某市崩塌區危巖形成機制及發展趨勢研究

周振華++李小萌

摘要： 研究區地質災害頻發，對該區周邊人民的生命財產造成巨大的威脅。本文通過現場詳細的勘查并結合相關學者的研究對該區崩塌區危巖的形成機制及發展趨勢進行分析研究，經研究后發現該區在多種因素如構造作用，在風化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個體有繼續發展為欠穩定和不穩定的趨勢，將嚴重影響下方村民和房屋財產安全。通過詳細的勘查和分析，為之后的進一步防治工程工作提供可靠的地質依據，并具有一定的指導意義。

Abstract： The geological disasters occur frequently in the study area， which pose a great threat to the lives and property of the people around the area. In this paper， through on-site detailed exploration and combined with research by related scholars， it makes a research and analysis on the formation mechanism and development trend of in the collapse area. The study showed that in this area， under a variety of factors such as tectonics， the weathering， root wedging and seismic force， bare rock has continued to develop in the stable and unstable trend， which will seriously affect the villagers and houses property safety. Through detailed exploration and analysis， it provides a reliable geological basis for further prevention and control project， and has certain guiding significance.

關鍵詞： 崩塌區；危巖；形成機制；發展趨勢

Key words： collapse area；dangerous rock；formation mechanism；development trend

中圖分類號：P642.21 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2017）22-0166-03

0 引言

研究區所在地是云南省地質災害最發育的縣（市）之一，該區已發現地質災害隱患點155處，其中滑坡102個、泥石流溝26條、崩塌12個、不穩定斜坡14處、地面塌陷1處，且 85%以上災點處于不穩定狀態，區內目前尚有1602戶17411人不同程度受到地質災害的威脅與危害，威脅資產達28674萬元。區內的奉科鎮、寶山鄉為地質災害高易發區，已被劃分為地質災害重點防治區，寶山鄉果樂二組崩塌、寶山鄉長豐三社崩塌和奉科鎮柳青村聯合一組危巖就位于重點防治區內。

為加快地質災害防治工作步伐，科學有效地防治地質災害，保護人民生命財產安全，對該區內寶山鄉果樂二組、寶山鄉長豐三社、奉科鎮聯合一組共三處崩塌隱患進行詳細的現場勘查，為下一步治理工程工作的開展提供依據。

1 研究區概況

研究區位于青藏高原東南邊緣橫斷山脈向云貴高原過渡的銜接地段，兼具橫斷山峽谷和滇西高原兩單元的地貌特征，有山地、盆地（壩子）、河谷三類[1]。區內地層發育較完整，從元古界石鼓巖群（Pt1s）至新生界第四系地層均有出露，以上古生界泥盆、石炭、二疊系和中生界三疊系分布較為廣泛，前者主要分布于縣區中部，巖性以海相中～基性火山巖與碳酸鹽巖、硅質巖、碎屑巖為主，局部地區上二疊系夾薄煤層；后者主要分布于縣區南部，以砂巖、泥頁巖、灰巖為主。縣區北部，上述兩套地層混雜出露。第四系松散堆積物以冰水堆積、沖洪積、殘坡積和重力堆積為主，主要分布在壩區、河谷和低緩斜坡上。

從地質構造中來看，研究區處于藏滇地槽與揚子準地臺的結合部，構造復雜，斷裂、褶皺發育，構造以北東向和北西向為主，次為南北向。玉龍雪山以東為揚子準地臺的鹽源、麗江臺緣凹陷；玉龍雪山及以西為屬雅江地槽的中甸褶皺帶。由于其位于青藏高原東南邊緣橫斷山脈向云貴高原過渡的銜接地段，并受亞熱帶季風氣候影響，雨熱同季，加之本區自第四紀以來地殼強烈抬升，以金沙江、瀾滄江為主流的地表水系強烈深切，造成地形陡峻，使之地表逕流條件良好，并有利于地下水的循環交替，從而決定了本區巖體內的地下水不甚豐富、坡降大、埋藏深的基本特征[2]。

2 危巖形成機制和發展趨勢

2.1 危巖形成機制

2.1.1 影響因素分析

①地形地貌：危巖區地形均較陡，坡度40°以上，巖體突出于斜坡上，存在一定的臨空面，坡肩部位易產生卸荷作用，巖體內應力重新分布，頂部卸荷裂隙發育，卸荷裂隙不斷加深加寬并向深部發展，從而使危巖體發生破壞并向下墜落。

