòu)面為軟弱結(jié)構(gòu)面，結(jié)合程度很差，軟弱結(jié)構(gòu)面，按結(jié)合很差值選?。篊=30kPa，φ=16°。根據(jù)各危巖體的發(fā)育特征和可能的破壞形式按照下式計算危巖穩(wěn)定性：

滑移式危巖穩(wěn)定性計算

傾倒式危巖穩(wěn)定性計算

滑移式危巖穩(wěn)定性計算式

傾倒式危巖穩(wěn)定性計算

計算結(jié)果見表3。

計算成果反映了區(qū)內(nèi)滑移類型的危巖體穩(wěn)定性相對較好，在自然工況下表現(xiàn)穩(wěn)定，暴雨工況下基本穩(wěn)定或者穩(wěn)定。而傾倒式滑塊穩(wěn)定性相對較差，自然工況下基本穩(wěn)定，暴雨工況下欠穩(wěn)定。

6 結(jié)語

通過對遵義市紅花崗區(qū)萬里路街道百藝社區(qū)側(cè)方陡崖地帶發(fā)育（危巖破碎帶）崩塌地質(zhì)災(zāi)害的野外調(diào)查，勘察，查明了危巖體的自然環(huán)境，地質(zhì)條件和危巖特征。結(jié)合勘察結(jié)果對危巖體成因做出分析，并進一步分析危巖穩(wěn)定性。

研究區(qū)位于云貴高原向湖南丘陵和四川盆地過度的斜坡地帶。紅花崗區(qū)地處黔北地域中心屬于典型的構(gòu)造剝蝕中山、低中山山地地貌。

（1）研究區(qū)危巖以危巖單體和危巖破碎帶的形式分布，其中危巖單體兩塊（W1和W2），危巖帶三條（S1-S3）。

（2）危巖形成的內(nèi)因主有以下幾個方面，危巖帶臨空為危巖發(fā)展提供有利空間，危巖帶上節(jié)理發(fā)育，危巖受到節(jié)理裂隙切割，巖體破碎，另外研究區(qū)受溶蝕作用和風(fēng)化作用，進一步促進危巖發(fā)育。

（3）通過定性和定量分析，滑移型危巖體在工況Ⅰ下均為穩(wěn)定，在工況Ⅱ下基本穩(wěn)定或者穩(wěn)定。傾倒型危巖體在工況Ⅰ下均基本穩(wěn)定，工況Ⅱ中欠穩(wěn)定。