姚佳興

（貴州省煤田地質(zhì)局水源隊）

貴州省貴陽市高坡鄉(xiāng)甲定村后龍山頂發(fā)育有1塊危巖，危巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育，巖體因長時間風(fēng)化剝蝕底部形成凹巖腔，且下方陡崖坡度較大，接近直立，存在崩塌的風(fēng)險，對山體下方村民的生命財產(chǎn)安全造成較大威脅［1-10］。為了查清危巖體現(xiàn)狀及成因，技術(shù)人員對現(xiàn)場采用詳細(xì)勘查、工程地質(zhì)測繪等手段查清該崩塌隱患點的發(fā)育特征。根據(jù)定性分析及定量計算方式綜合評價該危巖體的穩(wěn)定性，結(jié)合內(nèi)外部條件分析其形成因素。

1 地質(zhì)環(huán)境條件

1.1 地形地貌

調(diào)查區(qū)位于黔中盆地東南部，屬高原臺地地貌。調(diào)查區(qū)地勢總體為中部高、四周低，最高點海拔1 396.71 m，位于后龍山頂，最低點海拔1 210 m，位于北西側(cè)耕地，地形坡度較陡，一般為30°～70°，局部陡崖處坡度近直立，斜坡上第四系覆蓋層厚度0.3～3 m，植被生長較茂密，以灌木為主。

1.2 地層巖性

調(diào)查區(qū)及周邊出露的地層有第四系、石炭系下統(tǒng)大塘組。第四系（Q）以堆積土層為主，為碎石黏土，呈黃褐色、可塑狀，厚度0.3～3.0 m，主要分布在緩坡及地勢低洼地帶；石炭系下統(tǒng)大塘組（C1d）為灰色厚層狀灰?guī)r夾泥灰?guī)r，厚200～500 m，一般厚度為350 m。

1.3 地質(zhì)構(gòu)造

調(diào)查區(qū)位于黔南坳陷區(qū)（江南造山帶），為都勻南北向的構(gòu)造變形區(qū)，區(qū)域內(nèi)經(jīng)多期構(gòu)造運(yùn)動，各構(gòu)造體系之間發(fā)生斜接、交切，形成了較復(fù)雜的構(gòu)造格局。此外，調(diào)查區(qū)也位于許家大坡背斜東翼，研究區(qū)無斷層發(fā)育，為單斜構(gòu)造，巖層呈單斜產(chǎn)出，地層產(chǎn)狀120°∠19°。

1.4 工程地質(zhì)條件

研究區(qū)內(nèi)的巖體，可分為硬質(zhì)巖組、松散巖組2類工程地質(zhì)巖組。硬質(zhì)巖組位于石炭系大塘組（C1d）地層，為灰色厚層塊狀石灰?guī)r，巖石結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、堅硬、力學(xué)性質(zhì)較好，但裸露在地表的巖體溶蝕現(xiàn)象較為強(qiáng)烈，溶蝕裂隙發(fā)育。松散巖組為第四系殘坡積物（Q），巖性主要為含碎石黏土，該巖組結(jié)構(gòu)松散，工程地質(zhì)性質(zhì)差。

1.5 水文地質(zhì)條件

巖溶裂隙水主要賦存于石炭系下統(tǒng)大塘組（C1d）灰?guī)r節(jié)理裂隙中，靠大氣降水補(bǔ)給，以巖溶管為徑流通道。第四系松散孔隙水主要賦存于第四系覆蓋含碎石塊石粉質(zhì)黏土的松散孔隙中。

2 崩塌危巖體的發(fā)育特征

崩塌危巖體位于貴陽市高坡鄉(xiāng)甲定村后龍山頂部陡崖一帶，植被發(fā)育，隱患點下部斜坡坡度30°～50°，陡崖處地形坡度接近直立，坡腳為村民居住區(qū)（圖1）。經(jīng)現(xiàn)場勘查，該危巖體屬于傾倒式崩塌危巖類型（圖2），其高約11.5 m，寬約2.5 m，厚度約5.5 m，總方量約158.1 m3。危巖體周圍及斜坡中部零星分布有小型石塊，石塊大小不一，受極端天氣影響，容易發(fā)生滾落，雖然塊體較小，但也會對下方村民造成威脅。

巖層節(jié)理裂隙非常發(fā)育，有3 條方向不同的裂隙，其中1#裂隙高約8 m，平均寬度0.1 m，延伸方向210°，呈豎直方向發(fā)育；2#裂隙高約6 m，平均寬度0.15 m，延伸方向350°；3#裂隙高約11.5 m，平均寬度0.1 m，延伸方向350°，向危巖體深部延伸。危巖底部發(fā)育有1 處凹巖腔，凹巖腔寬6.5 m，平均高度3 m，深3.5 m，凹巖腔內(nèi)部堆積較多石塊，石塊大小不一，為0.1～0.5 m3。

