劉自強(qiáng)，孫書勤

(1.四川省交通運(yùn)輸廳公路規(guī)劃勘察設(shè)計(jì)研究院，四川 成都 610041;2.地質(zhì)災(zāi)害防治和地質(zhì)環(huán)境保護(hù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，成都理工大學(xué)，四川 成都 610059)

1 工程概況

雅瀘高速沿大渡河右岸山地斜坡坡腳逆流而上，前進(jìn)方向由 S36°W 折向 S49°W，與山地斜坡走向近于一致。路線經(jīng)過小堡鄉(xiāng)早期花崗巖開采區(qū)巖質(zhì)高邊坡坡腳，開采區(qū)受人工爆破影響，花崗巖開采區(qū)上部(崖頂)開采高程940～1 010 m，下部開采高程820～860 m，人工巖質(zhì)高切坡坡高一般20～90 m不等，最高達(dá) 200 m 以上，坡度一般 65°～85°，局部直立或?yàn)榈蛊?，坡面起伏較大，開采區(qū)上部存在大量危巖體，且節(jié)理裂隙發(fā)育，危巖體在重力作用與水壓力作用下失穩(wěn)、崩落，砸毀坡面被動(dòng)網(wǎng)后滾落至路基，對(duì)雅瀘高速運(yùn)營存在相當(dāng)大的潛在危險(xiǎn)。見圖1。

圖1 花崗巖開采區(qū)危巖(正面遠(yuǎn)景)

2 危巖區(qū)工程地質(zhì)條件

雅瀘高速公路沿線地形與地貌復(fù)雜，地質(zhì)構(gòu)造較復(fù)雜，巖性、巖相變化大，巖土體工程地質(zhì)性質(zhì)較差，水文地質(zhì)、工程地質(zhì)條件一般，破壞地質(zhì)環(huán)境的人類工程活動(dòng)較強(qiáng)烈［1］。

小堡鄉(xiāng)花崗巖開采區(qū)處于川西高原與四川盆地之間的剝蝕、侵蝕構(gòu)造中高山區(qū)，區(qū)域上無褶皺通過，但有尖頂山斷裂、宰羊斷裂、金坪斷裂、相家溝斷裂等區(qū)域性斷裂通過，其中金坪斷裂屬活動(dòng)性斷裂［2］。根據(jù)調(diào)查該區(qū)處于四川盆地與川西高原過渡的較強(qiáng)活動(dòng)斷裂區(qū)，晚近期斷裂活動(dòng)與地震活動(dòng)性均較強(qiáng)，區(qū)域穩(wěn)定性一般～較差。

3 危巖體的分布和基本特征

3.1 危巖體的分布

花崗巖開采區(qū)危巖體所處自然坡度較陡，一般為65°～85°，局部直立或倒坡。由于爆破開采造成坡面花崗巖體基本裸露，呈帶狀分布。為便于分別對(duì)危巖體認(rèn)識(shí)和分析，根據(jù)危巖的危害性、規(guī)模、數(shù)量等危巖的危害性，將其分為A、B、C 3 個(gè)分區(qū)。

3.1.1 A 區(qū)危巖體的分布情況

A 區(qū)位于 K98+200～K98+400 段。危巖段邊坡高 30～110 m，坡度一般 35°～85°，為兩級(jí)陡崖，分布有危巖 W1～W8 共8 處。W1～W5 危巖分布于下部陡崖，崖高約40 m，坡度30°～70°，危巖單體體積一般0.5～12 m3，屬小型中低位危巖(體)帶。坡體中部為較緩的斜坡，坡度約35°～45°，堆積原開采的不穩(wěn)定花崗巖塊石，塊石粒徑最大可達(dá)3～5 m，松散易墜落，分布于 G1、G2 滾石區(qū)。W6～W8危巖分布于上部陡崖，崖高約70～140 m，坡度70°～85°，局部直立或?yàn)榈蛊隆记?，危巖體頂端距路面高差65～140 m，危巖單體體積一般2～5 m ，W6 屬小型高位危體，W7、W8 屬高～特高位大型危巖(體)帶。見圖2。

