王納納，梁寧

瀘定縣烹壩中心小學(xué)后山不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害調(diào)查研究

王納納，梁寧

（四川省地質(zhì)礦產(chǎn)勘查開發(fā)局九一五水文隊(duì)，四川 眉山 620010）

烹壩中心小學(xué)后山不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害區(qū)位于瀘定縣烹壩鄉(xiāng)烹壩村，緊鄰國(guó)道318，大渡河右岸。距瀘定縣城約15km，地理坐標(biāo)：東經(jīng)103°49′~103°56′，北緯31°21′~31°29′。威脅烹壩中心小學(xué)205名師生及其周邊5戶25人生命財(cái)產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失約500萬(wàn)，危險(xiǎn)性較大。本調(diào)查研究以現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查和室內(nèi)分析計(jì)算，分析了危巖體基本特征、形成條件和成災(zāi)機(jī)理，初步總結(jié)了康定地區(qū)類似崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)的早期識(shí)別和防范，對(duì)提高不穩(wěn)定斜坡災(zāi)害調(diào)查認(rèn)識(shí)有現(xiàn)實(shí)意義。

崩塌；形成條件；活動(dòng)特征

1 研究區(qū)地質(zhì)環(huán)境

研究區(qū)屬中亞熱帶季風(fēng)氣候，垂直遞變、水平過(guò)度明顯，干濕季節(jié)分明，干燥、多風(fēng)、光熱資源充足、降水不足，晝夜溫差較大。全年降雨量多集中在5～10月，占全年90%以上，多年平均降雨量653.3mm，歷年最大降雨量814mm，最大日降雨量72.3mm。

烹壩中心小學(xué)后山不穩(wěn)定斜坡為位于大渡河右岸二級(jí)階地后緣的基巖斜坡，不穩(wěn)定斜坡坡腳高程高出校核洪水位20m，水平距正常蓄水位150m，受庫(kù)水位影響小。

地處青藏高原向四川盆地的過(guò)渡地帶，境內(nèi)山高坡陡，地勢(shì)起伏大，整體西高東低。屬川西地槽區(qū)，新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，形成典型高山峽谷地貌。危巖區(qū)位于大渡河右岸牦牛溝溝口堆積扇左岸山體斜坡前緣，坡向50°，高程1 350m～1 430m，坡面下陡上緩，下部坡度40°～60°，上部坡度30°～50°，臨空面發(fā)育，為危巖發(fā)育提供了有利條件。

區(qū)內(nèi)出露：新生界第四系全新統(tǒng)崩坡積層、崩坡積層、沖洪積層，元古界康定群咱里組花崗巖。勘查區(qū)基巖斜坡分布花崗巖，灰白、青灰色，細(xì)粒結(jié)構(gòu)，塊狀構(gòu)造，礦物成分為石英、長(zhǎng)石及黑云母，局部含少量角閃石、鉀長(zhǎng)石。

瀘定斷裂是區(qū)內(nèi)主要斷裂，呈南北走向沿大渡河流域延伸，長(zhǎng)90km，斷裂帶向西傾斜，傾向在255°～320°間，傾角在50°～ 85°。受區(qū)域北東向和近南北向斷層構(gòu)造邊界和巖石構(gòu)造組合規(guī)律制約，危巖區(qū)發(fā)育2條分支斷裂，分別分布于研究區(qū)的NE側(cè)和NW側(cè)。

2 危巖基本特征

2.1 危巖分布及形態(tài)特征

烹壩中心小學(xué)后山危巖分布范圍為烹壩中心小學(xué)及其兩側(cè)共5戶民房后山的基巖斜坡上，該斜坡縱向坡度40～60°，局部陡立，巖性為元古界康定群咱里組花崗巖。裂隙發(fā)育，形成危巖區(qū)、危巖單體。南東側(cè)至已治理的邊坡區(qū)，北西側(cè)以耕地后部小型沖溝為界，上部至第一斜坡帶，其前緣寬度135m，高程1 355m～1 430m，高差75m，分布面積8 300m[2]（圖1）。

