巖溶山區某地崩塌發育特征及形成機制淺析

魏 巍

（貴州省地質礦產勘查開發局一一二地質大隊，貴州安順561000）

地質災害是在自然或者人為因素作用下，對人類生命財產安全和生態環境造成損失的地質現象。主要類型包括滑坡、崩塌、危巖、泥石流、巖溶塌陷、采空塌陷、不穩定斜坡、地裂縫等，災害種類多樣、復雜。為了更好地防控地質災害，降低發生時的風險和損失，人們需要對災害類型進行實地勘查，分析其活動變形情況及發育特征[1]，準確掌握其形成機制，以便在地質災害發生時科學、靈活地應對。地質災害種類繁多且較為復雜，本文從日常發生頻率較高的災種角度考慮，著重選擇滑坡、崩塌、危巖三個災種，分析其發育特征及形成機制。

1 崩塌發育特征

1.1 崩塌規模及基本特征

該崩塌（危巖體）位于木趟組后山，共發育有2個危巖發育帶（WY1、WY2）。其中WY1 發育長度約20m，寬度5～10m，屬于松散堆積體，最大單體3m3，一般0.2～1.0m3，總方量約30m3。WY2 位于WY1北側靠上位置，發育長度約30m，發育寬度8～10m，危巖體主要發育在靠近臨空面的1～2m 范圍內，總方量約60m3。WY1屬于松散堆積型危巖帶，WY2屬于由陡傾裂隙（層理）及臨空面控制下形成的危巖體發育帶。詳見圖1。

根據危巖體的位置，結合危巖體所在區域的微地貌特征、危巖體的節理裂隙發育特點、變形特征等最終確定危巖體的邊界條件，現狀條件發育的2處危巖體破碎帶分述如下（詳見圖2）：

圖1 危巖體/帶分布位置

圖2 危巖帶（WY1）堆積狀態

1號危巖帶（WY1）：位于靠近山頂部位，坡腳即為木趟組，該危巖帶發育長度約20m，寬度5～10m，屬于松散堆積體，最大單體3m3，一般0.2～1.0m3，總方量約30m3。最大單體約1m×2m×1.5m 大小，整個巖塊松散地堆放在一個較平緩的臺階處，靠近臨空面位置亦為同樣松散堆積的巖塊組成，巖塊呈參差交錯，形成接觸型堆砌狀態，整體穩定性較差。一旦受到惡劣氣候影響或擾動，發生二次崩塌的可能性大。

2 號危巖帶（WY2）：位于WY1 北側靠上位置，發育長度約30m，發育寬度8～10m，危巖體主要發育在靠近臨空面的1～2m范圍內，總方量約60m3。WY2屬于由陡傾裂隙（層理）及臨空面控制下形成的危巖體發育帶。后緣縱向溶蝕裂隙發育，產狀陡傾，局部可達到80°，在差異風化及溶蝕的共同作用下，沿層理發育的風化裂隙，裂隙寬度約1～10cm 之間，發育長度1～3m 不等，可探測的發育深度在1～2m 不等，最大寬度可達50cm，裂隙整體上呈“V”型尖滅。裂隙間多充填有塊石、碎石及植物根系等，詳見圖3。

圖3 危巖帶（WY2）發育現狀

根據現場調查，巖石呈薄—中厚層狀，產狀陡傾。巖層產狀與坡向基本一致。在溶蝕及風化作用下，形成水平裂隙，裂隙密度1～3 條/m，在陡傾層面及水平裂隙的作用下，薄—中厚層巖體被切割斷裂，形成崩塌（危巖體/帶）。由于該地區植被發育，多高大喬木，喬木多生長在裂隙之間，對危巖體的穩定性會產生不利的影響。

1.2 崩塌巖體結構與變形特征

據現場調查，勘查區地層為三疊系中下統嘉陵江組（T1-2j）巖性為灰色薄—中厚層狀白云巖，層理清晰。巖體受風化及溶蝕作用影響較嚴重，溶隙及風化較發育，水平節理較發育。崩塌（危巖體）發育地段，節理、裂隙較發育。主體上呈南東—北西向發育（巖層走向），傾向基本與坡向相同，傾角70°～80°不等，危巖體分布地段平均密度2～5 條/m。裂隙將巖體切割成塊狀并形成明顯的陡傾結構面，水平方向的節理裂隙對巖體產生切割，形成破碎帶。在陡傾結構面、臨空面及風化節理裂隙的共同作用下，巖體的破碎程度，為危巖體的形成及崩塌創造了有利的地形及地質條件。

危巖體由裂隙切割巖體而成，未徹底脫離母巖時形成了由裂縫控制的危巖體，徹底脫離母巖的危巖體由支撐巖土體控制的孤、塊石或者堆積體控制。這些危巖體在雨水的裂隙水壓力及支撐巖體風化卸荷作用下或在雨水的侵蝕、沖刷作用下，易產生崩塌。

2 崩塌（危巖體）形成的影響因素及形成機制分析

2.1 崩塌（危巖體）形成的影響因素

根據現場調查，由后緣裂隙及底部支撐巖土體的影響的危巖塊體，在風化及雨水滲入巖石裂縫的過程中，可能出現后緣裂縫貫通，在雨水的沖刷下底部支撐被掏空，在重力作用下，危巖體將出現滑移式破壞及傾倒式破壞。