圖2 A 區(qū)危巖分布圖

3.1.2 B 區(qū)危巖體的分布情況

B 區(qū)位于K98+530～K98+750 之間。危巖段邊坡高 140～200 m，坡度一般 35°～85°，為兩級(jí)陡崖，分布有危巖體(帶)W9～W15 共 7 處。W9～W11 危巖分布于中下部陡崖，崖高15～100 m，危巖單體體積一般0.5～30 m3，屬中～大型中高位危巖(體)帶。中部為較緩的斜坡，坡度約 35°～50°，堆積原開采的不穩(wěn)定花崗巖塊石，塊石粒徑最大可達(dá)1～3 m，松散易墜落，分布于 G3 滾石區(qū)。W12～W15 危巖分布于上部陡崖，崖高150～200 m，坡度75°～85°，局部直立或?yàn)榈蛊?、凹腔，危巖體頂端距路面高差 100～210 m，危巖單體體積一般 2～30 m3，屬大型特高位危巖(體)帶。如圖3。

3.1.3 C 區(qū)危巖體的分布情況

C 區(qū)位于K98+750～K99+300。危巖段邊坡高30～250 m，坡度一般30°～88°，危巖體(帶)頂端距崖底高度為0～250 m，地形起伏變化較大，陡崖及緩坡并存，分布有危巖帶(體)W16～W30 共15處。局部段堆積分布有原開采的不穩(wěn)定花崗巖塊石，分布于G4～G6 滾石區(qū)，塊石粒徑最大可達(dá)1～4 m，松散易墜落。危巖體帶體積100～6 000 m3不等，屬小～特大型、中低～特高位危巖(體)帶。如圖4。

圖3 B 區(qū)危巖分布圖

圖4 C 區(qū)危巖分布圖

3.2 危巖體基本特征

通過對(duì)A、B、C 區(qū)危巖調(diào)查，每個(gè)區(qū)域危巖單體、規(guī)模、距路線相對(duì)高度、危巖類型和危害性都有所差異，具體見表1。

通過上述危巖體調(diào)查，結(jié)合相應(yīng)巖體三維激光掃描，危巖體呈多種塊體形狀，80%～90%危巖單塊塊徑通常小于2.5 m，2～2.5 m 塊徑多出現(xiàn)在中低位崩塌中，高位崩塌巖體塊徑也在2 m。另外，危巖分布高度不同，規(guī)模巨大，危害程度高。

表1 各片區(qū)危巖基本特征表

續(xù)表1 各片區(qū)危巖基本特征表

4 危巖體的誘因分析

關(guān)于危巖的定義和解釋多種多樣，是指由多組巖體結(jié)構(gòu)面切割并位于陡崖或陡坡上穩(wěn)定性較差的巖石塊體及其組合［3］。另有學(xué)者認(rèn)為，危巖體一般存在于高陡邊坡及陡崖，其失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)而形成崩塌，是山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害之一［4］。在充分理解危巖含義的基礎(chǔ)上才能更好分析其誘發(fā)因素。

4.1 地形地貌

花崗巖開采區(qū)處于剝蝕、侵蝕構(gòu)造中高山區(qū)，為人工高切割邊坡陡崖，坡度陡，崖頂?shù)赘卟畲?，臨空面大，風(fēng)化嚴(yán)重，卸荷裂隙發(fā)育，巖體松動(dòng)變形，地形地貌條件易于形成危巖體，高陡邊促進(jìn)了裂隙的發(fā)展，加大了危巖產(chǎn)生的破壞力。

4.2 地層巖性

開采區(qū)巖性由晉寧期花崗巖組成，屬于堅(jiān)硬巖，卸荷裂隙發(fā)育，且多為貫穿性裂隙，裂隙一般延伸長度大，切割深度較大，多數(shù)張開，局部裂隙達(dá)1～10 cm，面多粗糙平直;局部形成不同程度的凹腔，巖體懸空，失去支持，巖體逐漸演變?yōu)椴环€(wěn)定危巖。

4.3 地質(zhì)構(gòu)造

開采區(qū)地質(zhì)歷史上構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈地區(qū)，區(qū)域性大斷裂發(fā)育，距場(chǎng)地較近，場(chǎng)地還有次級(jí)小斷層發(fā)育，致使巖體中裂隙發(fā)育，危巖體發(fā)育多組結(jié)構(gòu)面，巖體受結(jié)構(gòu)面切割形成多種結(jié)構(gòu)形態(tài)。其中，傾坡外的結(jié)構(gòu)面構(gòu)成滑移面或傾倒控制面，其它結(jié)構(gòu)面對(duì)危巖起側(cè)向控制，巖體被切割成塊狀、碎塊狀結(jié)構(gòu)而形成危巖。如圖5～圖8。

4.4 環(huán)境氣候和降水

環(huán)境溫差大，季節(jié)溫度突變，裂隙水的凍脹作用，也是危巖產(chǎn)生的條件［5］。同時(shí)大氣降水沿裂隙滲入坡體，增大對(duì)邊坡巖體的動(dòng)水壓力和靜水壓力，掏蝕裂隙中的充填物，從而加劇危巖體產(chǎn)生。

