遵義市紅花崗區萬里路地質災害形成條件和誘發因素淺析

吳虹

[摘要]遵義市紅花崗區萬里路街道百藝社區側方陡崖發育危巖帶地質災害，為了消除、預防地質災害隱患，需要查明危巖發育情況。本文通過詳細的野外調查，勘察和測繪，查明區域危巖體的自然條件，工程地質條件和危巖體發育特征，分析危巖體形成和誘發因素。經調查區內危巖體主要以滑移式和傾倒式破壞為主，以赤平投影和數學模型的定性和定量方式分析了區內不同形式的危巖體穩定性。研究發現，滑移型危巖體在工況下穩定，工況Ⅱ下基本穩定或者基本穩定。傾倒式危巖體在工況Ⅰ下基本穩定，工況Ⅱ中欠穩定。

[關鍵詞]地質災害；崩塌；成因分析；穩定性評價

遵義市紅花崗區萬里路街道百藝社區側方陡崖地帶發育（危巖破碎帶）崩塌地質災害。每日往來流動人口多，地質災害直接威脅常駐人210人，威脅流動人口大于500人，潛在經濟損失預估約5000萬元。通過現場勘察探明危巖破碎帶長度約200 m，高度8～42 m，危巖破碎帶面積約5000 m2。破碎帶表層受裂隙切割、風化作用等因素影響，發育松石、塊石及不穩定楔形體，危巖體總體積約，1.2×104 m3，該崩塌地質災害屬于中型崩塌。為減輕、防止地質災害造成的經濟損失，消除地質災害所造成安全威脅及不良影響，本文擬對該地質災害的形成條件和誘發因素進行探討，為工程防治提供技術參考。

1 自然地理及地質背景條件

遵義紅花崗區地處云貴高原東偏北部地域，坐落于黔北地區中部區域，北倚婁山，南臨烏江。遵義市紅花崗區屬亞熱帶濕潤季風氣候區，境內氣候變化受季風影響特別顯著，全年四季變化明顯，雨熱同季、溫差較小，氣候宜人。遵義市紅花崗區中心城區全年四季及晝夜溫差變化較小，年平均溫度15.2℃，年均降雨量10294.2 mm。

2 區域地質條件

2.1 地形地貌

遵義市地處大婁山脈以東，烏江流左岸湘江河流域上游，位于云貴高原向湖南丘陵和四川盆地過度的斜坡地帶。紅花崗區地處黔北地域中心，位于黔北山原向黔中丘陵過渡地帶，地勢呈西高東低、北高南低，略呈階梯狀下降。屬于典型的構造剝蝕中山、低中山山地地貌。其間發育有丘陵、峽谷、河谷階地?？辈閰^地形復雜，起伏變化較大，相對高差8～50 m，地貌類型多樣，境內最高高程858.63 m，最低高程814.08 m，地質災害分布高程815.19～860.00 m。危巖破碎帶上植被發育，坡度70°～80°。

2.2 地層巖性

勘查區境內出露地層巖性變化小，露頭良好，有巖溶等復雜地質現象，第四系覆蓋層較薄，地質界線清楚地層由新到老分別為第四系殘破積層（Q4dl+el）與三疊系下統茅草鋪組（T1m），各地層巖性特征概述如下：

（1）第四系殘破積層（Q4dl+el）

地質災害區內第四系覆蓋層主要為殘破積層，其物質成分主要為粘土夾碎石、塊石，空間分布上具有厚薄不均的特點，呈黃色，黃褐色；可塑，硬塑；結構稍密；稍濕；碎石含量5%-10%，碎石、塊石主要成分為碎塊狀及塊狀灰巖。

（2）三疊系下統茅草鋪組（T1m）

地質災害區境內基巖露頭良好，出露巖性為三疊系下統茅草鋪組灰巖，灰色，灰白色；薄至中厚層狀；裂隙發育，溶蝕現象明顯。

2.3 地質構造

勘查區地處揚子準地臺，黔北臺隆，遵義斷拱，畢節北東向構造變形區。根據勘查，勘查區內地質構造簡單，無褶皺、斷層發育，巖層產狀較平緩，巖溶較發育，節理裂隙發育，表層巖體結構破碎、較破碎。