在高陡斜坡上容易出現危巖體，危巖體的形成與坡度及臨空面有緊密關系。影響該危巖體形成的因素有內在因素和外在因素兩個方面。

（1）內在因素：

①該區巖石單體主要地層為三疊系中下統嘉陵江組（T1-2j）巖性為灰色，薄—中厚層狀白云巖，層理清晰，存在明顯的差異風化現象。由于場區多雨，在大氣降水的作用下，沿陡傾結構面發育的溶蝕裂隙極其普遍，這些裂隙的貫通性及巖體的破碎程度直接影響著巖體的強度及穩定性。

②危巖體發育區域位于山體中上部，在臨空面及陡傾層理的控制下，形成了一組沿山脊走向發育的陡傾節理。在外傾節理、臨空面及溶蝕裂隙的共同控制下，為危巖體的形成創造了有利條件。

（2）外在因素：

①植物的根劈作用：植物的根劈作用使巖體裂隙受到擠壓，使巖石裂隙擴大，從而引起巖石破壞。

②降雨：巖體中節理裂隙較為發育，大氣降雨沿地表裂隙下滲，一是入滲危巖體外傾結構面內軟化結構面，大大降低了結構面的粘結強度，使得危巖在雨季的穩定性大幅下降；二是在陡崖后緣的裂縫中的水柱形成靜水壓力。

2.2 崩塌（危巖體）形成機制分析

危巖體是由裂隙切割形成，前階段變形破壞形式主要為基底掏蝕和裂隙擴張。調查區內裂隙多呈張開狀，其延伸和貫通具備一定規模。主要為層間裂隙和縱向發育的卸荷裂隙。當近垂直拉張裂隙未貫通，危巖體與母體未分離則形成切割體。在其他外力及自重應力等因素影響下，裂隙繼續擴大，后緣連續貫通之后，使得巖塊與基巖分離。

調查區內切割體或孤、塊石、堆積體基座由于卸荷或支反力降低，使危巖前緣懸空，形成危巖體，崩塌（危巖體）特征、后緣裂隙發育特征、前緣臨空狀況、各危巖體的變形破壞方式，當危巖體基礎支撐點達到極限狀態時，在地震、強降雨等外力作用下會產生巖體崩塌。在變形破壞時，發生傾倒式、墜落式破壞；受基巖支撐力控制的孤、塊石或者堆積體，在雨水的沖刷、侵蝕作用下，支撐巖土體的支反力降低，將使危巖體產生滑移式破壞。

3 防控地質災害的關鍵策略

根據該崩塌（危巖體）的基本特征，在分析各危巖體形成機制、穩定性評價的基礎上，以及坡腳建筑物的重要性、對群眾生命安全危害的社會影響性，建議本次崩塌（危巖體）地質災害防治方案為：

方案一：對WY1及WY2危巖帶進行局部清除，并在木趟組村后方較為平緩的地段設置被動防護網進行綜合處理。

方案一治理設計的理念為對危巖體及松散堆積塊石進行局部清除，并在木趟村后方較平緩的地段設置被動防護網；針對欠穩定的危巖塊體及坡面松動的塊石、孤石進行防護。根據危巖帶的規模、形態特征及施工可操作性進行全面的治理，以確保坡腳前19戶村民生命財產安全不受影響。

方案二：搬遷避讓措施。對危巖帶崩塌影響范圍內的村民進行搬遷避讓。直接對崩塌威脅的居民實施搬遷，永久性消除災害對居民影響。

4 結論

本次勘查為崩塌（危巖體）地質災害防治工程施工圖設計詳細勘查階段，通過野外實地勘查及室內資料整理，得到以下結論：

（1）本次勘查工作方法主要包括資料收集、地形測量、地面調查、水工環地質綜合測繪等。

（2）該崩塌（危巖體）嚴重威脅木趟組19戶62人的生命財產安全，經濟損失損失約300萬元，地質災害危害對象等級為三級。

（3）勘查區內地形起伏大，地貌類型單一，卸荷裂隙發育，植被較發育，堆積體較多，地表水及地下水對危巖體的影響小。根據《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006）6.4 條表 7 規定，結合現場勘查資料，確定工作區地質復雜程度分級為較復雜。

（4）該崩塌（危巖體）位于木趟組后山，共發育有2個危巖發育帶（WY1、WY2）。其中WY1 發育長度約20m，寬度5～10m，最大單體3m3，一般0.2～1.0m3，總方量約30m3。WY2 位于WY1 北側靠上位置，發育長度約30m，發育寬度8～10m，危巖體主要發育在靠近臨空面的1～2m范圍內，總方量約60m3。

（5）勘查區危巖帶所處巖性為三疊系下統永寧鎮組（T1yn）白云巖，呈薄—中厚層狀結構，層理發育。巖層產狀90°～100°∠50°～70°?？v向節理沿巖石的層面進行發育，節理走向呈北西—南東向。該巖層為崩塌（危巖體）發育的主要地層，該層力學強度較高，抗風化能力強，在受節理裂隙及臨空面的控制下發育成為崩塌（危巖體）。WY1屬于松散堆積型危巖帶，WY2屬于由陡傾裂隙（層理）及臨空面控制下形成的危巖體發育帶。

（6）通過對危巖體穩定性計算結果表明，崩塌（危巖體）在天然狀態工況1作用下處于穩定—基本穩定狀態狀態，但在暴雨狀態工況2作用下則處于基本穩定—欠穩定狀態。崩塌（危巖體）在長期的暴雨侵蝕、風化、雨水入滲等作用下，其穩定性將逐步降低直至失穩發生崩塌。危巖下方的居民區直接受到崩塌（危巖體）的威脅，而危巖的崩落具有突發性、難以預測等特點，若一旦發生崩塌破壞其后果是十分嚴重的，危害性極大。