3 危巖穩(wěn)定性分析

3.1 定性分析

本次研究的崩塌點地貌形態(tài)為構(gòu)造侵蝕中低山地貌類型，斜坡整體坡度約45°，局部為陡坎。崩塌整體坡向為290°，巖性為灰?guī)r，巖層產(chǎn)狀120°∠19°。危巖體發(fā)育有3 組裂隙，產(chǎn)狀分別為210°∠70°，350°∠65°，350°∠62°，且有裂隙被第四系殘坡積物充填，使得其均向危巖體深部發(fā)育，即將貫穿巖體。通過赤平投影計算分析，危巖穩(wěn)定性較差，評價結(jié)果為可能滑動。

3.2 定量計算分析評價

3.2.1 巖土物理力學(xué)參數(shù)的確定

本次勘查工作，現(xiàn)場采集9件巖樣做巖土力學(xué)試驗，用于分析評價危巖穩(wěn)定性。巖體物理力學(xué)指標(biāo)計算見表1。

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根據(jù)試驗值，石灰?guī)r飽和密度標(biāo)準(zhǔn)值為2.68 g/cm3，故取石灰?guī)r飽和容重γ=26.8 kN/m3，石灰?guī)r巖體飽和抗壓強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值為59.81 MPa，抗拉強(qiáng)度指標(biāo)標(biāo)準(zhǔn)值flk=4.26 MPa。

3.2.2 計算模型與工況

因長期風(fēng)化作用，危巖體底部泥質(zhì)含量較重的軟弱層逐漸剝蝕，形成凹巖腔，巖體下部失去承載力，加之巖體溶蝕裂隙發(fā)育，形成較長縱向不利結(jié)構(gòu)面，不利結(jié)構(gòu)面貫穿，形成傾倒式危巖。

研究區(qū)地震動峰值加速度為0.05g，地震動反應(yīng)譜特征周期為0.40 s，地震基本烈度Ⅵ度，不考慮地震荷載。根據(jù)危巖體特征及其荷載情況，選定天然狀態(tài)（工況Ⅰ：自重）、持續(xù)降雨（工況Ⅱ：自重+暴雨）2 種工況進(jìn)行穩(wěn)定性計算，參考《崩塌防治工程設(shè)計規(guī)范（試行）》（T/CAGHP032—2018），穩(wěn)定性安全系數(shù)按表3選取。

加強(qiáng)部隊官兵實戰(zhàn)意識的培養(yǎng)，熟練掌握現(xiàn)代化指揮手段。改善培訓(xùn)設(shè)施，優(yōu)化培訓(xùn)內(nèi)容，豐富培訓(xùn)手段，提高對維和人員的培訓(xùn)能力。在培訓(xùn)中注重實戰(zhàn)模擬和訓(xùn)練，強(qiáng)化作戰(zhàn)運(yùn)用實踐，熟練掌握現(xiàn)代化作戰(zhàn)方式。增強(qiáng)快速軍事部署能力，提高應(yīng)對多種安全威脅、遂行多樣化軍事任務(wù)的響應(yīng)能力。

3.2.3 計算公式的選取

本次崩塌危巖計算公式參考《崩塌防治工程設(shè)計規(guī)范（試行）》（T/CAGHP032—2018），危巖體為傾倒式危巖，危巖體破壞形式由后緣抗拉強(qiáng)度控制，故該隱患點危巖計算模型及計算公式選取如下：

式中，F(xiàn)為危巖穩(wěn)定性系數(shù)；W為危巖體自重，N；V為裂隙水壓力，kN/m，按1/2（γw·hw2）計算，γw為水的容重，通常取10 kN/m3；H為危巖體高度，m；h為后緣裂隙深度，m；hw為后緣裂隙充水高度，m；a為危巖體重心到傾覆點的水平距離，m；b為后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點之間的水平距離，m；h0為危巖體重心到傾覆點的垂直距離，m；α為危巖體與基座接觸面傾角，（°），外傾時取正值，內(nèi)傾時取負(fù)值；β為后緣裂隙傾角，（°）。

3.2.4 危巖穩(wěn)定性情況

根據(jù)《崩塌防治工程勘查規(guī)范（試行）》（T/CAGHP 011—2018）中的危巖穩(wěn)定狀態(tài)劃分標(biāo)準(zhǔn)，對區(qū)內(nèi)危巖體穩(wěn)定性進(jìn)行評價，詳見表3。

通過對危巖穩(wěn)定性詳細(xì)計算，得出自然工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.08，暴雨工況下穩(wěn)定性系數(shù)為1.05，均屬于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4 危巖成因分析