圖1 危巖分布范圍

將危巖分布范圍分為W1、W2、W3三個(gè)危巖區(qū)及W4～W10個(gè)零星分布的危巖單體。

W1區(qū)：位于斜坡上部，斜坡南東側(cè)，以危巖山體中部小型沖溝為界，坡面走向整體平直，坡向50°，巖體呈碎裂-塊裂狀-塊體結(jié)構(gòu)，主要發(fā)劃分W1-1～W1-9共9個(gè)危巖單體。部分塊徑小、存在零星掉塊的危巖未單獨(dú)劃出。

W2區(qū)：以中部小型沖溝為界，北西側(cè)為W2區(qū)，受控于兩側(cè)小型沖溝，該區(qū)山體略呈凸出狀，坡向66°，劃分W2-1～W2-2共2個(gè)危巖單體。

表1 裂隙統(tǒng)計(jì)表

W3區(qū)：南東側(cè)斜坡下部，山體略呈凸出，坡向50°，劃分W3-1～W3-2共2個(gè)危巖單體，部分零星掉塊的危巖未單獨(dú)劃出。

2.2 危巖形成的影響因素及形成機(jī)制

2.2.1危巖形成的影響因素分析

烹壩中心小學(xué)后山危巖形成的因素主要為自然因素：

1）地形地貌

危巖所處斜坡坡度40°～60°，局部陡坎發(fā)育，地形高差50～80m，巖石臨空卸荷，沿卸荷裂隙促進(jìn)了裂隙發(fā)育發(fā)展，高陡地形，增大了危巖崩塌產(chǎn)生的破壞力[2]。

2）地層巖性

元古界康定群咱里組花崗巖強(qiáng)風(fēng)化-中風(fēng)化。在構(gòu)造、風(fēng)化等作用下，形成碎裂-塊裂-塊體結(jié)構(gòu)，易形成危巖。

3）地質(zhì)構(gòu)造

危巖區(qū)地處瀘定斷裂西支斷層附近，區(qū)內(nèi)新構(gòu)造運(yùn)動(dòng)強(qiáng)烈，河流下切發(fā)育多級(jí)階地，長(zhǎng)期的侵蝕、剝蝕作用下，巖體中節(jié)理裂隙極為發(fā)育，為危巖形成創(chuàng)造條件。

根據(jù)調(diào)查，危巖斜坡主要發(fā)育5組結(jié)構(gòu)面，結(jié)構(gòu)面組合控制了危巖體發(fā)育，產(chǎn)狀統(tǒng)計(jì)見(jiàn)表1及圖2、3。

4）降雨

降雨的浸潤(rùn)、水楔、沖刷及動(dòng)靜水壓力促進(jìn)了巖體結(jié)構(gòu)面的發(fā)展，降低了巖體完整性和力學(xué)強(qiáng)度，較大強(qiáng)度的降雨尤其是暴雨促進(jìn)了這一地質(zhì)作用。

5）風(fēng)化作用

危巖區(qū)巖體風(fēng)化作用強(qiáng)烈，使巖腔和裂隙進(jìn)一步發(fā)育，促進(jìn)危巖的形成。

圖2 結(jié)構(gòu)面極點(diǎn)密度等值線圖

圖3 結(jié)構(gòu)面傾向玫瑰花圖

2.2.2危巖形成機(jī)制分析

受構(gòu)造作用，危巖斜坡區(qū)主要發(fā)育2組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面：295°∠75°、205°∠65°，危巖區(qū)坡向23°～68°，坡度50°左右，根據(jù)赤平投影分析（圖4、5），2組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面組合交線傾向坡內(nèi)，危巖體所處斜坡整體處于穩(wěn)定，但風(fēng)化、卸荷等綜合作用，風(fēng)化、卸荷裂隙發(fā)育，與2組優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面將斜坡巖體切割成碎裂-塊裂-塊體結(jié)構(gòu)，如斜坡坡頂及邊緣地帶，在降雨、地震等因素作用下，有掉塊發(fā)生。在坡腳及中部等地帶，巖體多呈塊體結(jié)構(gòu)，或凹腔發(fā)育，卸荷裂隙陡傾，局部形成危巖單體[4]。

