四川地震灾区巴中市南江鹰嘴岩危岩形成机制分析

梁　源（中冶成都勘察研究总院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

四川地震灾区巴中市南江鹰嘴岩危岩形成机制分析

梁源
（中冶成都勘察研究总院有限公司巴中分公司，四川 巴中 636600）

摘要：位于巴中市南江县县城边缘的鹰嘴岩因为受到汶川地震以及之后余震的影响，鹰嘴岩体原来的节理和裂缝进行了进一步的发展贯通，使得岩体形成了很多危险的危岩体，危岩体的岩体稳定性差，随着暴雨以及地震条件下危岩体的将处于极其不稳定的状态，危险性加大，本文对鹰嘴岩所处的地质环境以及有关于鹰嘴岩危岩形成的各个方面因素做了阐述分析，并对其的治理方案进行了评价。

关键词：地震；鹰嘴岩危岩；形成机制

在上世纪80年代，鹰嘴岩就发生过两次岩体崩塌事故，一次是岩顶部北侧崩塌，危岩体积有10m3，崩塌的危岩滚入了位于附近的公司的平台中，第二次是坡顶发生崩塌，危岩体积有约8m3，而崩塌的岩体最终进入了南江河中央。岩体的不定时且频繁的坍塌，对附近的高压铁塔、省道101以及周围的居民、单位等都造成了破坏，汶川地震发生后，由于地震以及之后的余震和暴雨的影响，使得鹰嘴岩的危岩的稳定性进一步变差，很容易造成事故的发生。因此对危岩形成机制的探究，以实施良好的治理方案就显得尤其重要。

一、鹰嘴岩周围的地质环境

鹰嘴岩的地理位置处于南江县境内的东南部中低山区，四川属于盆地地区，北部的构造为博思中低山及低山深丘地貌，鹰嘴岩的地貌类型就属于这种地貌。在低深山的周围有很多形状各异的桌状山，它们产生的原因是被冲沟切割，特点为坡陡、顶平以及上陡下缓，山丘顶面通常高程是700m~900m，鹰嘴岩的山顶东西有50m宽，南北有500m长，整个面积约为30000m2，其山顶的高程大约是890m，坡脚的高程大约是470m，两者存在的高差约是420m。鹰嘴岩的山体整体地貌特征呈“凸”字，地势陡峭，危岩的岩体主要在顶部以及徒崖上有分布。徒崖的下部坡体通常在30°~40°之间，坡度较陡，坡体的植被以柏树、灌木等植被为主。现场勘察可知，在区内的有露出的基岩地层，其为侏罗系中统沙溪庙组的灰白色、青灰色砂岩以及紫红色泥岩。其中泥岩遇到水容易发生软化，同时易被风化，其的单轴抗压强度小仅有9.1MPa，软化系数为0.7，它主要载坡体中分布。砂岩的抗风能力强，在遇水时不易软化，其抗压强度达到30.9MPa，而软化系数为0.8，它主要载斜坡顶部分布。鹰嘴岩的地下水为第四系松散层孔隙水已经基岩裂隙水类型，危岩的崩落区的地形坡脚通常为20°~30°，此地貌条件对于地表水系以及地下水的排泄有利。

图1　坠落式危岩示意图

二、鹰嘴岩危岩体的基本特征

鹰嘴岩的山体顶部是鹰嘴岩危岩体的主要存在处，在尚未发生汶川地震之前，此危岩体有较好的整体稳定性，只是出现了稳定性较好的岩堆发育现象，其位于斜坡中部的坡度较缓处，同时，岩体节理裂隙的贯通性比较差。但汶川地震发生后，岩体裂隙的贯通性由差变好，使得危岩体处于一个整体不稳定的状态中。按照位置以及勘察顶部的危岩带可将鹰嘴岩的危岩体分为29处危害，在中部有15处危岩零星分布，可将底部的危岩带划分为8处，长约为300m，高度在10m~30m之间，平均面积在4000m2左右，坡度大约为270°~360°。在坡顶的砂岩陡崖部位，危岩带因陡崖受裂隙切割而形成，其长大约为1000m，高度在10m~30m之间，平均的面积在20000m2左右，且坡度大约在250°~360°之间。该危岩带当前的状态为基本稳定至欠稳定之间，零星分布的位于坡体中间的危岩体当前状态为基本稳定至欠稳定之间，位于坡底部的危岩带当前也处于基本稳定至欠稳定之间，其危岩体积在13m3~960 m3之间不等。

三、鹰嘴岩危岩体的破坏类型

为了使危岩的特征以及变形破坏机制得到清楚的认识，以危岩的崩塌运动特征以及破坏方式为依据，可将鹰嘴岩危岩体的破坏类型分为三类，其中包括坠落式、倾倒式以及滑塌式。以下对三种破坏类型进行详细的讲解。

1 坠落式

高悬于陡崖上缘的危岩体，在其后缘的顺坡以裂隙以及两侧裂隙和层面为方向进行切割，同时位于底部的泥岩较软弱的基座受到前期的风化作用而使凹腔形成，之后在多种因素的影响之下，例如岩体自重等，发生了坠落而使整体结构处于失稳状态中，这种破坏类型称为坠落式，如图1所示。

