某土地整理范圍內危巖帶災害研究

胡華偉 張茂淳 王雙峰 劉運大

(四川省地質工程勘察院集團有限公司，四川 成都 610072)

1 概述

為保證南港一號線安全順利通行，不發生山體坍塌、巖體滑落，保護物流園安全運行，同時塑造青島西海岸新區山體地質災害治理標桿，滿足支護需要，保證山體安全。現對大澗山路東側、南港一號線以北二期土地整理范圍內南側護坡工程危巖帶進行災害研究。

2 研究區地質環境條件

2.1 地形地貌

研究區屬濱海低山丘陵區，境內山巒起伏，溝壑縱橫。總體呈北東—南西走向，構成中部脊梁，地勢自西北向東南傾斜入海。研究區原本為自然山體，由于場地平整開挖形成高陡邊坡。

2.2 地質構造

研究區臨近辛島斷裂，最近距離約2 km，辛島斷裂為壓扭性斷裂，產狀130°∠61°。區內發育花崗斑巖巖脈，走向NE40°～50°。研究區內發現一條壓扭性小構造，為非活動性構造，產狀50°∠55°，斷裂帶寬度0.5 m～1.0 m，規模較小，在研究區內出露長度約30 m，與邊坡走向大角度相交，對工程影響較小。

2.3 地震

根據GB 18306—2015中國地震動參數區劃圖，研究區地震動峰值加速度為0.10g，對應的地震基本烈度為7度，反應譜特征周期為0.45 s。

2.4 地層巖性

③強風化巖流紋巖：灰紅色，斑狀結構，流紋狀構造，玻璃光澤，礦物成分主要由斑晶和基質組成，斑晶為長石，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，風化裂隙很發育。巖芯呈角礫狀、碎塊狀。

③-1強風化花崗巖：淺肉紅色、灰白色，細粒結構，塊狀構造，礦物成分以石英、長石為主，結構大部分破壞，礦物成分顯著變化，風化裂隙很發育，巖芯呈角礫狀、碎塊狀。

④中風化巖流紋巖：灰紅色，斑狀結構，流紋狀構造，玻璃光澤，礦物成分主要由斑晶和基質組成，斑晶為長石，巖芯多呈碎塊狀、風化、構造裂隙很發育，巖芯斷面可見鐵質、錳質浸染。

④-1中風化花崗巖：淺肉紅色、灰白色，細粒結構，塊狀構造，礦物成分以石英、長石為主，巖芯呈碎塊狀、短柱狀，風化裂隙較發育，巖芯斷面多被礦物浸染。

2.5 水文地質條件

1)研究區內地下水類型包括松散巖類孔隙水、巖漿巖類裂隙水。

松散巖類孔隙水：主要分布于本研究區第四系填土層中，屬于上層滯水，水量較小，雨季匯集，旱季干涸。

巖漿巖類裂隙水：含水巖組為花崗巖、流紋巖等。風化帶深度一般小于3 m。在地形較緩的低山丘陵及地質構造發育地帶，風化帶深度可達20 m左右。

2)地下水的補給、徑流與排泄條件。

研究區地下水儲存類型除局部脈狀構造裂隙水外，以淺層地下水為主，大氣降水為主要補給來源，地下水的運動方向與地形坡降、地表水系相一致，研究區地下水較貧乏，水文地質條件簡單。

3 危巖體的基本特征

3.1 危巖帶基本情況

1)危巖帶W1(見圖1，圖2)。

危巖帶W1分布高程為19.7 m～29.2 m，長約130 m，高約2 m～4 m，面積約400 m2，巖性為流紋巖，厚層層狀，危巖帶W1主要分布有3個明顯危巖體WY1，WY2，WY3，危巖帶主要發育有兩組結構面。采用赤平投影圖(如圖3所示)對危巖體的穩定性進行定性。

危巖帶發育兩組外傾結構面，結構面1與坡面小角度相交，結構面傾角小于坡角，結構面2與坡面傾向相對一致，傾角小于坡角，組合結構面與坡面小角度相交，結構面1與結構面2組合面傾角小于坡角，所以危巖體處于欠穩定，受節理切割多處巖體在結構面的切割下成鑲嵌～碎裂結構，形成局部掉塊崩落。