②地層巖性及構造：勘查區基巖主要以灰巖類為主，屬較硬巖，在構造作用下，節理裂隙發育，易破裂成塊狀和碎裂狀，破壞了巖體的完整性，加劇了巖體的不穩定性。

③水的作用：勘查區基巖以灰巖類為主，在雨水作用下，易出現溶蝕，如奉科鎮柳青村危巖因巖溶作用出現大量的巖腔而破壞了巖體的穩定性。另外巖體的節理裂隙進入雨水后，起到了一定的潤滑作用，加劇了結構面之間挫動的可能性，同時雨水加速了結構面的風化，造成巖體更易失穩破壞。

④風化作用：裸露的基巖在風吹日曬下極易風化，破壞了巖體表層結構，尤其是巖體存在差異，對巖體結構影響較大，破壞巖體的完整性，加劇了巖體的不穩定性。

⑤植物根劈作用：在果樂村和長豐三社勘查區，坡體局部植物生長茂盛，根系發達，危巖體中部分裂隙是由植物根劈作用產生的，而且隨著植物根系的生長，裂隙不斷加深和加寬，并且產生橫向作用力，使得危巖體易于失穩破壞。在果樂村危巖勘查區坡頂巖體中原對巖體起到錨固作用的樹木，現出現樹木枯萎，根系枯竭，原有的錨固作用喪失，加劇了危巖的形成。

⑥地震作用：玉龍縣位于中甸-大理地震帶內，區內地震頻發，近年來，發生了多次有感地震，且出現了幾次危巖體崩落影響當地村民安全的事故。因此近年來的地震對危巖體的穩定性造成了一定的影響。

2.1.2 形成機制分析

根據現場各個危巖體的基本特征并結合危巖形成的影響因素分析，勘查區內危巖體的形成機制為：

①傾倒式危巖：果樂村勘查區巖體節理裂隙發育，斜坡坡度較陡，具有臨空面，在植物根劈作用或不利的結構面影響下，當巖塊的抗傾覆力矩小于傾覆力矩時，巖塊發生傾倒，從而形成傾倒式危巖；長豐三社危巖勘查區，坡體陡傾，節理裂隙發育，部分節理呈張開狀，形成陡傾的裂隙面，巖體底部具有一定的支撐體，在地震等外力作用下，將沿裂隙面開裂傾倒；奉科鎮柳青村危巖主要因底部巖溶形成的巖腔，使得整個巖體重心外傾，坡體前緣臨空為巖體的失穩提供了條件，一旦受到地震等作用，重心不穩，將從后緣軟弱帶出現斷裂而傾倒滾落。

②墜落式危巖：主要分布于果樂村危巖區，因底部懸空形成巖腔，使上部巖體失去支撐，在自身重力作用下，巖體巖結構面破壞墜落，從而形成墜落式危巖。另外就是底部懸空，具有一定的臨空面，受根劈作用，加速了結構面的破壞而發生破裂墜落。

2.1.3 危巖的變形破壞方式

果樂村危巖區受強烈構造作用，節理裂隙發育，且呈無序狀，將巖體分割成不同程度的塊狀和碎裂狀。該區主要以反向坡為主，危巖底部破碎的巖體脫離母體，形成不同程度的巖腔，加劇了巖體的不穩定性。加之斜坡整體較陡，裸露突出的基巖在風化作用下，受自身重力作用也容易失穩破壞。

長豐三社危巖區受強烈構造作用，節理裂隙發育，加之危巖區整體坡度較陡，臨空面范圍較大，在卸荷作用下出現了大量的張拉裂隙，且貫通性好，在降雨和地震作用下，容易脫落母體，出現傾倒破壞。

奉科鎮柳青村危巖區主要處于巖溶發育地帶，巖體底部溶蝕現象顯著，造成不同程度的巖腔分布，而前緣具有開闊的臨空面，巖體自身重心有前傾傾向，在地震作用下，易出現重心失穩，后緣張拉剪斷，出現前傾以至于滾落，威脅坡腳村民生命安全。

根據現場具體情況，分析危巖區各個危巖體的特征， 結合危巖體母體特征、后緣裂隙發育特征、前緣臨空狀況，三處危巖區危巖體的變形破壞方式可歸納為傾倒式和墜落式兩種類型，如圖1、圖2。

