四川地震災區(qū)巴中市南江鷹嘴巖危巖形成機制分析

梁　源（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川地震災區(qū)巴中市南江鷹嘴巖危巖形成機制分析

梁源
（中冶成都勘察研究總院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：位于巴中市南江縣縣城邊緣的鷹嘴巖因為受到汶川地震以及之后余震的影響，鷹嘴巖體原來的節(jié)理和裂縫進行了進一步的發(fā)展貫通，使得巖體形成了很多危險的危巖體，危巖體的巖體穩(wěn)定性差，隨著暴雨以及地震條件下危巖體的將處于極其不穩(wěn)定的狀態(tài)，危險性加大，本文對鷹嘴巖所處的地質環(huán)境以及有關于鷹嘴巖危巖形成的各個方面因素做了闡述分析，并對其的治理方案進行了評價。

關鍵詞：地震；鷹嘴巖危巖；形成機制

在上世紀80年代，鷹嘴巖就發(fā)生過兩次巖體崩塌事故，一次是巖頂部北側崩塌，危巖體積有10m3，崩塌的危巖滾入了位于附近的公司的平臺中，第二次是坡頂發(fā)生崩塌，危巖體積有約8m3，而崩塌的巖體最終進入了南江河中央。巖體的不定時且頻繁的坍塌，對附近的高壓鐵塔、省道101以及周圍的居民、單位等都造成了破壞，汶川地震發(fā)生后，由于地震以及之后的余震和暴雨的影響，使得鷹嘴巖的危巖的穩(wěn)定性進一步變差，很容易造成事故的發(fā)生。因此對危巖形成機制的探究，以實施良好的治理方案就顯得尤其重要。

一、鷹嘴巖周圍的地質環(huán)境

鷹嘴巖的地理位置處于南江縣境內的東南部中低山區(qū)，四川屬于盆地地區(qū)，北部的構造為博思中低山及低山深丘地貌，鷹嘴巖的地貌類型就屬于這種地貌。在低深山的周圍有很多形狀各異的桌狀山，它們產生的原因是被沖溝切割，特點為坡陡、頂平以及上陡下緩，山丘頂面通常高程是700m~900m，鷹嘴巖的山頂東西有50m寬，南北有500m長，整個面積約為30000m2，其山頂?shù)母叱檀蠹s是890m，坡腳的高程大約是470m，兩者存在的高差約是420m。鷹嘴巖的山體整體地貌特征呈“凸”字，地勢陡峭，危巖的巖體主要在頂部以及徒崖上有分布。徒崖的下部坡體通常在30°~40°之間，坡度較陡，坡體的植被以柏樹、灌木等植被為主。現(xiàn)場勘察可知，在區(qū)內的有露出的基巖地層，其為侏羅系中統(tǒng)沙溪廟組的灰白色、青灰色砂巖以及紫紅色泥巖。其中泥巖遇到水容易發(fā)生軟化，同時易被風化，其的單軸抗壓強度小僅有9.1MPa，軟化系數(shù)為0.7，它主要載坡體中分布。砂巖的抗風能力強，在遇水時不易軟化，其抗壓強度達到30.9MPa，而軟化系數(shù)為0.8，它主要載斜坡頂部分布。鷹嘴巖的地下水為第四系松散層孔隙水已經基巖裂隙水類型，危巖的崩落區(qū)的地形坡腳通常為20°~30°，此地貌條件對于地表水系以及地下水的排泄有利。

圖1　墜落式危巖示意圖

二、鷹嘴巖危巖體的基本特征

鷹嘴巖的山體頂部是鷹嘴巖危巖體的主要存在處，在尚未發(fā)生汶川地震之前，此危巖體有較好的整體穩(wěn)定性，只是出現(xiàn)了穩(wěn)定性較好的巖堆發(fā)育現(xiàn)象，其位于斜坡中部的坡度較緩處，同時，巖體節(jié)理裂隙的貫通性比較差。但汶川地震發(fā)生后，巖體裂隙的貫通性由差變好，使得危巖體處于一個整體不穩(wěn)定的狀態(tài)中。按照位置以及勘察頂部的危巖帶可將鷹嘴巖的危巖體分為29處危害，在中部有15處危巖零星分布，可將底部的危巖帶劃分為8處，長約為300m，高度在10m~30m之間，平均面積在4000m2左右，坡度大約為270°~360°。在坡頂?shù)纳皫r陡崖部位，危巖帶因陡崖受裂隙切割而形成，其長大約為1000m，高度在10m~30m之間，平均的面積在20000m2左右，且坡度大約在250°~360°之間。該危巖帶當前的狀態(tài)為基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，零星分布的位于坡體中間的危巖體當前狀態(tài)為基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，位于坡底部的危巖帶當前也處于基本穩(wěn)定至欠穩(wěn)定之間，其危巖體積在13m3~960 m3之間不等。

三、鷹嘴巖危巖體的破壞類型

為了使危巖的特征以及變形破壞機制得到清楚的認識，以危巖的崩塌運動特征以及破壞方式為依據(jù)，可將鷹嘴巖危巖體的破壞類型分為三類，其中包括墜落式、傾倒式以及滑塌式。以下對三種破壞類型進行詳細的講解。

1 墜落式

高懸于陡崖上緣的危巖體，在其后緣的順坡以裂隙以及兩側裂隙和層面為方向進行切割，同時位于底部的泥巖較軟弱的基座受到前期的風化作用而使凹腔形成，之后在多種因素的影響之下，例如巖體自重等，發(fā)生了墜落而使整體結構處于失穩(wěn)狀態(tài)中，這種破壞類型稱為墜落式，如圖1所示。