圖4 坡向與優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面分析圖1

圖5 坡向與優(yōu)勢(shì)結(jié)構(gòu)面分析圖2

3 危巖落石運(yùn)動(dòng)計(jì)算

3.1 危巖失穩(wěn)運(yùn)動(dòng)計(jì)算

區(qū)內(nèi)邊坡中上部坡角多大于45o，坡頂危巖多為位于高50～70m的坡頂，以滑移、墜落、傾倒?jié)L動(dòng)的方式運(yùn)動(dòng)，通過(guò)彈跳、滾動(dòng)后最遠(yuǎn)者落于坡腳，威脅坡腳小學(xué)及居民民房。

3.1.1 RockFall 軟件計(jì)算模型假設(shè)

落石運(yùn)動(dòng)軌跡分析，采用RockFall分析軟件對(duì)危巖落石的運(yùn)動(dòng)過(guò)程進(jìn)行模擬，分析落石在坡面運(yùn)動(dòng)沖擊能量、彈跳高度及運(yùn)動(dòng)速度變化，可為工程防治提供依據(jù)。

圖6 落石軌跡圖

假設(shè)條件：

列車自組織D2D通信，首要問(wèn)題是列車發(fā)現(xiàn)過(guò)程中的資源池分配問(wèn)題，在基站工作正常的情況下，可以考慮基站周期性地分配資源池用于列車識(shí)別。如果基站無(wú)法正常工作，可以使用一種為區(qū)域指定資源的方式進(jìn)行資源池的分配，將資源池與線路上某個(gè)區(qū)域進(jìn)行一對(duì)一綁定，并將對(duì)應(yīng)關(guān)系表保存在每一列列車中；當(dāng)列車進(jìn)入某個(gè)區(qū)域并需要自組織的列車識(shí)別與通信時(shí)候，列車依據(jù)關(guān)系表選擇對(duì)應(yīng)的D2D通信的資源池。

1）邊坡坡面由若干段折線連接而成；

2）落石形狀為均勻球體；

3）落石及坡面為各向同性彈塑性體; 不考慮崩塌落石間水平相互作用力；

4）忽略空氣的作用力；

5）落石碰撞不發(fā)生碎裂，形態(tài)完整。

模擬的基本步驟如下：

2）無(wú)確定落石啟動(dòng)位置及初始狀態(tài)參數(shù)；

3）選擇落石統(tǒng)計(jì)數(shù)量，分析落石運(yùn)動(dòng)軌跡和落點(diǎn)分布情況；

4）繪制落石運(yùn)動(dòng)軌跡圖，并對(duì)落石運(yùn)動(dòng)中的沖擊能量、彈跳高度及運(yùn)動(dòng)速度進(jìn)行分析。

本文計(jì)算選擇2-2’剖面進(jìn)行計(jì)算，

落石運(yùn)動(dòng)軌跡計(jì)算結(jié)果如圖6～8所示?？芍蟛糠致涫诒缆溥\(yùn)動(dòng)過(guò)程落在了EF、FG段，并見(jiàn)有部分落石落于建筑區(qū)域。

圖7為落石運(yùn)動(dòng)沖擊能量分布圖，選取塊徑1m計(jì)算，可知落石與基巖碰撞時(shí)沖擊能量較大，最大沖擊能800KJ，隨著落石運(yùn)動(dòng)至坡腳后沖擊能量迅速降低。

