老亮子崩塌特征分析及防治建议

武玉璞 钱龙 王琪 李演 郑军

摘要： 在详述区域地质环境条件的基础上，对该崩塌危岩分布、类型、特征及形成机制进行了分析研究。针对表层岩体风化破碎程度高，危石多以滑移、坠落方式失稳等特点，结合威胁对象及整体布局，因地制宜，提出了清危结合主动防护网和被动防护网的防治建议。

Abstract： On the basis of the detailed description of the regional geological environment conditions， the distribution， type， features and formation mechanism of the collapse are analyzed and studied. In the light of those features， highly airslaked and shettered surface rocks， the main instability ways of the rocks are sliding and falling， in consideration of the threatened objects and overall layout， taking the most suitable actions to local circumstances， this paper offers a proposal of cleaning up the unstable rocks， setting active and passive prevention nets.

关键词： 崩塌；特征；形成机制；防治建议

Key words： collapse；feature；formation mechanism；prevention suggestion

中图分类号：P642.21 文献标识码：A 文章编号：1006-4311（2018）16-0242-03

0 引言

宽城满族自治县位于承德市东南部，燕山山脉东段，长城北侧，属承德市管辖。宽城龙须门镇老亮子村7组崩塌灾害点位于老亮子村7组后山陡崖和陡坡上，全长约280m，高40～120m，主要威胁老亮子村7组村民共13户61人，威胁财产约360万元。近年来，在降雨、风化、震动等作用下，该灾害点有局部落石现象造成部分村民住户房屋毁坏。2011年6月，崩落巨石块径达1.8m×2.0m×1.7m，落于村民住户房内，将房屋毁坏完全无法使用。由于老亮子村7组崩塌灾害的存在，当地居民生命财产受到极大威胁。

1 地形地貌

该崩塌位于近东西走向山脊的中部，斜坡整体呈上陡下缓趋势，高程540～674m，坡向75～120°。总体而言，危岩多位于上部陡坡或者陡崖上，坡度55～70°，局部陡直，标高580～673m；崩落块石堆积区位于下部，坡度稍缓，一般30～40°，标高540～580m。崩落块石块径达数米、小块一般30～50cm，分布区域相对比较分散。老亮子村7组居民区位于坡脚平缓处。斜坡植被较发育，植被以桉树、灌木为主，另有少量桃树。大量的植被对阻止或减缓崩塌落石起到一定作用。

2 地层岩性

该区域主要出露地层为第四系崩坡积松散堆积层和奥陶系地层。

第四系崩坡积层（Q4col+dl）：斜坡中下部为崩坡积物，以碎块石为主，夹含砂粉土，碎石含量约70～80%，碎石粒径一般2～30cm，最大达2.5m以上，主要岩石成分为泥质灰岩等，主要为陡峭岩层风化、崩落形成的堆积物，结构松散，无分选，棱角状，分布于危岩带下方至坡脚处，层厚变化较大，在斜坡较陡处较薄，坡脚地带较厚，一般厚度1.0～5m。

奥陶系中统马家沟组（O2m）：斜坡中上部岩性主要以灰色中厚层灰岩、泥质灰岩，局部夹角砾状灰岩。块状结构，有隐晶方解石组成，长含少量燧石，地层产状260°∠25°。岩石溶蚀溶洞发育，节理裂隙发育。表层岩体多被分割成块状，块径0.5～2.5m。下部出露浅灰、黄灰色薄层钙质、泥质微粒白云岩，含少量角砾，该层位于中厚层灰岩下部，属于奥陶系灰岩夹层，厚度约8.5m。

3 地质构造

该区域内岩体裂隙、节理发育，破坏了岩体完整性，降低了岩体力学强度。当岩体重力卸荷作用大于岩体强度抗力作用时，由于岩体内部应力调整，节理、裂隙等软弱结构部位将发生位移变形，不但岩体中的节理、裂隙会扩展，新的裂隙也将发生、发展，促使危岩体脱离母岩，加之其他因素的影响，岩体失稳而发生崩落。

4 危岩分布、类型及形态特征

4.1 危岩分布范围

根据现场踏勘分析，该崩塌危岩体分布在老亮子村7组西侧山坡，地貌形态上表现为陡崖和陡坡，山脚住户处与坡顶最大高差132m，危岩分布于陡崖顶部、侧壁和陡坡地带上，主要呈片状、带状出现，面积2041m2。

4.2 危岩体（带）基本特征

该崩塌主要以危岩成片、成带状形式出现，危岩带内表层岩体受风化、节理裂隙影响，破碎成碎块状。根据调查、勘测，发现共有5处危岩带（WYD1～WYD5）和4块危岩体（WYT1～WYT4）。其中，WYT1、WYT2、WYT3位于WYD1内，WYT4位于WYD5内。

4.2.1 危岩带基本特征

①WYD1危岩带：位于山坡陡崖上部，近北北东向不规则条帶状展布，危岩带所在陡崖坡向90～125°，坡度72～80°。危岩带岩层产状250～286°∠15°～31°，节理裂隙发育，其规律性较差，顺向、斜向、逆向裂隙均较发育（具体裂隙发育情况详见该危岩带内WYT1、WYT2、WYT3描述）。该区域曾多次发生块石坠落现象，落石一度将村民房屋砸，目前仍可见崩落处痕迹，其当时崩落方式多以滑移、坠落式为主。