2)危巖帶W2。

危巖帶W2分布高程為17.0 m～22.0 m，呈條帶狀分布，長約80 m，高約2 m～4 m，面積約240 m2，巖性為流紋巖，中厚～厚層狀。該危巖帶主要分布有2個危巖體WY4，WY5，后緣沒有見明顯的卸荷裂隙。主要發育有一組優勢結構面，采用赤平投影圖(如圖4所示)對危巖體的穩定性進行定性。

危巖帶發育兩組外傾結構面，結構面1與坡面小角度相交，結構面傾角小于坡角，結構面2與坡面小角度相交，傾角小于坡角，組合結構面與坡面小角度相交，結構面1與結構面2組合面傾角小于坡角，所以危巖體處于欠穩定，受節理切割多處巖體在結構面的切割下成鑲嵌～碎裂結構，形成局部掉塊崩落。

3.2 危巖體基本情況

該研究區共有主要危巖體5個，其中WY1，WY2，WY3危巖體位于危巖帶W1，WY4，WY5危巖體位于危巖帶W2，各危巖體基本特征描述如表1，表2所示。

表1 各危巖體基本特征統計表

通過采用半儀器法(地質羅盤、卷尺、照片拍攝等)對危巖體的產狀、形態及不利結構面的發育程度、閉合程度、風化程度、填充物特征等進行調查。五處危巖體的現狀統計見表2。

表2 危巖體現狀情況表

根據赤平極射投影分析結果可知，邊坡發育的節理的傾向，與邊坡的傾向小角度相交，對邊坡的穩定性影響較大，危巖巖體類型為Ⅲ類～Ⅳ類，邊坡穩定性主要受結構面控制，危巖體目前處于基本穩定～欠穩定狀態。

4 現狀危巖體穩定性計算與評價

4.1 現狀危巖穩定性的定性分析

危巖帶區域穩定性宏觀判斷：通過前述變形體的形成機制及破壞模式分析，結合本次勘察資料，目前危巖在天然工況下基本穩定，地震、暴雨下處于欠穩定～不穩定狀態。

4.2 危巖穩定性計算

4.2.1計算模型與工況

1)計算模型。

a.計算模型：研究區內主要為滑移式危巖，破壞模式為滑移式的危巖體穩定性計算示意圖見圖5。

b.計算公式：后緣無陡傾裂隙(滑面較緩)時按下式計算：

2)計算工況。

根據危巖的地質環境背景及形成機制計算工況考慮自重狀態、自重+暴雨、自重+地震三種工況：

工況一：自重；

工況二：自重+暴雨；

工況三：自重+地震。

4.2.2典型危巖選取

根據現場變形情況及宏觀穩定性，采用典型危巖體WY1，WY2，WY3，WY4，WY5作為計算單元進行計算，以確定危巖的穩定性。

4.2.3計算參數選取

結合地區經驗和室內土工試驗結果，巖土層在不同工況下的計算參數如表3所示。

表3 危巖體計算參數

4.2.4危巖穩定性計算與結果評述

1)評價標準。

危巖穩定性狀態劃分，根據T/CAGHP011—2018崩塌防治工程勘查規范(試行)將該邊坡防治工程級別劃分Ⅰ級，其穩定性評價標準見表4。

表4 危巖穩定性狀態評判表

2)計算結果分析。

根據前述計算公式，利用工程類比獲得的參數值，對各危巖體進行了不同工況下的穩定性計算，計算結果見表5。

表5 危巖穩定性計算結果

5 結語

本文主要針對山東青島市黃島區某土地整理范圍內邊坡危巖帶，采用地質調繪、現場勘察、赤平投影以及定量計算等方法評價危巖帶的穩定性，結果得出危巖WY2，WY3以及WY5在工況二(自重+暴雨)和工況三(自重+地震)條件下表現為欠穩定狀態，WY1和WY4在各種工況下均表現為穩定狀態，WY1～WY5在工況一(自重)條件下均表現為穩定狀態。該評價對邊坡危巖帶的治理工程提供了重要的理論依據，治理過程中應特別注意監測危巖帶在雨季汛期階段的位移，以免造成人員財產損失。