畢遠(yuǎn)宏

(甘肅省地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測院，甘肅 蘭州 730050)

文縣位于甘肅省最南端，地處秦嶺褶皺山地南部，境內(nèi)山高谷深，溝壑縱橫，地形起伏強烈，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，斷裂發(fā)育，巖體破碎，暴雨頻繁，地質(zhì)災(zāi)害極為發(fā)育，是我省滑坡、泥石流嚴(yán)重發(fā)育區(qū)之一。2008年汶川地震給文縣造成了巨大的損失，誘發(fā)了大量的滑坡、崩塌、泥石流等地質(zhì)災(zāi)害，僅在縣城南北兩山誘發(fā)和加劇的地質(zhì)災(zāi)害達(dá)60余處，給縣城人民生命財產(chǎn)造成嚴(yán)重威脅，也嚴(yán)重影響到城鎮(zhèn)建設(shè)和環(huán)境建設(shè)的發(fā)展。

崖嘴溝的潛在崩塌體是該區(qū)內(nèi)整體穩(wěn)定性最差、危險性和危害性最大的災(zāi)害體，亟需進行工程治理，因此急需開展南山崩塌穩(wěn)定性評價。

圖1 工作區(qū)地形地貌圖

1 地形地貌

工作區(qū)地處文縣白水江國家級自然保護局后山，屬于西秦嶺山脈，南秦嶺山帶，是新構(gòu)造運動強烈區(qū)，地震活動頻繁，地質(zhì)構(gòu)造復(fù)雜，地表起伏大，巖石裸露，溝壑發(fā)育。古詩云“陰平峻嶺與天齊，玄鶴徘徊尚怯飛”生動形象地反映了文縣山大溝深的地勢特征。崩塌發(fā)育區(qū)地貌可劃分為山地地貌和重力地貌(見圖1)。

1.1 山地地貌

以中高山為主，工程區(qū)位于高山山坡下部，相對高差150 m，地形坡度大都在40°以上，溝兩岸山坡、山脊等地勢較平緩地區(qū)形成殘坡積土覆蓋層。

1.2 重力地貌

由于工作區(qū)山高坡陡、巖體破碎，局部碎石土覆蓋層較厚，又是地震的波及區(qū)，山體極不穩(wěn)定，重力地貌，尤其是崩塌、不穩(wěn)定斜坡等現(xiàn)象很嚴(yán)重，主要分布在崖嘴溝跌水坎以及下游溝坡兩岸及溝槽兩側(cè)。經(jīng)調(diào)查，潛在崩塌體嚴(yán)重威脅下方居民生命財產(chǎn)安全。

2 地層巖性

工作區(qū)出露的地層主要為第四系地層和泥盆系地層。

2.1 第四系地層(Q)

2.1.1 殘坡積物(Q4el+dl)

在工作區(qū)分布范圍大，以碎石土為主，主要分布在南山中下游坡體及溝道內(nèi)。由變質(zhì)砂巖、炭質(zhì)砂巖等地層風(fēng)化而形成。厚度0～10 m不等，常由坡面沖刷、坡腳侵蝕或人工削坡形成崩塌臨空面，容易形成滑坡、崩塌等。

2.1.2 重力堆積物(Q4del、Q4col)

重力堆積物十分發(fā)育，廣泛分布于崩塌體及斜坡的下方坡體和溝道內(nèi)，厚度0～8 m，平均厚度4 m。沿溝床兩岸崩塌、滑坡等不良地質(zhì)現(xiàn)象。

2.2 泥盆系地層(D21s1+2)

巖性以黑色砂質(zhì)板巖、炭質(zhì)板巖為主，夾硅質(zhì)礫巖層及硅質(zhì)巖，灰?guī)r透鏡體，傾角在40°～70°之間，優(yōu)勢產(chǎn)狀245°∠45°，層厚20～50 cm，巖層傾角從海拔高至海拔低、山頂至山底整體有變緩趨勢。

3 人類工程活動

工作區(qū)人類工程活動較為強烈，主要是近50 a來，由于人口急增，人類生存需求和工程活動日益加劇，主要表現(xiàn)為毀林墾荒、城鎮(zhèn)建設(shè)，誘發(fā)崩塌災(zāi)害的發(fā)生。

4 地質(zhì)災(zāi)害發(fā)育特征

4.1 崩塌基本特征

工作區(qū)潛在崩塌體位于文縣城關(guān)鎮(zhèn)南山白水江保護局后山斜坡中部，距離白龍江約150 m，工作區(qū)面積0.01 km2。潛在崩塌體所在斜坡高差50 m，崩塌體頂部海拔高程1 020 m。

