貴州普定某崩塌（危巖體）地質災害的形成機制分析及防治建議

陳 璠

（貴州地礦基礎工程有限公司，貴州 貴陽 550000）

1 工作區概述

1.1 地形地貌

工作區屬侵蝕、溶蝕中低山地貌區，侵蝕切割較為強烈，地形相對高差較大，斜坡坡度陡，多處可見溶蝕現象。區內總體地形較陡，呈折線形，總體地形呈近陡坡——平臺——陡坡——平臺狀，地形坡度40°～80°（局部為陡崖）、陡崖下多為寨民房分布區，坡度約3°～20°臺階狀。最高點位于災害點后部山頂，海拔1411.97m，最低點位于前緣小路，海拔1279.55m，相對高差185m。

1.2 地層巖性與地質構造

地層巖性：工作區基巖出露為二疊系上統大隆組（P3d）和龍潭組（P3l）。

二疊系上統大隆組（P3d）：巖性為黑白色中厚層細至中粒石英砂巖和黃灰色頁巖夾灰白色中厚層長石石英砂巖及灰色中厚層石灰巖，厚250～260m，塊狀構造。

二疊系上統龍潭組（P3l）：巖性為砂巖、砂質泥巖、粘土巖、頁巖、灰巖和燧石灰巖及煤層組成，厚300～500 m，呈薄至中厚層狀結構，層狀構造。

地質構造：工作區所處區域構造發育，區內無斷層通過，巖層傾向180，傾角23，受區域構造影響，巖體節理裂隙發育。

1.3 水文地質條件

工作區地下水劃分主要為基巖裂隙水和松散巖類孔隙水兩大類。區內碎碿巖分布廣，地下水主要以基巖裂隙水為主，孔隙水較貧乏，而松散巖類孔隙水則賦存于第四系松散層中。區內上屬剝蝕、侵蝕中低山地貌，地形多為山地、陡崖、斜坡。主要地表水體以大氣降雨為主。崩塌（危巖體）下部前緣的溝谷內為地表水、地下水的最低排泄點。區內地下水、地表水總體趨勢由北沿南側地勢低洼處運移。

1.4 工程地質條件

工作區巖石的力學性質分為兩類，即硬質巖類工程地質巖組：二疊系上統大隆組（P3d）地層，巖性石灰巖的力學強度高，節理裂隙發育、易產生崩塌等地質災害；軟質巖類工程地質巖組：二疊系上統龍潭組（P3l）地層，巖性石灰巖的力學強度低，易風化剝蝕而使上部硬質巖體懸空從而產生崩塌。

2 崩塌規模及基本特征

工作區崩塌（危巖體）位于村寨后山陡崖上，區內主要發育 4 處單體危巖（WY1、WY2、WY3、WY4）及 2 處陡崖破碎帶（PSD1、PSD2），受威脅村寨為19戶86人。

WY1危巖體：寬 3.3m、高 2.9m、厚 3.5m，體積33.50m3。崩塌方向331°，破壞方式為墜落式。巖性為灰色薄層石灰巖，表層節理裂隙發育，抗風化能力強，主要發育2組結構面，其中控制性結構面產狀為60°∠88°。

WY2危巖體：寬6.6m、高4.8m、厚2.3m，體積71.2 m3。崩塌方向324°，破壞方式為墜落式。巖性為薄至中厚層狀石灰巖，抗風化能力強。下部受松動巖塊支撐，主要發育2組結構面，結構面①60°∠88°，結構面②330°∠80°。

WY3危巖體：寬 2.7m、高 3.4m、厚 1.2m，體積11.02m3。崩塌方向為311°，傾倒式破壞。石灰巖的表層是節理裂隙形式，其抗風性非常的差，結構面①60°∠88°，結構面②330°∠80°。

WY4危巖體：寬3.0m、高2.5m、厚3.2m，體積24 m3。崩塌方向287°，破壞方式為滑移式。巖性為灰色中厚層石灰巖，節理裂隙發育，結構面①產狀為240°∠86°；結構面②產狀為330°∠82，隨著雨水對基底侵蝕作用、雨水入滲結合面或風化加劇等情況，失穩的可能性大。