以溶洞大致为界，其西南侧坡向90～110°，危岩以表层风化破碎块石为主，块径一般0.5～2.0m，部分岩体呈突出状，崩落方式以坠落为主；溶洞东侧为一小型山脊，山脊走向平均约120°，主要受产状125～145°∠65～71°陡倾裂隙控制，该裂隙缝宽1～2cm，局部杂草、碎石充填，其上下贯通性较强，由危岩带下部贯穿至顶部，同时受它他裂隙作用，形成危岩，其崩落方式以滑移为主。

岩石以块状产出，危岩受层理、构造、风化和卸荷等因素控制，节理裂隙发育，结构面间距0.25～0.5m，岩体完整性破坏较大，岩体较破碎，块径一般0.5～2.0m，部分危岩体呈突出状，根据实地调查危岩带内危岩卸荷带宽度一般1.5m～3m、局部达到5.5m。初步判断其崩塌方向90～150°。

②WYD2危岩带：位于山坡中部陡坡上、WYD1危岩带下部。该危岩带近南北向沿陡坡坡面分布。危岩带所在陡坡坡度70°，临空坡向120°，主要发育有三组节理、裂隙：①130°∠90°，密度2条/m；②320°∠50°，密度1条/m；③210°∠45°，密度2条/m。危岩带块石以块状产出，局部块石脱离母岩，块径一般0.3～1.2m，平均0.6m，主崩方向约120°。

③WYD3危岩带：位于山坡北侧陡崖崖顶。该危岩带南北向呈细条带状分布，危岩带所在陡坡坡度83°，临空坡向90°，危岩带块石以块状产出，局部块石脱离母岩，块径一般0.3～1.5m，平均0.8m。

④WYD4危岩带：位于陡坡中下部，住户房子上方，所处位置较低。其平面形态近南北向呈细条带状分布，危岩带所在陡坡坡度75°，临空坡向80°，危岩带块石以块状产出，局部塊石脱离母岩，块径一般0.3～1.5m，平均0.8m，主崩方向约80°。

⑤WYD5危岩带：位于山坡南侧陡陡坡上，住户房子上方，其所处位置较低。其平面形态近南北向呈细条带状分布，危岩带所在陡坡坡度75～88°，临空坡向90～110°，危岩带内岩石主要发育有以下3组节理、裂隙：①组裂隙产状110°∠76～46°，为主控裂隙，长约6m，裂隙宽2～5cm，造成危岩底部与母岩脱离；②组节理产状80°∠44°，发育密度1～2条/m；③组节理产状315°∠75°～80，发育密度1～2条/m。危岩带块石以块状产出，局部块石脱离母岩，块径一般0.3～1.5m，平均0.8m，主崩方向约104°。

4.2.2 危岩体基本特征

①WYT1危岩体：位于WYD1危岩带内，溶洞东侧偏下处，悬空于陡崖壁上，临空方向158°。受纵向裂隙及斜向裂隙切割，目前该岩体与母体已完全脱离，仅靠底部小块石及岩缝中枯树支撑，一旦底部支撑发生变化，岩石将完全崩落。

②WYT2危岩体：位于WYD1危岩带内，溶洞东侧山脊处，坡向约120°。主要受近顺向主裂隙145°∠70°控制，该裂隙上下基本贯通，贯通段占总长的2/3，裂隙宽度1～2cm，发育密度2～3条/m，局部杂草、碎石充填。该处地层产状286°∠31°，同时受180°∠80°（密度1条/m）、240°∠41°（密度0.7条/m）、125°∠65°（密度1条/m）节理控制。危岩下部岩石已经脱落，在降雨或震动条件下很容易发生滑移崩落。

③WYT3危岩体：位于WYD1危岩带内，溶洞东侧山脊处，WYT2北侧，坡向约115°。主要受纵向裂隙145°∠70°、90°∠76°（密度1条/m）及底部110°∠44°裂隙控制，后缘纵向陡倾裂隙与底部倾斜裂隙将岩体切割，形成危岩体，该危岩体基本与母岩脱离。在降雨或震动条件下很容易发生滑移崩落。

④WYT4危岩体：位于WYD5危岩带内，坡向104°，所在陡崖坡度85°。岩石以块状产出，危岩受层理、构造、风化和卸荷等因素控制。节理裂隙发育，主卸荷裂隙110°∠76°，发育长约6m，宽2～5cm，底部张开与母岩脱离，造成危岩大部分脱离母体、悬空；次裂隙80°∠44°，密度发育密度1～2条/m；次裂隙315°∠75°～80°，密度发育密度1～2条/m。（表1、表2）