傾倒式：切割體或分離體前緣臨空陡峭，給產生傾倒創造了條件。在變形時，危巖體頂部首先脫離母體，然后沿基底節點轉動，從而發生傾倒式破壞。

墜落式：該類危巖體下部凹腔發育較好，后緣呈在陡傾結構面，后緣裂隙尚未完全貫通，危巖體有可能完全脫離母巖，向下墜落運動的可能性。其穩定性主要取決于后緣裂隙的貫通狀況。

2.2 危巖發展和變化趨勢

2.2.1 危巖發展

果樂村危巖主要集中發育在坡體的中上部，因斜坡整體坡度較陡，植被較少，坡體上發育的裸露凸出基巖體，在構造作用和風化作用下，節理裂隙發育，往坡頂方向節理裂隙呈現無序化，將巖體切割成塊狀和碎裂狀，形成的一個個孤立危巖塊體，在根劈、地震、降雨等外力作用下，出現局部脫離母體滾動下落或形成巖腔，破壞了巖體的穩定性。坡頂危巖帶為裸露的泥灰巖，呈碎裂狀塊體結構，風化作用強烈，在根劈作用下，將巖體劈裂成塊體，一旦受到地震等外力作用，塊體極易脫離母體而崩落。因局部危巖個體在以前排危過程中已采用混凝土對巖腔做了支撐嵌補，起到了一定的作用，但因技術等因素限制，嵌補不完整，并未達到徹底解決危巖體變形破壞的現狀。

長豐三社危巖主要集中于后緣形成的陡崖地帶，因受到強構造作用，節理裂隙發育，危巖帶中間部位巖體破碎，呈碎塊狀，部分已形成巖腔，極易出現掉落，危巖帶南端張拉裂隙發育，目前發育有5個危巖個體，因均發育在陡崖腳位置，受到坡腳支撐或者底部并未貫通，目前處于穩定狀態～基本穩定狀態；危巖帶北端巖體整體呈層狀分布，但受到構造作用，中硬性泥灰巖，尤其是表層巖體已被切割成塊體，發育有1個危巖體，后壁裂縫成張開狀，處于基本穩定狀態。

奉科鎮柳青村危巖位于高山深谷地帶，發育在柳青村聯合一組后山較陡的斜坡上，距離坡腳村民聚居點400m左右，為突出的灰巖，分布于鄉村道路的上下，底部受到溶蝕作用出現巖腔，對巨石塊體的穩定性造成影響，因危巖塊體均為整體塊狀，底部又與母體連接，整體穩定性好，但因存在較大的臨空面，一旦受到外力作用，易出現重心失穩而剪斷破壞，威脅坡腳村民安全。目前危巖體處于基本穩定狀態。

因此勘查區內受構造運動影響，裂隙發育，坡度較陡，基巖裸露，風化現象嚴重，坡體中上部植被較好，根劈作用顯著，加之受降雨的影響極易出現坡體前緣陡峭危巖體脫落掉塊。坡體表層一旦出現危巖掉塊，將呈現巖腔，如果不能及時處理，將繼續向后延伸，影響整個坡體的穩定。

2.2.2 危巖的變化趨勢

據現場調查，從現狀地形條件以及影響因素分析，果樂村危巖節理裂隙發育，構造作用強烈，在風化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個體有繼續發展為欠穩定和不穩定的趨勢，將嚴重影響下方村民和房屋財產安全；長豐三社危巖目前裂隙部分充填或者呈張開狀，如若繼續發展下去，在外力作用下有發展為欠穩定到不穩定的趨勢，將嚴重影響下方村民和房屋財產安全；奉科鎮柳青村危巖一旦繼續發展將有可能剪斷傾倒破壞而滾落，因巖體呈整體狀，所產生的后果不堪設想。

3 結論及建議

通過現場詳細的勘查并結合相關學者的研究對該區崩塌區危巖的形成機制及發展趨勢進行分析研究，經研究后發現該區在多種因素如構造作用，在風化作用、根劈作用和地震等外力作用下裸露的危巖個體有繼續發展為欠穩定和不穩定的趨勢，將嚴重影響下方村民和房屋財產安全。通過詳細的勘查和分析，為之后的進一步防治工程工作提供可靠的地質依據，并具有一定的指導意義。

參考文獻：

[1]黃橋，強祖基，李智陵，等.云南麗江玉龍山地質構造[J].地質論評，2012，23（6）：499-501.

[2]孫立海.十天項目滑坡治理工程[J].山西建筑，2013，39（14）：66-68.

[3]張秀童.四川某崩塌區危巖穩定性評價[J].中國煤炭地質，2010.