西藏樟木扎美拉山危岩特征与稳定性评价

2018-07-06李鑫李秀珍何思明闫帅星

四川地质学报 2018年2期

李鑫, 李秀珍，何思明，闫帅星

西藏樟木扎美拉山危岩特征与稳定性评价

李鑫1, 李秀珍2,3，何思明2,3，闫帅星2,3

(1.四川农业大学建筑与城乡规划学院，成都 611830；2.中国科学院山地灾害与地表过程重点实验室，成都 610041； 3.中国科学院水利部成都山地灾害与环境研究所，成都 610041)

扎美拉山崩塌位于西藏自治区聂拉木县樟木镇及樟木镇滑坡北侧的基岩陡壁上，对樟木镇的停车场、加油站、居民住宅和中尼公路行人与车辆的安全一直是严重威胁。在对扎美拉山崩塌进行详细现场勘察的基础上，查明了该崩塌危岩体的基本特征和分布范围。依据危岩体岩性及已有的崩塌现状，并考虑坡面不利结构面及岩体松动、破坏情况，综合分析得出该崩塌危岩体的主要变形破坏模式有坠落式、倾倒式、滑移式三种。通过对单个危岩体和岩堆进行稳定性计算，结合崩塌危岩体的运动堆积特征分析，最终提出了采用主、被动相结合的综合措施对扎美拉山的崩塌危岩体灾害进行有效治理。

崩塌；灾害调查；防治对策；西藏扎美拉山

扎美拉山崩塌位于西藏自治区聂拉木县樟木镇滑坡北侧的基岩陡壁上，频繁发生崩塌灾害。崩落的岩体块石落于樟木镇武警二营至樟木沟口一带约300m的318国道上，曾多次造成公路交通中断、车辆房屋损毁，并造成大量人员伤亡[1]- [6]。近年采取了拦截防护等治理措施，崩塌次数明显减少。但由于降雨、不利组合结构面、陡峻地形等不利因素仍未消除，扎美拉山崩塌危岩体对樟木镇的住宅和中尼公路行人与车辆的安全依然是一个严重威胁。为全面保障樟木镇人民的生命财产安全，在对该崩塌进行全面而深入细致的勘察评估基础上，制定科学合理长期有效治理措施具有重要意义。

目前对扎美拉山崩塌的相关研究较少，易顺民等[7,8]依据分形理论, 研究扎美拉山滑坡的滑带土的粒度分维特征认为，该滑坡滑带土粒度的分维值位于2～3之间，揭示了滑带土的形成演化特征，但因年代久远对现有防治对策参考意义不大。刘春玲等分析了喜马拉雅山区的重大崩塌滑坡灾害与地层岩性的关系，仍属于区域分析[9,10]。党超等结合不同灾害的成灾特征和危害方式，对中尼公路聂友段沿线考察、勘测，提出了一系列整治措施，其中对扎木拉滑坡崩塌体建议采用改线加明洞的方案[11]。在地质调查的基础上，张俊文等分析了扎美拉山崩滑体的破坏模式、工程地质结构及其稳定性，并结合多层次堆积体的破坏模式及稳定性，给出了有效的加固建议[12]。王忠福等采用数值分析的方法基于PFC对樟木后山崩塌进行了模拟分析[13]。上述研究对扎美拉山地区的崩塌滑坡灾害防治都有一定的指导意义，但并未能对扎美拉山崩塌进行系统性研究。

图1 扎美拉山崩塌危岩体分布与稳定性分级

通过对扎美拉山崩塌的现场勘察[7]，描述该危岩带总体分布特征，由坡面不利结构面及岩体松动、破坏情况，综合分析危岩体变形破坏模式，计算单个危岩体和岩堆稳定性，根据扎美拉山崩塌现状提出系统性防治对策与建议。

1 扎美拉山崩塌危岩带总体分布特征

崩塌危岩带近似成三角形状分布，全长约944m，平均高度625m，总面积约1.54km2，其位于樟木镇北侧扎美拉山陡峭岩壁上，露出的岩石为前震旦系达莱玛桥组(AnZd)黑云斜长片麻岩、黑云石英片岩和花岗片麻岩，产状26°∠30°，高差北西侧大南东侧小，崩塌源区距318国道高差约1 000m。