5 危岩形成机制分析

该崩塌危岩体为岩质陡边坡，由于岩体构造裂隙和风化裂隙发育，受节理裂隙、结构面、坡面等控制，其表层破碎岩块极易沿与坡向一致的结构面产生整体剥落，从而形成大小不一、不稳定岩块的滑移，局部伴有小型倾倒，故其崩落特征以滑移式为主，局部为倾倒、坠落式；加之陡坡高度大，危岩中岩块发生崩落后，岩块沿陡坡翻滚而下，加速运动，冲击力迅速增加，破坏性强。崩落物质沿陡坡坡脚地带呈锥形堆积。该危岩边坡的形成与发展受多种因素的影响，有其潜在的内在因素和外动力因素。

5.1 内在因素主要有地形地貌、岩性、构造裂隙发育等

地形地貌：该危岩体处于中、高山地区，坡面陡峻，上部形成陡坡、陡崖，高陡的斜坡为危岩体的崩落提供势能场。由于斜坡坡度大，地形陡峻，势能大，重力卸荷作用强，且坡面粗糙，凹凸不平，故山体顶部及坡面上的的松动岩块，在向下运动的过程中，发生加速运动翻滚、坠落，增大其破坏力。

岩性：区域内斜坡上部出露基岩岩性为奥陶系灰岩、泥质灰岩，岩体本身硬脆，局部有褐黄色页岩软弱夹层（夹层厚2～5cm，发育密度1～3条/m不等），裂隙发育、表层风化强烈，表层岩体多被切割呈块状、部分脱离母岩形成危岩，为岩块滑落的形成提供了丰富的物质基础。

构造裂隙：该区域岩体裂隙发育，破坏了岩体完整性，降低了岩体力学强度。当岩体重力卸荷作用大于岩体强度抗力作用时，由于岩体内部应力调整，节理、裂隙等软弱结构部位将发生位移变形，不但岩体中的节理、裂隙会扩展，新的裂隙也将发生、发展，促使危岩体脱离母岩，加之其他因素的影响，岩体失稳而发生崩落。因此，构造裂隙的发育控制着危岩崩落的形成。

5.2 外部条件主要包括降雨、地震及风化作用等

降雨：宽城县多年平均降水量662.5mm（1956～2012年），年最大降水量1056.9mm（1978年），一日最大降水量296mm（2012年7月21日）且年内降水不均匀，降水多集中于6～8月份，占全年的75～80%。夏季降水集中，易形成暴雨，雨水渗入岩体裂缝产生动水压力，并侵蚀加宽加深裂缝，降低岩体之间结合力。

地震（震动）：该崩塌所在区域为6度地震基本烈度区。自第三纪以来，本区一直处于抬升状态。根据地震历史记载，该区域及附近地区地震灾害相对轻微，未发生过大的源发性地震。此外，该崩塌周围有数十家露天采石场，矿业活动较为频繁。长期的采矿爆破震动使得岩体已有的节理裂隙张开度加大或产生新的裂隙，导致表层岩体稳定性大大降低。

6 防治建议

根据上述危岩体（带）特征及形成机制分析，结合区域空间及施工条件，因地制宜，建议采取“清危+WYD1～WYD4被动防护网+WYD5主动防护网”的方式对该崩塌进行防治。

6.1 清危

主要针对危岩带内危石、活石及早期崩塌由于灌木阻挡散落于斜坡上的浮石。包括以下三方面：①崩塌危岩带风化、破碎程度高，危岩带卸荷裂隙宽度较大，受节理、裂隙切割及部分块体脱落影响，岩体表层形成的多处悬空、孤立的0.5～1m的小岩块；②斜坡上存在少量浮石；③本次现场踏勘发现的WYT1～WYT4四块危岩单体。其中，WYT1可采用人工直接清除；WYT2、WYT3、WYT4危岩块体较大，可采用静态爆破清除。此外，为保证主动网施工安全，对施工过程扰动可能产生掉落的危石进行清除。清危前需要做好临时性防护，防止危石清理过程中落石砸坏房屋。

6.2 被动防护网

根据现场踏勘，居民区上方斜坡坡度一般在30～40°，多处存在小陡坎，无较大缓坡，修建拦挡墙或拦石平台无空间，适宜修建被动柔性防护网，主要设置于WYD1、WYD2、WYD3、WYD4直接威胁的住户上方斜坡处。根据边坡体上危岩的发育特征，以及危岩滚落至工程部位的冲击力，建议采用RXI-2000型防护网分段进行拦挡。

6.3 主动防护网

WYD5下方威胁对象距离较近，無被动防护空间，建议对WYD5进行主动防护。主动网系统建议采用GSS2A型，带锚垫板的钢筋锚杆将绞索网张紧固定覆盖于边坡上，绞索网由高强度防腐钢丝成索后编制，抗腐蚀能力为50年以上。

7 结论

经分析区域地质环境条件，通过实地勘测，查明了该崩塌灾害危岩具有带状分布、风化严重、节理裂隙发育等特征；结合形成机制的分析，该崩塌受降雨、风化、震动影响较大；针对危石多以滑移、坠落方式失稳等特点，因地制宜，区别施策，提出了清危结合主动防护网和被动防护网的防治建议。研究结果可为地质环境条件相似区域的崩塌特征分析及防治建议提供参考。

参考文献：

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