勘查區裂隙發育，結構面類型主要為節理、裂隙、層面，主要發育L1～L4共4組節理裂隙，各組裂隙發育特征如下：

L1裂隙為外傾、陡傾裂隙，平均間距2～15 m，結構面產狀340°∠80°，受風化作、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度1～5 mm，結構面粗糙、平直，起伏大、較大，無充填，結合一般。

L2裂隙為外傾、緩傾裂隙，僅發育于危巖破碎帶右側下部區域，裂隙間距0.2～0.8 m，結構面產狀340°∠15°，受風化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度1～3 mm，結構面粗糙、平直，起伏大、較大，無充填，結合較差。

L3裂隙為反傾、陡傾裂隙，間距1.2～3.5 m，結構面產狀106°∠74°，受風化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度小于3 mm，結構面粗糙、較平直，起伏大、較大，無充填，結合一般。

L4裂隙受溶蝕作用明顯，間距0.3～1.5 m，結構面產狀42°∠75°，受風化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度大于3 mm，結構面起伏大、較大，部分有泥土、塊石充填，結合差。

L5裂隙為外傾、陡傾結構面，間距0.2～1.0m，結構面產狀341°∠54°，受風化作用、溶蝕作用影響，裂隙呈張口狀，張開度3～5 mm，結構面起伏大、較大，泥質充填，結合差。

3 地質災害特征概述

3.1 基本特征

危巖破碎帶西南至北東向全長約200 m，整體崩向約314°，危巖帶高度約8～42 m，整體上沿走向。呈兩側較低、中間較高分布，危巖破碎帶坡度約70°～80°，坡面面積約5000mz，危巖體體積約1.2×104 m3。

受裂隙切割及溶蝕、風化作用影響，危巖帶上多松石、塊石及多個不穩定楔形體，巖體結構較破碎、破碎，多數呈塊狀結構和鑲嵌碎裂結構。根據勘查，危巖帶上發育W1、W2兩個危巖單體和（S1～S3）3個危巖破碎帶，基本特征詳述如下：

W1危巖單體發育于危巖帶中部上方，高度8.0 m，寬度約3.5-7.0 m，厚度約6m，體積約251 m3。受2條L1組裂隙切割，外側裂隙近乎貫通，裂隙寬度0.1-0.5 m，裂隙產狀340°∠82°，裂隙間泥土、塊石充填，導致W1危巖體外側（厚度約3.5 m）部分脫離母巖，內側巖體厚度約2.5 m，內側裂隙日前尚未貫通，裂隙產狀340°∠78°。

（2）W2危巖單體

W2危巖單體發育于S1破碎帶，高度11.0 m，寬度約5m，厚度約6m，體積約330 m3。受節理裂隙切割及風化作用坡面表層巖體較為松散破碎，主要發育兩組與坡面斜交的結構面，在危巖后部交合組成一組外傾結構面，與巖層產狀共同將巖體切割成一豎向條帶狀不穩定楔形體。

（3）S1破碎帶

SI破碎帶發育于危巖帶W1危巖單體左側，寬度約60 m，高12～25 m，左側下部發育局部凹巖腔，高度約1 m～2 m，寬度約3.5 m，深度約1m。受裂隙切割及風化作用影響，裂隙呈張口狀，巖體較破碎、破碎，大部分呈塊狀結構、鑲嵌碎裂結構。

S1破碎帶受植物根劈作用尤為明顯，裂隙間泥質充填，巖體裂隙間多有植物生長，表層巖體風化強烈，破碎帶面上多松石、塊石及不穩定楔形體。

（4）S2破碎帶

S2破碎帶位于危巖帶中下部區域，發育于S1破碎帶右側，W1危巖單體下方，寬度約90 m，高度約20～30 m。

局部區域發育溶洞，下部左側為早年建設防空洞，右側局部區域上部巖體下錯變形，底部局部巖體受壓破壞，受裂隙切割及溶蝕、風化作用影響，巖體較破碎、破碎，底部巖體大部分呈鑲嵌碎裂結構，上部巖體呈塊狀結構。