4.1 軟弱帶形成的凹巖腔

軟弱帶的出現(xiàn)和變形是造成研究區(qū)及周邊地區(qū)巖質(zhì)邊坡崩塌災(zāi)害高發(fā)的主要內(nèi)在因素。本次研究的危巖體發(fā)育于石炭系大塘組（C1d），巖性為灰?guī)r，中部夾有薄層的泥質(zhì)條帶軟弱層，該軟弱層上下部的灰?guī)r含泥質(zhì)成分較高，抗風(fēng)化能力弱，經(jīng)過長時間的風(fēng)化剝蝕作用，巖體逐漸破碎，加之裂縫的切割，破碎巖體失去荷載與支撐，逐漸脫離母巖掉落形成凹巖腔。凹巖腔上部巖體失去支撐，加上巖溶裂隙發(fā)育，逐漸失穩(wěn)崩落，崩落石塊逐漸增多，凹巖腔不斷擴(kuò)大，最后形成規(guī)模較大的形似鷹嘴的危巖體，具體變化過程如圖3所示。

4.2 自然形成的高陡地形

從危巖體地形上看，下部斜坡坡度30°～50°，陡崖處地形坡度接近直立，當(dāng)危巖體下部松散層受雨水沖刷或淺表小塊巖石掉落后，便造成稍大的危巖體臨空面。在自身和外界物理因素影響下，平衡失穩(wěn)誘發(fā)崩塌散落，危巖體接近斜坡頂部，距下部居民區(qū)垂直高度近90 m，當(dāng)危巖體脫離母巖后，受重力影響，將沿斜坡面發(fā)生滾動。研究區(qū)位于貴州中部山區(qū)，地勢起伏及山體坡度較大，都是崩塌危巖體形成重要的外部條件。

4.3 大地構(gòu)造作用

貴州高山地區(qū)大多發(fā)育有古崩塌、古滑坡，這些地質(zhì)現(xiàn)象的形成主要是因為古老地質(zhì)構(gòu)造作用、震動、推覆等，使巖體原有的性質(zhì)及完整性遭到破壞，巖體開始出現(xiàn)節(jié)理裂隙，在多次構(gòu)造作用下，該現(xiàn)象和規(guī)模在變大，不利結(jié)構(gòu)面也隨著發(fā)育擴(kuò)大，最終形成完整性及穩(wěn)定性均較差的巖體，經(jīng)現(xiàn)場勘查發(fā)現(xiàn)，該危巖體發(fā)育有3條較大裂隙。

4.4 人類工程活動影響

人類工程活動是崩塌地質(zhì)災(zāi)害形成的另一個重要外在因素，如人工切坡修橋、修路造成斜坡原有地形地貌破壞，進(jìn)而破壞巖體原有穩(wěn)定狀態(tài)，從而形成崩塌隱患。另外，人類采礦、爆破等工程活動對原有地質(zhì)特征影響極大，震動使巖土體內(nèi)部結(jié)構(gòu)破壞，黏聚力減小，發(fā)生破碎，形成落石和危巖。本次研究的危巖體下部為村寨，修建有房屋、道路，人類工程活動跡象明顯。

4.5 極端天氣的影響

連續(xù)強(qiáng)降雨天氣是地質(zhì)災(zāi)害高發(fā)的原因，崩塌地質(zhì)災(zāi)害也不例外。雨水會沿著巖體的節(jié)理和裂隙滲入巖體內(nèi)，增加巖體的自重，且山坡的土層經(jīng)過雨水的浸泡，會逐漸松軟，最后被雨水沖刷帶走，形成大面積裸露的巖體，巖體底部土層被雨水帶走后也會導(dǎo)致巖體局部失穩(wěn)，形成危巖。

5 結(jié) 論

（1）經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查后確認(rèn)，該危巖體屬于傾倒式崩塌危巖類型，其高約11.5 m，寬約2.5 m，厚度約5.5 m，總方量約158.1 m3，坡度70°，巖體完整性較差，節(jié)理裂隙發(fā)育，底部均發(fā)育有凹巖腔。

（2）通過赤平投影計算分析，危巖穩(wěn)定性較差，評價結(jié)果為可能滑動；經(jīng)過危巖穩(wěn)定性定量計算，該危巖體在自然工況及暴雨工況下都處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。結(jié)合2 種評價方式，綜合分析得到，危巖體穩(wěn)定性較差，發(fā)生崩塌可能性較大。

（3）通過現(xiàn)場勘查及資料收集分析得出，研究區(qū)內(nèi)地勢陡崖、山體坡度較大，提供了巖體崩落的重力條件；巖體作為典型的碳酸鹽巖，受古地質(zhì)構(gòu)造作用、人類工程活動等多重影響，結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性較差，容易發(fā)生溶蝕變形，形成裂隙。加之巖體底部發(fā)育的軟弱層在長時間的風(fēng)化剝蝕作用以及降雨影響下逐漸脫離，形成凹巖腔，凹巖腔規(guī)模不斷擴(kuò)大，最后與后緣裂縫交匯，經(jīng)重力卸荷作用，形成崩塌。