六盤水市第五中學—第十四中學危巖帶特征及防治對策

尹先娥

（貴州省地質環境監測院六盤水分院，貴州六盤水 553001）

0 前言

自2007年1月以來，六盤水市第五中學、第十四中學（水城鋼鐵集團公司內，原屬水鋼一中）后山陸續發生崩塌事故，危巖體不斷產生崩塌滾落在學校后通道上，2011年2月15日寒假期間危巖體產生崩塌，碎石破窗而入砸進第十四中教室，砸壞學生桌椅兩套，所幸當時處于寒假期間，未造成人員傷亡；同年3月14日，僅一墻之隔的六盤水市鐘山區第五中學也遭受崩塌地質災害的威脅，損毀學校后側通道護欄15.3m，且砸壞學校后緣的護坡擋墻，給學校的正常教學秩序造成嚴重影響。

危巖帶共分布10處危巖單體及陡崖破碎帶，且位于城區學校位置，人口較為集中，威脅師生3852人，危及教學樓及附屬設施6棟，受威脅的人數眾多、對象突出，經濟損失巨大。研究該危巖體變形破壞特征及發展趨勢，對其穩定性進行評價，并提出相應防治對策，對該區災害防治具有重要意義。

1 危巖帶地質環境背景

1.1 地形地貌

勘查區位于六盤水市西南部，屬構造剝蝕-侵蝕中低山斜坡地貌，地形起伏較大，在六盤水市第五中學—第十四中學山頂最高高程為1975m，前緣第五中學高程為1845m，地形的相對高差約130m。六盤水市第五中學—第十四中學陡斜坡共分為兩段：斜坡下段為陡崖及高陡邊坡，上段為陡坡，坡度一般在30°～45°，危巖帶頂部至水城鋼鐵集團公司一帶坡度稍緩。

1.2 地層巖性

根據現場調查，勘查區覆蓋層為殘坡積層，下覆為石炭系擺佐組（C1b）灰色薄-厚層灰巖、白云質灰巖。分述如下。

(1)第四系松散堆積層

第四系殘坡積層（Qdl+el）：該層在本次勘查區內都有分布。組成物質為褐色粉質粘土和塊碎石混雜堆積，稍濕-濕，結構松散；碎石巖性多為砂巖塊體，呈次棱角-棱角狀，含量約25%～70%，粒徑0.8～5cm。

（2）石炭系擺佐組（C1b）：

巖性為石炭系下統擺佐組（C1b）中-厚層狀白云巖、白云質灰巖，構造不發育，但巖溶裂隙及節理較為發育。

1.3 地質構造與地震

調查區在區域上處于黔北臺隆六盤水斷陷威寧北西向構造變形區，地質構造復雜，以北西向褶皺、斷裂構造占主導地位，根據調查，滑坡為近順向陡傾斜坡區，受區內壓應力的影響，巖體節理發育，受地形的控制，在滑坡區陡崖帶現狀沿巖體的節理面形成危巖小塊體。

根據，《中國地震動參數區劃圖》（GB18306-2001）的資料顯示，勘察區在區域上地震基本烈度值為Ⅵ度，地震動峰加速度為0.05g。

1.4 水文地質條件

根據地下水的賦存條件、水理性質和水力特征，勘查區地下水可分為松散巖類孔隙水、碎屑巖類基巖裂隙水兩大類。

（1）松散巖類孔隙水

含水層為第四系殘坡積層（Qel+dl）紅粘土層夾碎石顆粒，水體在土顆粒中滯留時間短，易于疏干。滑坡區沖溝發育，形成條件總體有利于排水，富水性弱。孔隙含水層主要受大氣降水及地下水沿相對隔水層的側向補給。現狀發育的滑坡體位于中部呈帶狀的第四系覆蓋區，地形坡度大，大氣降水大部分以坡面流的形式很快排放，少部浸滲入滑坡體，增加了滑體的重度。

（2）碳酸鹽巖溶裂隙溶洞水[1]

主要賦存于擺佐組（C1b）薄-中厚層狀白云巖、白云質灰巖裂隙、溶洞中，含水巖組巖性為灰巖、鈣質白云巖，水化學類型為型。泉水流量多在5～201L/s。枯季地下徑流模數為7.0L/s.km2左右,富水性強。地下水接受大氣降水補給，在豐水期降水大量滲入巖溶裂隙或管道之中，含水介質為巖溶裂隙、溶穴、地下巖溶管道，主要通過大氣降水沿巖溶裂隙、構造裂隙補給，多以巖溶管道形成賦存運移。在勘察區內以巖溶泉的形式在斜坡中下部排泄。

