陳 璠
(貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司,貴州 貴陽(yáng) 550000)
工作區(qū)屬侵蝕、溶蝕中低山地貌區(qū),侵蝕切割較為強(qiáng)烈,地形相對(duì)高差較大,斜坡坡度陡,多處可見(jiàn)溶蝕現(xiàn)象。區(qū)內(nèi)總體地形較陡,呈折線形,總體地形呈近陡坡——平臺(tái)——陡坡——平臺(tái)狀,地形坡度40°~80°(局部為陡崖)、陡崖下多為寨民房分布區(qū),坡度約3°~20°臺(tái)階狀。最高點(diǎn)位于災(zāi)害點(diǎn)后部山頂,海拔1411.97m,最低點(diǎn)位于前緣小路,海拔1279.55m,相對(duì)高差185m。
地層巖性:工作區(qū)基巖出露為二疊系上統(tǒng)大隆組(P3d)和龍?zhí)督M(P3l)。
二疊系上統(tǒng)大隆組(P3d):巖性為黑白色中厚層細(xì)至中粒石英砂巖和黃灰色頁(yè)巖夾灰白色中厚層長(zhǎng)石石英砂巖及灰色中厚層石灰?guī)r,厚250~260m,塊狀構(gòu)造。
二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l):巖性為砂巖、砂質(zhì)泥巖、粘土巖、頁(yè)巖、灰?guī)r和燧石灰?guī)r及煤層組成,厚300~500 m,呈薄至中厚層狀結(jié)構(gòu),層狀構(gòu)造。
地質(zhì)構(gòu)造:工作區(qū)所處區(qū)域構(gòu)造發(fā)育,區(qū)內(nèi)無(wú)斷層通過(guò),巖層傾向180,傾角23,受區(qū)域構(gòu)造影響,巖體節(jié)理裂隙發(fā)育。
工作區(qū)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(qū)內(nèi)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(qū)內(nèi)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(nèi)為地表水、地下水的最低排泄點(diǎn)。區(qū)內(nèi)地下水、地表水總體趨勢(shì)由北沿南側(cè)地勢(shì)低洼處運(yùn)移。
工作區(qū)巖石的力學(xué)性質(zhì)分為兩類,即硬質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組:二疊系上統(tǒng)大隆組(P3d)地層,巖性石灰?guī)r的力學(xué)強(qiáng)度高,節(jié)理裂隙發(fā)育、易產(chǎn)生崩塌等地質(zhì)災(zāi)害;軟質(zhì)巖類工程地質(zhì)巖組:二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)地層,巖性石灰?guī)r的力學(xué)強(qiáng)度低,易風(fēng)化剝蝕而使上部硬質(zhì)巖體懸空從而產(chǎn)生崩塌。
工作區(qū)崩塌(危巖體)位于村寨后山陡崖上,區(qū)內(nèi)主要發(fā)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?guī)r,表層節(jié)理裂隙發(fā)育,抗風(fēng)化能力強(qiáng),主要發(fā)育2組結(jié)構(gòu)面,其中控制性結(jié)構(gòu)面產(chǎn)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?guī)r,抗風(fēng)化能力強(qiáng)。下部受松動(dòng)巖塊支撐,主要發(fā)育2組結(jié)構(gòu)面,結(jié)構(gòu)面①60°∠88°,結(jié)構(gòu)面②330°∠80°。
WY3危巖體:寬 2.7m、高 3.4m、厚 1.2m,體積11.02m3。崩塌方向?yàn)?11°,傾倒式破壞。石灰?guī)r的表層是節(jié)理裂隙形式,其抗風(fēng)性非常的差,結(jié)構(gòu)面①60°∠88°,結(jié)構(gòu)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?guī)r,節(jié)理裂隙發(fā)育,結(jié)構(gòu)面①產(chǎn)狀為240°∠86°;結(jié)構(gòu)面②產(chǎn)狀為330°∠82,隨著雨水對(duì)基底侵蝕作用、雨水入滲結(jié)合面或風(fēng)化加劇等情況,失穩(wěn)的可能性大。