（5）S3破碎帶

危巖帶右側發育S3破碎帶，寬度約50 m，高度8 m～20 m，表層巖體結構較破碎、破碎，風化強烈，多呈鑲嵌碎裂結構。

3.2 變形特征

截至本次勘查野外工作完成之日，危巖帶尚未發生大范圍、大規模的變形破壞，變形跡象以局部崩塌及零星掉塊、落石為主。危巖帶上W1、W2危巖單體及S1～S3危巖破碎帶變形特征詳述如下：

（1）W1危巖單體

W1危巖單體后緣發育陡傾裂隙，危巖體大部分脫離母巖，受降雨等因素影響，危巖體在重力作用下，危巖體重心繞底部支撐點向臨空面傾斜而發生失穩變形破壞。

（2）W2危巖單體

當W2危巖單體底部凹巖腔受溶蝕、風化作用的進一步影響而擴展，巖體裂隙受降雨影響而改變力學結構穩定性狀態，破碎帶上松石、塊石掉落，不穩定楔形體朝著結構面切割剪出口發生失穩變形破壞。

（3）S1破碎帶

S1破碎帶巖體結構破碎，呈塊狀結構、鑲嵌碎裂結構，植物根劈作用明顯，局部區域發育凹巖腔，破碎帶上松石、塊石的變形破壞具有高度的突發性和不可預見性。

（4）S2破碎帶

S2破碎帶區域溶蝕作用尤為顯著，底部局部區域發育溶洞，薄層狀巖體受裂隙切割，大部分呈鑲嵌碎裂結構，隨著溶蝕、風化作用的進一步加劇，底部巖體難以支撐上部巖體荷載，導致上部巖體下錯變形失穩，底部巖體受壓破壞，受降雨影響，危巖破碎帶自身穩定結構進一步遭受影響，已發生變形的危巖體將從母巖上撤離脫離，發生塊石崩落。

（5）S3破碎帶

S3破碎帶區域節理裂隙尤為發育，薄層狀巖體受裂隙切割而成鑲嵌碎裂結構，風化程度強烈區域部分呈散體狀結構，穩定性差，變形破壞具有高度的突發性和不可預見性，破碎帶上松石塊體存在隨時剝離母巖而發生崩落的可能。

4 形成條件和誘發因素

根據上述地質災害成因機制分析，誘發地質災害形成與發生的影響因素可概括為內在因素和外在因素2類，影響因素分析如下：

4.1 內在因素

（1）危巖帶前緣臨空面高陡，坡度70°～80°，局部區域近直立，為崩塌的發生提供了有利空間。

（2）危巖帶上巖體節理裂隙發育，溶蝕裂隙發育，外傾、陡傾裂隙的存在及裂隙切割作用為巖體脫離母巖形成危巖體提供了有利的內在條件，為崩塌地質災害的形成提供了有利條件。

（3）受裂隙切割、溶蝕作用及風化作用影響，巖體結構較破碎、破碎，巖體結構完整性的逐漸降低伴隨著巖體工程地質性質逐漸變差，自穩能力逐漸減弱，為崩塌地質災害的發生提供了有利的內在條件。

4.2 外在因素

（1）風化作用促進了裂隙的延伸、擴展和貫通，為降雨入滲巖體裂隙提供有利條件。隨著巖體風化程度增強，巖體自身力學穩定性逐漸降低，是推進崩塌地質災害形成與發生的重要因素。

（2）溶蝕作用從巖體內部加劇裂隙的延伸、擴展和貫通，改變、破壞巖體自身內部穩定結構，降低巖體自穩能力，也進一步有效增強—降雨對地質災害穩定性的影響，是導致崩塌地質災害失穩破壞的主要因素之一。

（3）降雨作為誘發地質災害形成與發生的主要因素之一，其影響更直觀。地表水入滲裂隙，為溶蝕作用提供有力支撐和促進、改變結果面抗剪強度，地表水沿裂隙入滲所形成的靜水壓力和動水壓力增加了巖體負荷，對危巖體自身穩定結果造成嚴重破壞。