2 危巖帶基本特征及穩定性分析

2.1 危巖帶的基本特征

六盤水市第五中學－第十四中學危巖帶可分為2個，主要由石炭系下統擺佐組（C1b）中-厚層狀白云巖、白云質灰巖組成，東西向延伸，坡度角30°～50°，局部在75°左右，平面上呈弧形展布，全長300m，北高南低，現分別描述如下：

(1)1#危巖帶

1#危巖帶位于六盤水市第五中學勘察區東段，以第五中學為起點至第十四中學圍墻位置，全長160m。根據現場調查，1#危巖帶分布有7個危巖單體和1個危巖破碎帶，破碎帶面積32000m2。

該地段自2002年以來歷年都有不同規模崩塌及掉塊產生，特別是雨季，受地表水下滲的影響，巖體遇水軟化后降低了巖體結構的力學強度指標，從而誘發崩塌，墜石等。據調查，1#危巖帶在2002年～2011年間共發生規模較大的崩塌、墜石數十次，2010年12月20日中午，由于墜石造成學校過道護攔受損，因此對危巖體進行治理是十分必要的。

（2）2#危巖帶

2#危巖帶位于第十四中學第一教學樓至第二教學樓間，全長160m，危巖帶底部高程1866m，頂部高程1975m，卸荷帶距陡崖邊緣1～2m，共分布有wy5、wy9、wy10危巖體，2#危巖帶面積為23000m2。

該危巖帶主要由自然因素形成，且位于第五中學－第十四中學后緣，地形坡度較陡，人類工程活動較弱，主要是由于巖石節理裂隙發育自然風化差異形成的，在降雨及巖石重力作用下發生崩塌及掉塊。斜坡上植被條件較差，在調查訪問過程中無法準確確定每次崩塌的位置，但從斜坡體上的崩塌堆積物及崩落至教室上的巖體情況看，該地段也曾發生過數次崩塌及掉塊等現象，造成學校教室受損，因此對危巖體進行治理是十分必要的。

2.2 變形特征

危巖帶主要分布于第五中學－第十四中學一帶的斜坡及陡崖上，下段由于人工切坡卸荷形成大量的卸荷裂隙，加之區內巖體受構造、風化裂隙切割，巖體內形成陡傾的不利結構面，貫通性較好，在巖體自重降雨等因素共同影響下，卸荷裂隙也隨之加寬加深，部分危巖體卸荷裂隙基本貫穿，僅局部未脫離母體。一部分則是由于植物的根劈作用使巖石沿不利結構面形成拉張裂隙，隨著植物的生長裂隙增大形成危巖。這一部分小危巖塊體在危巖破碎帶中為多見，勘查區內大部危巖體主要受底部未完全貫通的陡外傾裂隙控制，當巖體內部剪應力大于其正應力時，巖體將發生剪斷－滑移型、拉斷－墜落型破壞。陡斜坡破碎帶巖體，受大氣降水的補給，裂隙內充水，在水壓力等外力因素作用下，部分危巖產生破壞，脫離母體，產生崩塌、墜石等地質災害現象。

2.3 變形破壞模式

區內危巖形態多樣，按其剖面形態特征可劃分為板塊型、楔型、不規則狀等幾種。在研究區內危巖體的失穩模式主要以滑移式和墜落式兩種破壞方式為主。

（1）滑移式

危巖體附著于母巖上，以一定角度的裂隙（卸荷裂隙）面接觸，在危巖體自重和地表水滲入裂隙等因素的作用下，巖體沿裂隙面被貫通，危巖體沿母巖（或基座）發生剪切滑移破壞，此種破壞方式往往有漸變特征，破壞后果受危巖臨空條件影響，臨空高度越大，后果越嚴重，區內這種破壞方式的危巖共7處（wy1、wy2、wy3、wy4、wy6、wy7、wy8）。

（2）墜落式

受裂隙切割和下部巖腔影響，高懸于陡巖上端和巖腔頂部的危巖體，隨卸荷裂隙不斷加深加寬，一旦裂隙發育切割整個危巖體，使其脫離母體，危巖在重力作用下從母體突然脫離失穩產生崩塌。經此次調查，可能產生墜落式崩塌的危巖體共3處（wy5、wy9、wy10）。

表1 危巖穩定狀態評價標準表

2.4 危巖體穩定性分析

研究區危巖帶的失穩主要是以剪斷—滑移方式來表現的，所以只要查明了危巖體的穩定性，亦基本查明了危巖帶的穩定情況。

表2 六盤水市第五中學－第十四中學危巖體滑移式穩定性計算

第五中學－第十四中學危巖帶調查到的危巖共10處，主要采用野外穩定性定性判斷結合室內計算的方式對危巖體進行評價。根據危巖體的受力情況及最可能的破壞形式，在野外調查和室內定性分析的基礎上，選用滑移式和墜落式2種基本模型來計算，計算模型采用《地質災害防治工程勘察規范》中的穩定性計算公式[2]。