4.5 人類工程活動(dòng)(人工開采花崗巖)

從人為活動(dòng)分析，花崗巖受到人為爆破開采，破壞原有巖體質(zhì)量和完整性，巖體爆破過程中在動(dòng)荷載作用下巖體發(fā)生變形，爆破中心一帶巖石承受巨大徑向壓力，并出現(xiàn)巨大壓縮使之形成切向壓力，巖石遭受擠壓剪斷破壞，破碎成碎屑或巖粉，外圍區(qū)徑向壓力衰減，徑向壓縮減小，切向壓力也降低或消失，可產(chǎn)生徑向壓致拉裂裂隙，由于壓力波卸荷及應(yīng)力波的反射機(jī)制，可造成環(huán)繞爆破中心的環(huán)向張裂隙，但分布范圍較徑向裂隙小，因此震動(dòng)可使巖體突然受荷而喪失穩(wěn)定，巖體均發(fā)生了不同程度的卸荷變形、破壞，加劇并惡化了危巖穩(wěn)定性和完整性。由于開采區(qū)花崗巖節(jié)理裂隙非常發(fā)育，加之人為爆破開采和自然差異風(fēng)化，巖體受裂隙和結(jié)構(gòu)面切割母巖，導(dǎo)致坡體危巖體凹巖腔發(fā)育深度加大，進(jìn)而脫落形成危巖。

圖5 節(jié)理裂隙

圖6 爆破拉裂面特征

圖7 構(gòu)造切割巖體

圖8 節(jié)理玫瑰花圖

總之，危巖體的發(fā)育過程是內(nèi)因與外因耦合破壞作用的結(jié)果，如地質(zhì)類型、巖體結(jié)構(gòu)、自身重力、風(fēng)化、水體、地震及人為擾動(dòng)等因素［6］。從整體來看，該區(qū)域巖體節(jié)理裂隙非常發(fā)育，危巖裂隙的變化受多因素影響的[7]，造成花崗巖危巖體這些表征，除了受區(qū)域構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，致使巖體中裂隙發(fā)育，主要受人為采石爆破使巖體裂隙延伸擴(kuò)展，切割深度變大，貫通，局部形成不同程度的凹腔，巖體懸空，失去支持，巖體逐漸演變?yōu)椴环€(wěn)定危巖。因此開采花崗巖為該危巖形成的主要誘發(fā)因素。

5 結(jié)語與建議

1)通過對(duì)小堡鄉(xiāng)花崗巖危巖區(qū)多方面的分析，明確不同區(qū)域危巖體的分布情況，其基本特征明顯、規(guī)模巨大，危害程度高。

2)通過對(duì)各區(qū)危巖體規(guī)模調(diào)查統(tǒng)計(jì)，其總體積為 47 840 m3，A 區(qū) 6 090 m3占 13% ，B 區(qū) 16 700 m3占35%、C 區(qū)25 050 m3占52%。

3)危巖對(duì)公路建設(shè)及運(yùn)營和山區(qū)人民生活的危害是巨大的［8］。隨著西部大開發(fā)戰(zhàn)略的快速發(fā)展，高等級(jí)公路進(jìn)一步興建，危巖崩塌災(zāi)害日益凸現(xiàn)，系統(tǒng)對(duì)危巖特征分析，具有必要性［9］。

4)危巖的破壞具有突發(fā)性、致災(zāi)具有毀滅性［10］。本文簡(jiǎn)要對(duì)小堡鄉(xiāng)花崗巖危巖區(qū)分布、特征、規(guī)模、誘因、危害程度等進(jìn)行介紹，建議后續(xù)處治設(shè)計(jì)時(shí)據(jù)此制定相應(yīng)措施，保障交通運(yùn)營安全。

［1］羅冠枝.活動(dòng)斷裂區(qū)高速公路地質(zhì)災(zāi)害危險(xiǎn)性評(píng)價(jià)與綜合區(qū)劃研究［D］.長沙:中南大學(xué)，2009.

［2］雅瀘高速C12 合同段K98+100～K99+200 段危巖體專項(xiàng)調(diào)查和災(zāi)害評(píng)估分析研究報(bào)告計(jì)［R］.2013.

［3］陳洪凱，唐紅梅，胡 明，等.三峽庫區(qū)危巖研究及防治新理念［J］.中國地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào)，2004，15 (5):27 －32.

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