陡崖破碎帶PSD1:高21m,長(zhǎng)90m,巖石下部為二疊系上統(tǒng)龍?zhí)督M(P3l)砂質(zhì)泥巖,上部為二疊系上統(tǒng)大隆組(P3d)石灰?guī)r,“上硬下軟”導(dǎo)致下部風(fēng)化剝蝕強(qiáng)烈,形成高0.5~0.8m高的凹腔,上部巖塊沿節(jié)理裂隙面的切割形成眾多小型危巖體(松動(dòng)塊石)部分在重力作用下掉落,形成陡崖,將凹腔擴(kuò)展至1.5~1.8m高。陡崖破碎帶松動(dòng)塊石方量一般為0.1~10m3,破壞方式以墜落式為主。上部節(jié)理裂隙發(fā)育,局部巖體表層可見(jiàn)明顯的張開(kāi)現(xiàn)象,張開(kāi)0.5~5cm。
PSD2破碎帶:寬3.2m、高5.2m。巖體表層破碎,節(jié)理裂隙極發(fā)育,發(fā)育成眾多小型危巖體(松動(dòng)塊石),陡崖破碎帶松動(dòng)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?guī)r,主要發(fā)育2組結(jié)構(gòu)面,結(jié)構(gòu)面①60°∠88°,結(jié)構(gòu)面②330°∠80°。
圖1 崩塌(危巖體)及破碎帶典型剖面圖
根據(jù)對(duì)區(qū)內(nèi)危巖體的調(diào)查統(tǒng)計(jì)與分析,該區(qū)內(nèi)危巖塊體通常情況下會(huì)受到后壁裂縫的不利影響,對(duì)其底部位置的支撐效果產(chǎn)生不利影響。同時(shí),長(zhǎng)期的風(fēng)化作用以及雨水的侵蝕,導(dǎo)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(fēng)化作用而出現(xiàn)卸荷現(xiàn)象。重力影響下危巖塊體出現(xiàn)滑移破壞,形成了傾倒拉裂式以及墜落式等破壞形式。對(duì)于危巖而言,其有高以及陡斜坡等為載體,而且區(qū)域范圍發(fā)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(xiàn)場(chǎng)勘測(cè)情況來(lái)看,危巖形成與陡崖以及斜坡的形成關(guān)系密切,而且與區(qū)域范圍的的巖石構(gòu)造等有密切關(guān)系。就危巖體影響因素而言,主要有兩方面的因素,一是內(nèi)在因素,二是外在因素。其中,內(nèi)在因素主要有地形地貌、地質(zhì)構(gòu)造以及巖土體結(jié)構(gòu)等;對(duì)于外在因素而言,主要原因是大氣降雨以及人工作業(yè)等因素所致。
實(shí)踐中可以看到,如果巖體受裂隙切割而構(gòu)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(kuò)張形式。在作業(yè)區(qū)域范圍內(nèi)裂隙主要是垂直型卸荷裂隙。對(duì)于裂隙而言,其多呈張開(kāi)形,延伸以及貫通的距離長(zhǎng)達(dá)10m,而且規(guī)模相對(duì)較大。當(dāng)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(yīng)力及其他外力等因素影響下,裂隙將繼續(xù)擴(kuò)展,后緣連續(xù)貫通之后,則形成分離體。斜坡坡面長(zhǎng)期接受風(fēng)化作用,在自重應(yīng)力作用下沿層面及卸荷裂隙切割產(chǎn)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(zhuǎn)化為危巖體。另外,該巖體巖性為石英砂巖、石灰?guī)r,因“差異風(fēng)化”掏蝕基座,形成凹巖腔,轉(zhuǎn)化為危巖體。該巖體通過(guò)切割體、分離體,從而轉(zhuǎn)化為危巖體。
基于危巖體特征以及后緣裂隙發(fā)育情況分析,結(jié)合前緣臨空狀況以及各危巖體的變形破壞方式進(jìn)行綜合分析,其形成機(jī)制為切割體以及分離體基座,由于掉塊以及差異風(fēng)化等作用而導(dǎo)致危巖前緣處于懸空狀態(tài),進(jìn)而形成了危巖體結(jié)構(gòu)形式。從實(shí)際經(jīng)驗(yàn)來(lái)看,危巖體支撐點(diǎn)如果達(dá)到了臨界值,則因地震災(zāi)害以及強(qiáng)降雨等因素的影響,便會(huì)出現(xiàn)巖體崩塌等問(wèn)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?fàn)顟B(tài)形成創(chuàng)造了條件。變形破壞發(fā)生時(shí),危巖體頂部位置就會(huì)與母體脫離開(kāi)來(lái)。
對(duì)工作區(qū)穩(wěn)定性差、變形破壞程度大、發(fā)展變化趨勢(shì)強(qiáng)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(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng),對(duì)直接受崩塌(危巖體)威脅的居民實(shí)施搬遷,并對(duì)危巖帶進(jìn)行簡(jiǎn)易變形監(jiān)測(cè),在危險(xiǎn)區(qū)邊緣顯著地段設(shè)置警示牌,加大防災(zāi)宣傳力度,提高全民防災(zāi)意識(shí)。