（1）危巖體穩定性評價標準

根據《地質災害防治工程勘察規范》（DB50/143-2003）和《三峽庫區三期地質災害防治工程地質勘察技術要求》（2004年12月），區內各類危巖體穩定性評價標準詳見表1。

（2）危巖體穩定性分析

危巖體穩定性分析應考慮各種工況的影響，研究區屬于地殼穩定區，且隨著校舍的建成，人類工程也趨于減弱，目前影響危巖帶穩定性的主要因素就是降雨，因此考慮兩種工況分析其穩定性：工況1自重+裂隙水（天然狀態）和工況2自重+裂隙水（暴雨狀態）

（3）危巖體穩定性計算結果

根據以上確定的物理力學參數按不同的工況組合，各危巖體的穩定性計算結果如表2、表3。

經過對危巖體穩定性計算結果表明，該危巖體處于極限平衡狀態，裂隙進一步擴展將發生崩塌而失穩。危巖帶整體穩定性較差，特別是降雨后，幾乎每年雨季都有崩塌及掉塊發生。危巖坡破碎帶主要分布于1#、2#危巖帶中，除危巖單體外，該地區基巖大部裸露，斜坡及邊坡表面松動巖塊發育，地形坡度較陡，在外界自然因素如降雨、風化等外力地質作用的影響下松動巖塊體易沿陡崖、斜坡、邊坡等位置剝落、墜落及掉塊等，該地段由于人類活動頻繁，易形成災害，危及學校師生的生命財產安全，因此對其采用工程治理措施是非常必要的和緊迫的。

3 危巖體防治對策

根據地質勘查報告，勘查區內主要以小型危巖體居多。設計中分別按不同的類型和破壞模式加以考慮，并結合危巖帶區施工條件，在盡量保留原有的自然風貌并使局部得到一定的改善，減少工程施工對環境造成的影響。由于地形坡度較陡，且陡崖下方建筑密集，人口集中，故危巖盡量不采用危巖清除的方案，如不得不采用清除方案，應采取人工分解破碎，減小危巖塊體的規模，以盡量避免造成新的地質災害。結合目前比較成熟的工程經驗，對該類地區的危巖治理主要有采取措施：

(1）危巖單體清除：

危巖體所在區域人員較為集中，地形坡度較陡，施工條件較差，因此施工前應作好學校周圍的防護工作，防止清除的危巖體進入學生活動區域，清除方式以人工方式為主，結合風鎬等工具將巖體分解，以便人工搬運出危害區域。

(2）危巖破碎帶防護

由于危巖破碎在該區域內分布面積較廣，因此在實施防護前應對整個坡體進行全面排查，對在坡體上大于1m3以上的危巖塊體及孤石等進行人員清理，施工工藝與危巖單體相同，清理完成后采用防護網對坡體進行防護，防護網布置高程主要布置在1885～1890m一帶，對第五中學1890m高程以下的危巖及松動塊體主要以清除為主，清除后采用主動網進行防護，防護面積13500m2。

表3 六盤水市第五中學、第十四中學危巖體墜落式穩定性計算表

4 結論與建議

4.1 結論

（1）六盤水市第五中學－第十四中學危巖帶共分布10處危巖單體及陡崖破碎帶，據現場調查分析，危巖塊體失穩方式主要是以剪斷-滑移式破壞模式[3]。

（2）第五中學－第十四中學危巖帶穩定性分析結果表明，在外界自然因素如降雨、風化等外力地質作用的影響下松動巖塊體易沿陡崖、斜坡、邊坡等位置剝落、墜落及掉塊等，該地段由于人類活動頻繁，易形成災害，威脅學校師生的生命財產安全。

4.2 建議[4]

（1）建議采取清除危巖體+被動防護措施對第五中學－第十四中學部巖的巖體進行處理。

（2）建議在工程實施工程治理前應建立健全監測機制，加強對危巖帶的監測，確保危巖帶下全體師生的生命財產安全。

（3）建議相關職能部門加強對危巖帶危及范圍及周邊地區人類活動的監管，在未進行有效治理前，嚴禁在危害范圍內從事放牧、耕種及其它類的工程活動。

[1]楊勝元，張建江等.貴州環境地質[M].貴陽：貴州科技出版社，2008:159～215.

[2]地質災害防治工程勘察規范.[S].DB50/143-2003.

[3]陳學軍等.肖家灣危巖體穩定性評價與防治對策[J].路基工程，2013（2）.

[4]陳洪凱，唐紅梅等.地質災害理論與控制[M].北京，科學出版社，2011,28～32.