陡崖破碎帶PSD1：高21m，長90m，巖石下部為二疊系上統龍潭組（P3l）砂質泥巖，上部為二疊系上統大隆組（P3d）石灰巖，“上硬下軟”導致下部風化剝蝕強烈，形成高0.5～0.8m高的凹腔，上部巖塊沿節理裂隙面的切割形成眾多小型危巖體（松動塊石）部分在重力作用下掉落，形成陡崖，將凹腔擴展至1.5～1.8m高。陡崖破碎帶松動塊石方量一般為0.1～10m3，破壞方式以墜落式為主。上部節理裂隙發育，局部巖體表層可見明顯的張開現象，張開0.5～5cm。

PSD2破碎帶：寬3.2m、高5.2m。巖體表層破碎，節理裂隙極發育，發育成眾多小型危巖體（松動塊石），陡崖破碎帶松動塊石方量一般為0.1～1.8m3，破壞方式以墜落式為主。巖性為灰黃色薄層石灰巖，主要發育2組結構面，結構面①60°∠88°，結構面②330°∠80°。

圖1 崩塌（危巖體）及破碎帶典型剖面圖

3 崩塌（危巖體）形成的影響因素及形成機制分析

3.1 崩塌（危巖體）形成的影響因素

根據對區內危巖體的調查統計與分析，該區內危巖塊體通常情況下會受到后壁裂縫的不利影響，對其底部位置的支撐效果產生不利影響。同時，長期的風化作用以及雨水的侵蝕，導致巖縫裂隙在水壓作用下后壁裂縫貫通，底部位置被掏空以及因風化作用而出現卸荷現象。重力影響下危巖塊體出現滑移破壞，形成了傾倒拉裂式以及墜落式等破壞形式。對于危巖而言，其有高以及陡斜坡等為載體，而且區域范圍發育四處單體危巖和三處陡崖破碎帶。從巖體工況條件以及現場勘測情況來看，危巖形成與陡崖以及斜坡的形成關系密切，而且與區域范圍的的巖石構造等有密切關系。就危巖體影響因素而言，主要有兩方面的因素，一是內在因素，二是外在因素。其中，內在因素主要有地形地貌、地質構造以及巖土體結構等；對于外在因素而言，主要原因是大氣降雨以及人工作業等因素所致。

3.2 崩塌（危巖體）形成機制

實踐中可以看到，如果巖體受裂隙切割而構成切割體，其前期變形破壞形式有多種形式，比如基座掏蝕形式以及裂隙擴張形式。在作業區域范圍內裂隙主要是垂直型卸荷裂隙。對于裂隙而言，其多呈張開形，延伸以及貫通的距離長達10m，而且規模相對較大。當近于垂直拉張裂隙形成后，若裂隙未貫通，危巖體與母體未分離則形成切割體。在自重應力及其他外力等因素影響下，裂隙將繼續擴展，后緣連續貫通之后，則形成分離體。斜坡坡面長期接受風化作用，在自重應力作用下沿層面及卸荷裂隙切割產生掉塊，掏蝕切割體、分離體基座，在下部形成臨空，巖體懸挑于或斜臥于絕壁之上，切割體、分離體則轉化為危巖體。另外，該巖體巖性為石英砂巖、石灰巖，因“差異風化”掏蝕基座，形成凹巖腔，轉化為危巖體。該巖體通過切割體、分離體，從而轉化為危巖體。

基于危巖體特征以及后緣裂隙發育情況分析，結合前緣臨空狀況以及各危巖體的變形破壞方式進行綜合分析，其形成機制為切割體以及分離體基座，由于掉塊以及差異風化等作用而導致危巖前緣處于懸空狀態，進而形成了危巖體結構形式。從實際經驗來看，危巖體支撐點如果達到了臨界值，則因地震災害以及強降雨等因素的影響，便會出現巖體崩塌等問題。值得一提的是，上述危巖體通常情況下其前緣臨空，這就為危巖體的傾倒狀態形成創造了條件。變形破壞發生時，危巖體頂部位置就會與母體脫離開來。

4 防治建議

對工作區穩定性差、變形破壞程度大、發展變化趨勢強的危巖體及破碎帶的采取工程治理，在危巖體下方山腰處設置被動防護網，對直接受崩塌（危巖體）威脅的居民實施搬遷，并對危巖帶進行簡易變形監測，在危險區邊緣顯著地段設置警示牌，加大防災宣傳力度，提高全民防災意識。