（4）區內人類工程活動主要變形為早期防空洞和城市化建設過程中的切方開挖和爆破開挖。開挖不僅提高危巖帶前緣臨空面高陡程度，還對危巖帶原本地質結構和力學平衡進行了不同程度的破壞，是導致地質災害形成的重要因素之一。

5 穩定性評價

5.1 定性分析

危巖帶前緣臨空面高陡，坡度70°～80°，局部近直立，溶蝕現象明顯，巖體結構較破碎、破碎，裂隙發育，存在外傾陡傾、緩傾結構面，危巖體自穩能力差，現狀變形以零星崩塌、掉塊、落石為主，受降雨、風化作用、溶蝕作用影響，危巖體發生崩塌的可能性大，穩定性差。

由于危巖帶臨空面高且陡，危巖體發生失穩破壞后最終以墜落形態崩落至坡腳，與坡腳接觸點撞擊后向前緣彈射、滾動，由于危巖體自身結構破碎，危巖帶坡腳房屋、道路剛度大，彈性低，危巖帶墜落至底部撞擊破壞后成塊狀彈射、滾動，小體積塊石彈射范圍較大，大塊石滾動范圍較小。

結合危巖帶范圍、規模、裂隙發育程度、危巖破壞模式及已經出現的變形破壞跡象，采用赤平投影法可以將這些結構面的產狀信息和相對位置關系直觀反映出來。利用赤平極射投影分析方法對崩塌的穩定性進行宏觀定性分析（圖1）。

根據上述赤平投影結果分析，可以得出：

（1）巖層產狀與坡面傾向相反，為逆向坡，整體為穩定結構面；

（2）L5、L6節理面走向與坡向呈大交角，形成不穩定外傾楔形體，結合結構面抗剪強度，不穩定楔形體大部分穩定性較差、差。

5.2 定量評價

鍥形體穩定性計算采用巖質邊坡穩定性分析中的三維鍥形體穩定性分析進行。結構面抗剪強度指標的確定，根據結構面發育程度、結構面結合程度及巖體結構特征。

場地灰巖節理裂隙發育，巖體較破碎，楔形體發育的結構面為軟弱結構面，結合程度很差，軟弱結構面，按結合很差值選?。篊=30kPa，φ=16°。根據各危巖體的發育特征和可能的破壞形式按照下式計算危巖穩定性：

滑移式危巖穩定性計算

傾倒式危巖穩定性計算

滑移式危巖穩定性計算式

傾倒式危巖穩定性計算

計算結果見表3。

計算成果反映了區內滑移類型的危巖體穩定性相對較好，在自然工況下表現穩定，暴雨工況下基本穩定或者穩定。而傾倒式滑塊穩定性相對較差，自然工況下基本穩定，暴雨工況下欠穩定。

6 結語

通過對遵義市紅花崗區萬里路街道百藝社區側方陡崖地帶發育（危巖破碎帶）崩塌地質災害的野外調查，勘察，查明了危巖體的自然環境，地質條件和危巖特征。結合勘察結果對危巖體成因做出分析，并進一步分析危巖穩定性。

研究區位于云貴高原向湖南丘陵和四川盆地過度的斜坡地帶。紅花崗區地處黔北地域中心屬于典型的構造剝蝕中山、低中山山地地貌。

（1）研究區危巖以危巖單體和危巖破碎帶的形式分布，其中危巖單體兩塊（W1和W2），危巖帶三條（S1-S3）。

（2）危巖形成的內因主有以下幾個方面，危巖帶臨空為危巖發展提供有利空間，危巖帶上節理發育，危巖受到節理裂隙切割，巖體破碎，另外研究區受溶蝕作用和風化作用，進一步促進危巖發育。

（3）通過定性和定量分析，滑移型危巖體在工況Ⅰ下均為穩定，在工況Ⅱ下基本穩定或者穩定。傾倒型危巖體在工況Ⅰ下均基本穩定，工況Ⅱ中欠穩定。