2滑塌式

該種破壞方式主要是危巖體受坡體順坡外隙的控制，巖體的底部較軟弱的基座因此軟化產生塑性變形，并在兩種因素即重力以及靜力水壓的影響下產生了滑塌拉裂破壞，這種破壞方式稱為滑塌式。

3傾倒式

坡體的受順坡以裂隙為方向進行切割從而發(fā)生滑移拉裂，并在兩種作用即重力、降雨的影響下，危巖體繞下部的基座支點朝著坡外的方向發(fā)生轉動，致使巖體向破外變形卸荷，由此巖體的重心向外傾倒，這時會使巖體產生傾倒式的變形，最終會演變成巖體坍塌崩壞，這種破壞方式稱為傾倒式。

四、鷹嘴巖危巖的誘發(fā)以及影響因素

對鷹嘴巖周圍山地的勘察發(fā)現(xiàn)，其邊坡的地形陡峭，最大的坡度可以達到70°左右，鷹嘴巖的山頂處是危巖的主要集中地，其同時也位于不利于地段，在汶川地震發(fā)生后，受到地震及余震的影響，巖石原來存在的節(jié)理以及裂隙進一步的發(fā)展、貫通，致使巖體產生形成了很多對巖體穩(wěn)定性不利的危巖體，同時軟弱的巖層遇水時會軟化，由此發(fā)生壓縮變形或者是塑性擠出，這些都會降低巖體的穩(wěn)定性，總而言之，有眾多的因素影響著危巖的形成和發(fā)展，其中包括潛在的內部原因以及外動力的作用。以下分別對內在原因以及外動力做詳細的分析探討。

1內在因素

影響危巖發(fā)展形成的內在因素主要包括了地層巖性、地質構造以及地形地貌等三種：

（1）地層巖性。厚層狀砂巖為形成危巖體的物質，其致密堅硬且抗風化的能力強，它常常的裸露并凸出了坡面，在其之下的泥巖層與砂巖相比，力學的性質比較差，并且容易受到風化剝蝕由此形成崖腔現(xiàn)象。特別是存在于底座的泥漿在遇到水時容易出現(xiàn)軟化現(xiàn)象，由于上部的巖體存在重量會壓到底座的泥漿，從而促進了其裂隙發(fā)展拉張，或者由于上部的巖體產生的巨大荷載會引發(fā)力矩，這使得裂隙會進一步的擴張，因此穩(wěn)定的巖體受到以上影響會逐漸的發(fā)展成為不穩(wěn)定的巖體，最終導致崩塌現(xiàn)象的發(fā)生。

（2）地質構造。任何崩塌都存在著結構面的參與，危險巖的坡體巖層的狀態(tài)接近水平，在砂巖的兩組裂隙中都存在著廣泛發(fā)育，并且切割深度較大。同時受到巖體層面裂隙、卸荷裂隙和風化的裂隙的共同影響，將巖體分割成不一樣大小的塊體，這樣使得巖體的穩(wěn)定性減弱，加大了巖體崩塌的隱患。

（3）地形地貌。危巖體一般在10m~30m高的陡崖上發(fā)育，而陡崖是危巖體形成的基礎條件之一，第一它會促進裂隙的發(fā)育，第二高陡的陡崖使危巖崩塌所產生的破壞力加大。

2外動力因素

外動力因素主要有：

（1）地震的影響。汶川地震發(fā)生的過程中，地殼強烈的運動，為危巖的穩(wěn)定性減弱提供外部的動力。

（2）降雨。裂隙在山體的砂巖體內發(fā)育，貫通性好，受到地形切割的作用，使富水性差。但是貫通砂巖的滲水會集中在泥巖軟基之上，泥巖遇水軟化而變形，這就使上覆砂巖體的變形破壞加大了，同時大氣降水會滲入到砂巖裂隙中，將可溶物質溶解，這就使裂隙的擴展以及貫通加速，使危巖體的崩塌破壞發(fā)展得到促進。

（3）風化作用。砂巖和泥巖的風化程度存在差異，這就會使巖體形成巖腔，大約在0.5m~10m之間，其會使上覆砂巖危巖體的形成得到促進。

五、對鷹嘴巖危巖的治理方案

目前對于危巖的治理措施主要有錨固、支撐以及嵌補等方式，這些方法能夠使軟弱基座承受的來自于危巖體的重壓減輕，同時還對巖體沿軟基剪出失穩(wěn)得到防治。對于局部的主要裂隙在發(fā)育，巖體的完整性差，因此不適宜用錨固以及支撐等方式來處理，可以采用爆破清除以及鋼繩網等方式來處理。對危巖體的治理應以危巖體的形態(tài)特征以及其破壞方式和影響因素等等為根據(jù)，采取各種主動和被動的治理措施。

結語

綜上所述，陡峭的地形地貌條件以及砂、泥巖物流力學等特征因素，使得砂以及泥巖進行差異性風化由此形成巖腔，這是造成鷹嘴巖危巖形成的根本原因，而隨著雨水的增多，暴雨促使了荷裂隙的發(fā)展，加劇了危巖體的危險性，有可能造成巖體的坍塌，降低了危險巖的穩(wěn)定性，同時，在還存在地震的情況下，危巖體穩(wěn)定性會進一步降低，因此做好危巖巖體的穩(wěn)定工作尤為重要，可以使用主動嵌補加以被動防護相結合的治治理方案來使危巖體的穩(wěn)定性增高。

參考文獻

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中圖分類號：P315

文獻標識碼：A