圖8為落石運(yùn)動(dòng)彈跳高度分布圖，落石最大彈跳高度6.1 m，其次為3.5m，均發(fā)生在落石與基巖碰撞段．

3.3 危巖發(fā)展趨勢(shì)與危害性

烹壩中心小學(xué)后山斜坡整體處于穩(wěn)定狀態(tài)，3個(gè)危巖區(qū)20個(gè)危巖體天然工況下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，暴雨及地震工況下處于基本穩(wěn)定-欠穩(wěn)定狀態(tài)，安全儲(chǔ)備不足。危巖區(qū)在“5·12”、“4·20”地震期間，有零星落石發(fā)生，對(duì)烹壩中心小學(xué)食堂臨時(shí)用房棚頂造成一定破壞。有必要對(duì)該危巖區(qū)進(jìn)行工程治理，消除其對(duì)烹壩中心小學(xué)205名師生及周邊5戶25人的生命財(cái)產(chǎn)威脅。

圖7 落石運(yùn)動(dòng)沖擊能力分布圖

圖8 落石運(yùn)動(dòng)彈跳高度分布圖

4 防治措施

危巖體總體積3854m3，屬小型危巖。共發(fā)育3處危巖區(qū)20個(gè)危巖體，在“5·12”、“4·20”地震期間，有零星落石發(fā)生，落石塊徑30～50cm。自然因素作用形成。根據(jù)危巖體特征和施工條件綜合分析，危巖區(qū)不具備被動(dòng)防護(hù)的條件，治理工程以主動(dòng)防護(hù)為宜[5]，推薦“主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)+危巖錨桿錨固+危巖凹腔嵌補(bǔ)支撐+清危”方案：

1）主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，布設(shè)于W1區(qū)、W2區(qū)和W3區(qū)。

2）對(duì)部分危巖單體進(jìn)行錨桿錨固。

3）對(duì)部分危巖單體進(jìn)行凹腔嵌補(bǔ)支撐。

4）對(duì)部分危巖單體及坡面上的松動(dòng)塊體進(jìn)行清危。

[1] 趙允輝. 危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)與防治[J]. 中國(guó)地質(zhì)災(zāi)害與防治學(xué)報(bào). 2004, 15（增）(3): 33-38.

[2] 地礦眉山工程勘察院. 瀘定縣烹壩鄉(xiāng)烹壩村烹壩中心小學(xué)后山不穩(wěn)定斜坡勘查報(bào)告[R].2015.

[3] 余會(huì)明，安海棠，張衛(wèi)強(qiáng). 崩塌危巖體穩(wěn)定性定量評(píng)價(jià)及防治對(duì)策[J]. 地質(zhì)災(zāi)害與環(huán)境保護(hù). 2016, 27(3).

[4] 吳鈺梁，鄧敏，朱思軍．匯源電站崩塌穩(wěn)定性分析及防治研究[J]. 山西建筑. 2012, 38(1):63-64.

[5] 駱銀輝. 崩塌的形成機(jī)理與防治方法[J]. 西部探礦工程. 2008, 12:1-3.

Investigation and Study of Unstable Slope Disaster of Back Hill of Pengba Central Primary School of Luding County

WANG Na-na LIANG Ning

(No. 915 Hydrogeological and Engineering Geological Team, BGEEMRSP, Meishan, Sichuan 620010)

Unstable slope disaster of back hill of Pengba Central Primary School is located at the right bank of the Dadu River, Pengba Village of Luding County,about 15 km from the county seat of Luding County, coordinates: 103 ° 49'-103 ° 56'E, 31 ° 21'-31 ° 29'N. It Threatened the lives and property of 205 teachers and pupils of Pengba Central Primary School and 25 people from 5 surrounding families. This study deals with the basic characteristics, forming conditions and disaster-forming mechanism of the dangerous rock mass based on field survey and calculation, and summarizes the early identification and prevention of the hidden danger points of similar collapse geohazards in the Kangding region.

collapse; forming condition; unstable slope disaster; Pengba Central Primary School

2019-12-01

王納納（1987-），女，河南洛陽(yáng)人，工程師，研究方向?yàn)槟嗍鳛?zāi)害評(píng)價(jià)與防治

P642.21

A

1006-0995（2020）04-0658-04

10.3969/j.issn.1006-0995.2020.04.028