4.2 潛在崩塌體斜坡地形地貌特征

潛在崩塌體為巖質(zhì)斜坡，平均坡向10°，頂部殘坡積碎石土平均厚度0.5 m。潛在崩塌體坡度達(dá)80°左右，局部反傾。該處崩塌上部不平整，崖嘴溝從潛在崩塌體中間穿過，形成高數(shù)十米的跌水坎。潛在崩塌體坡長77 m，全部坡寬85 m，潛在崩塌體頂部植被覆蓋較好，人工種植松樹。崖體下部為楔形崩塌堆積體，堆積層較厚，平均厚度約2 m(見圖2)。

圖2 潛在崩塌體及周邊斜坡

圖3 工程地質(zhì)剖面圖

潛在崩塌體5個區(qū)的危巖區(qū)，其規(guī)模大小不一，且各自受所在位置巖體結(jié)構(gòu)和地形地貌特征影響較大，各區(qū)規(guī)模與分布范圍見表1和圖3。

表1 各區(qū)崖體特征及分布 m3

5 潛在崩塌體基本特征

崖體頂部斜坡上發(fā)育一組拉張裂隙，走向與崖體走向一致。裂隙延伸長、深度大，延伸長度2～15 m，深度1～8 m，張開度一般5～30 cm，最大達(dá)到50 cm，裂隙有輕微下錯現(xiàn)象。裂隙距離崖面最遠(yuǎn)8 m，最大張開度15 cm，已被充填碎石土，延伸長度15 m，沿崖體頂部后緣小路延伸，與崖面斜交，為汶川大地震時形成。斜坡下方緊挨坡腳有一條上山便道，平均路寬3 m，路下方即為民房。汶川地震時曾發(fā)生過崩塌落石阻塞道路、砸壞民房的事故。因此，該區(qū)潛在崩塌體嚴(yán)重威脅居民生民財產(chǎn)安全。

6 潛在崩塌體成因分析

鑒于潛在崩塌體斜坡的地層巖性和地形地貌特征，面對于巖體的穩(wěn)定性起著不同的作用，如側(cè)向切割面、后緣切割面和層理結(jié)構(gòu)面等。斜坡巖體在各組結(jié)構(gòu)面以及斜坡臨空面的組合作用下被切割成碎塊狀，巖體整體性很差，從而決定了巖體的變性破壞。在外因作用下，巖體可能失穩(wěn)破壞并造成災(zāi)害。

在潛在崩塌體獨立危巖體基巖內(nèi)，發(fā)育主要發(fā)育4組結(jié)構(gòu)面，其中第2組結(jié)構(gòu)面最為發(fā)育。獨立體上自上而下發(fā)育的幾條大的卸荷裂隙對獨立體的穩(wěn)定性其控制作用，裂隙張開度較大、傾角近直立，在各種外部因素作用下，容易發(fā)生傾倒式崩塌災(zāi)害。

7 潛在崩塌體穩(wěn)定性評價

由前知危巖體Ⅰ區(qū)受地震作用發(fā)生活動后，巖體非常破碎，后部發(fā)育多條貫通卸荷裂隙，整個危巖體穩(wěn)定性差且危險性大，取張開度最大的一條裂隙作為危巖體后緣進行穩(wěn)定性計算。

計算剖面依據(jù)A-A′(圖4)，取單寬進行計算。計算力學(xué)模型如圖4所示：

圖4 危巖體穩(wěn)定性評價計算圖

計算結(jié)果如表4所示，在地震后，該區(qū)危巖體天然狀態(tài)下處于穩(wěn)定狀態(tài)(穩(wěn)定性系數(shù)大于1.0)。暴雨條件下，由于后緣裂隙充水且沿底滑面滲流，危巖體穩(wěn)定性降低，接近極限平衡狀態(tài)。地震作用下(再次地震)，危巖體穩(wěn)定性系數(shù)小于1.0，既發(fā)生失穩(wěn)滑動。在暴雨加地震作用下，危巖體穩(wěn)定性系數(shù)低至0.769，將發(fā)生失穩(wěn)滑動。

表2 潛在崩塌體穩(wěn)定性計算結(jié)果

8 結(jié)語

潛在崩塌體海拔高程低、離居民區(qū)近、工程地質(zhì)條件差，是工作區(qū)內(nèi)穩(wěn)定性、危險性最大的一處地質(zhì)災(zāi)害，巖體變性破壞明顯，隨著時間推移，巖體風(fēng)化，節(jié)理裂隙發(fā)育和貫通、張開度的增大，在強降雨、地震及人類活動等因素的引發(fā)下，隨時有產(chǎn)生崩塌、落石的可能，潛在的險情也會越來越大。

[1]菌扒灣崩塌穩(wěn)定性評價[J].甘肅地質(zhì).2013.22(2)：67-70.

[2]常張高速公路風(fēng)化巖邊坡穩(wěn)定性分析及加固[J].公路與汽運.2004.8(4)：51-53.