2 崩塌危岩体基本特征

2.1 岩体结构特征

扎美拉山崩塌源区岩体风化强烈，节理裂隙发育，其主要为前震旦系云母片麻、片岩。岩体内结构面主要有以下几组：

1）倾向南西的构造剪节理：215°～245°∠60°～80°，裂面平滑，连通性好，平均延伸长度大于3m，微张开状，基本无充填。

2）倾向北西的张节理：300°～320°∠63°～75°，走向与岩石片理面基本垂直，裂面分段平整，连通性较差，延伸长度0.5～5m，裂隙张开度约1mm～3mm。

3）倾向南东的张节理，走向与地层走向斜交，135°～150°∠66°～85°，裂面光滑、平整，延伸性好。

4）片理、片麻理：为片岩、片麻岩的片理、片麻理面，35°∠42°，裂面平直，延展性、贯通性好。

岩体被上述组合结构面切割成向临空方向发展的危岩体。

图2 扎美拉山主要危岩体（依次为1-4号危岩体）

图3 坠落式破坏模式

图4 可能发生坠落型破坏的危岩体

2.2 单个危岩体特征

扎美拉山危岩带共发育4处典型的危岩体，总方量约5 600m3。另有很多已崩落的危石，散乱地堆积于陡峻的斜坡体表面，危岩体和危石的总方量约250×104m3。

崩塌源区4处典型危岩体的形态、规模、稳定性、控制性结构面产状及特征分述如下：

1号危岩体：位于崩塌源区的最西侧，呈立方体状，方量约99m3，主要受2组结构面控制，结构面产状：156°∠60°和40°∠28°，第一组结构面为陡倾拉裂面，大部分已贯通，第二组结构面为片麻理面，较平直，粗糙，长约2m，充填强风化泥质岩屑厚约20cm。目前危岩体底部多已形成凹腔，大部分已悬空，极易发生破坏，稳定性较差。

2号危岩体：位于崩塌源区西侧1号危岩体的斜上方，呈不规则形状，方量约324m3，主要受2组结构面控制，结构面(片理)产状：40°∠28，另一组结构面为陡倾结构面，产状300°∠60°，结构面长6m，危岩体有局部块石坠落，整体稳定性较好，易发生滑移式崩塌，目前比较稳定。

3号危岩体：位于崩塌源区2号危岩体的斜上方，呈正方体状，体积约198m3，主要受2组结构面控制，陡倾拉裂缝产状150°∠55°，拉裂缝长3.5m，宽2~8m，缝宽3~5cm，充填泥质岩屑；另一组结构面产状为36°∠27°，延展性好，较平直，结构面间距5~8cm，易发生倾倒式崩塌，目前稳定性较差。

4号危岩体：位于崩塌源区的正上方，呈长柱状，总方量约5 022m3，主要受2组结构面控制，一组结构面为后缘近垂向拉裂缝，产状130°∠80°，结构面波状、曲折，裂缝宽1~4m，深约20m，已全部贯通；另一组结构面产状38°∠25°，结构面较平直，为片麻岩片麻理。此危岩体上已发育有次级拉张裂缝，是目前扎美拉山最危险、最不稳定的危岩体，方量约2 008m3的一块危岩体已基本脱离，母岩。2011年间已对其进行挂网防护。但由于危岩体方量较大，且后缘出现的宽大的拉裂缝已基本贯通，在地震或降雨等诱发作用下，此危岩体极易发生滑移－倾倒式破坏。

根据现场调查，扎美拉山后崩源区危岩体的总方量约为13 000m3，不稳定或稳定性差的危岩体方量约3 000m3，分布在崩源区的危岩体和危石的总方量约250万m3。

3 崩塌危岩体失稳破坏模式

结合不利结构面组合情况，并根据危岩体岩性及已有的崩塌破坏情况，具体综合分析扎美拉山危岩体破坏模式。

1）坠落型破坏模式，裂隙结构面把岩体切割成多组岩块，岩体底部块体首先发生破裂，上部失去支撑后，其后缘结构面将逐渐加深。当临空的岩体自身的抗拉强度小于由重力作用产生的力矩时，危岩体将继续发生塌落。该类破坏模式多为连锁式，即初次危岩体的崩落，为后续危岩体发生破坏提供条件，加剧其不稳定，直至裂隙结构面处。逐渐进入下一个破坏周期。

2）倾倒式破坏模式，岩体后缘出现拉张裂隙，在重力及水压力等作用下后缘拉张裂隙逐步向深部扩展，形成危岩体，并最终向前倾倒发生破坏。

此类同坠落式破坏模式，易于引起连锁式破坏，即前期危岩体倾倒破坏，为之后危岩体的倾落提供条件，甚至形成规模比前次更大。

3）滑移式破坏模式，危岩体的稳定主要受底部裂隙与后缘裂隙影响，在重力场及动水压力等作用下产生滑移和剪切变形，形成滑移型破坏。水在此种模式中影响作用明显，它既能够降低顺坡向滑面的摩擦系数又可加速后缘裂隙的贯通。