2滑塌式

该种破坏方式主要是危岩体受坡体顺坡外隙的控制，岩体的底部较软弱的基座因此软化产生塑性变形，并在两种因素即重力以及静力水压的影响下产生了滑塌拉裂破坏，这种破坏方式称为滑塌式。

3倾倒式

坡体的受顺坡以裂隙为方向进行切割从而发生滑移拉裂，并在两种作用即重力、降雨的影响下，危岩体绕下部的基座支点朝着坡外的方向发生转动，致使岩体向破外变形卸荷，由此岩体的重心向外倾倒，这时会使岩体产生倾倒式的变形，最终会演变成岩体坍塌崩坏，这种破坏方式称为倾倒式。

四、鹰嘴岩危岩的诱发以及影响因素

对鹰嘴岩周围山地的勘察发现，其边坡的地形陡峭，最大的坡度可以达到70°左右，鹰嘴岩的山顶处是危岩的主要集中地，其同时也位于不利于地段，在汶川地震发生后，受到地震及余震的影响，岩石原来存在的节理以及裂隙进一步的发展、贯通，致使岩体产生形成了很多对岩体稳定性不利的危岩体，同时软弱的岩层遇水时会软化，由此发生压缩变形或者是塑性挤出，这些都会降低岩体的稳定性，总而言之，有众多的因素影响着危岩的形成和发展，其中包括潜在的内部原因以及外动力的作用。以下分别对内在原因以及外动力做详细的分析探讨。

1内在因素

影响危岩发展形成的内在因素主要包括了地层岩性、地质构造以及地形地貌等三种：

（1）地层岩性。厚层状砂岩为形成危岩体的物质，其致密坚硬且抗风化的能力强，它常常的裸露并凸出了坡面，在其之下的泥岩层与砂岩相比，力学的性质比较差，并且容易受到风化剥蚀由此形成崖腔现象。特别是存在于底座的泥浆在遇到水时容易出现软化现象，由于上部的岩体存在重量会压到底座的泥浆，从而促进了其裂隙发展拉张，或者由于上部的岩体产生的巨大荷载会引发力矩，这使得裂隙会进一步的扩张，因此稳定的岩体受到以上影响会逐渐的发展成为不稳定的岩体，最终导致崩塌现象的发生。

（2）地质构造。任何崩塌都存在着结构面的参与，危险岩的坡体岩层的状态接近水平，在砂岩的两组裂隙中都存在着广泛发育，并且切割深度较大。同时受到岩体层面裂隙、卸荷裂隙和风化的裂隙的共同影响，将岩体分割成不一样大小的块体，这样使得岩体的稳定性减弱，加大了岩体崩塌的隐患。

（3）地形地貌。危岩体一般在10m~30m高的陡崖上发育，而陡崖是危岩体形成的基础条件之一，第一它会促进裂隙的发育，第二高陡的陡崖使危岩崩塌所产生的破坏力加大。

2外动力因素

外动力因素主要有：

（1）地震的影响。汶川地震发生的过程中，地壳强烈的运动，为危岩的稳定性减弱提供外部的动力。

（2）降雨。裂隙在山体的砂岩体内发育，贯通性好，受到地形切割的作用，使富水性差。但是贯通砂岩的渗水会集中在泥岩软基之上，泥岩遇水软化而变形，这就使上覆砂岩体的变形破坏加大了，同时大气降水会渗入到砂岩裂隙中，将可溶物质溶解，这就使裂隙的扩展以及贯通加速，使危岩体的崩塌破坏发展得到促进。

（3）风化作用。砂岩和泥岩的风化程度存在差异，这就会使岩体形成岩腔，大约在0.5m~10m之间，其会使上覆砂岩危岩体的形成得到促进。

五、对鹰嘴岩危岩的治理方案

目前对于危岩的治理措施主要有锚固、支撑以及嵌补等方式，这些方法能够使软弱基座承受的来自于危岩体的重压减轻，同时还对岩体沿软基剪出失稳得到防治。对于局部的主要裂隙在发育，岩体的完整性差，因此不适宜用锚固以及支撑等方式来处理，可以采用爆破清除以及钢绳网等方式来处理。对危岩体的治理应以危岩体的形态特征以及其破坏方式和影响因素等等为根据，采取各种主动和被动的治理措施。

结语

综上所述，陡峭的地形地貌条件以及砂、泥岩物流力学等特征因素，使得砂以及泥岩进行差异性风化由此形成岩腔，这是造成鹰嘴岩危岩形成的根本原因，而随着雨水的增多，暴雨促使了荷裂隙的发展，加剧了危岩体的危险性，有可能造成岩体的坍塌，降低了危险岩的稳定性，同时，在还存在地震的情况下，危岩体稳定性会进一步降低，因此做好危岩岩体的稳定工作尤为重要，可以使用主动嵌补加以被动防护相结合的治治理方案来使危岩体的稳定性增高。

参考文献

[1]罗永忠，徐志文，祝世强．达县城区立石子危岩形成机制分析以稳定性评价[J]．地质灾害与环境保护，2004（02）．

[2]覃冷，梁勇强．碳酸盐岩地区危岩成因机制与变形破坏特征[J]．科技资讯，2011（14）．

中图分类号：P315

文献标识码：A