贵州普定某崩塌（危岩体）地质灾害的形成机制分析及防治建议

陈 璠

（贵州地矿基础工程有限公司，贵州 贵阳 550000）

1 工作区概述

1.1 地形地貌

工作区属侵蚀、溶蚀中低山地貌区，侵蚀切割较为强烈，地形相对高差较大，斜坡坡度陡，多处可见溶蚀现象。区内总体地形较陡，呈折线形，总体地形呈近陡坡——平台——陡坡——平台状，地形坡度40°～80°（局部为陡崖）、陡崖下多为寨民房分布区，坡度约3°～20°台阶状。最高点位于灾害点后部山顶，海拔1411.97m，最低点位于前缘小路，海拔1279.55m，相对高差185m。

1.2 地层岩性与地质构造

地层岩性：工作区基岩出露为二叠系上统大隆组（P3d）和龙潭组（P3l）。

二叠系上统大隆组（P3d）：岩性为黑白色中厚层细至中粒石英砂岩和黄灰色页岩夹灰白色中厚层长石石英砂岩及灰色中厚层石灰岩，厚250～260m，块状构造。

二叠系上统龙潭组（P3l）：岩性为砂岩、砂质泥岩、粘土岩、页岩、灰岩和燧石灰岩及煤层组成，厚300～500 m，呈薄至中厚层状结构，层状构造。

地质构造：工作区所处区域构造发育，区内无断层通过，岩层倾向180，倾角23，受区域构造影响，岩体节理裂隙发育。

1.3 水文地质条件

工作区地下水划分主要为基岩裂隙水和松散岩类孔隙水两大类。区内碎碿岩分布广，地下水主要以基岩裂隙水为主，孔隙水较贫乏，而松散岩类孔隙水则赋存于第四系松散层中。区内上属剥蚀、侵蚀中低山地貌，地形多为山地、陡崖、斜坡。主要地表水体以大气降雨为主。崩塌（危岩体）下部前缘的沟谷内为地表水、地下水的最低排泄点。区内地下水、地表水总体趋势由北沿南侧地势低洼处运移。

1.4 工程地质条件

工作区岩石的力学性质分为两类，即硬质岩类工程地质岩组：二叠系上统大隆组（P3d）地层，岩性石灰岩的力学强度高，节理裂隙发育、易产生崩塌等地质灾害；软质岩类工程地质岩组：二叠系上统龙潭组（P3l）地层，岩性石灰岩的力学强度低，易风化剥蚀而使上部硬质岩体悬空从而产生崩塌。

2 崩塌规模及基本特征

工作区崩塌（危岩体）位于村寨后山陡崖上，区内主要发育 4 处单体危岩（WY1、WY2、WY3、WY4）及 2 处陡崖破碎带（PSD1、PSD2），受威胁村寨为19户86人。

WY1危岩体：宽 3.3m、高 2.9m、厚 3.5m，体积33.50m3。崩塌方向331°，破坏方式为坠落式。岩性为灰色薄层石灰岩，表层节理裂隙发育，抗风化能力强，主要发育2组结构面，其中控制性结构面产状为60°∠88°。

WY2危岩体：宽6.6m、高4.8m、厚2.3m，体积71.2 m3。崩塌方向324°，破坏方式为坠落式。岩性为薄至中厚层状石灰岩，抗风化能力强。下部受松动岩块支撑，主要发育2组结构面，结构面①60°∠88°，结构面②330°∠80°。

WY3危岩体：宽 2.7m、高 3.4m、厚 1.2m，体积11.02m3。崩塌方向为311°，倾倒式破坏。石灰岩的表层是节理裂隙形式，其抗风性非常的差，结构面①60°∠88°，结构面②330°∠80°。

WY4危岩体：宽3.0m、高2.5m、厚3.2m，体积24 m3。崩塌方向287°，破坏方式为滑移式。岩性为灰色中厚层石灰岩，节理裂隙发育，结构面①产状为240°∠86°；结构面②产状为330°∠82，随着雨水对基底侵蚀作用、雨水入渗结合面或风化加剧等情况，失稳的可能性大。

陡崖破碎带PSD1：高21m，长90m，岩石下部为二叠系上统龙潭组（P3l）砂质泥岩，上部为二叠系上统大隆组（P3d）石灰岩，“上硬下软”导致下部风化剥蚀强烈，形成高0.5～0.8m高的凹腔，上部岩块沿节理裂隙面的切割形成众多小型危岩体（松动块石）部分在重力作用下掉落，形成陡崖，将凹腔扩展至1.5～1.8m高。陡崖破碎带松动块石方量一般为0.1～10m3，破坏方式以坠落式为主。上部节理裂隙发育，局部岩体表层可见明显的张开现象，张开0.5～5cm。

PSD2破碎带：宽3.2m、高5.2m。岩体表层破碎，节理裂隙极发育，发育成众多小型危岩体（松动块石），陡崖破碎带松动块石方量一般为0.1～1.8m3，破坏方式以坠落式为主。岩性为灰黄色薄层石灰岩，主要发育2组结构面，结构面①60°∠88°，结构面②330°∠80°。

图1 崩塌（危岩体）及破碎带典型剖面图

3 崩塌（危岩体）形成的影响因素及形成机制分析

3.1 崩塌（危岩体）形成的影响因素

根据对区内危岩体的调查统计与分析，该区内危岩块体通常情况下会受到后壁裂缝的不利影响，对其底部位置的支撑效果产生不利影响。同时，长期的风化作用以及雨水的侵蚀，导致岩缝裂隙在水压作用下后壁裂缝贯通，底部位置被掏空以及因风化作用而出现卸荷现象。重力影响下危岩块体出现滑移破坏，形成了倾倒拉裂式以及坠落式等破坏形式。对于危岩而言，其有高以及陡斜坡等为载体，而且区域范围发育四处单体危岩和三处陡崖破碎带。从岩体工况条件以及现场勘测情况来看，危岩形成与陡崖以及斜坡的形成关系密切，而且与区域范围的的岩石构造等有密切关系。就危岩体影响因素而言，主要有两方面的因素，一是内在因素，二是外在因素。其中，内在因素主要有地形地貌、地质构造以及岩土体结构等；对于外在因素而言，主要原因是大气降雨以及人工作业等因素所致。

3.2 崩塌（危岩体）形成机制

实践中可以看到，如果岩体受裂隙切割而构成切割体，其前期变形破坏形式有多种形式，比如基座掏蚀形式以及裂隙扩张形式。在作业区域范围内裂隙主要是垂直型卸荷裂隙。对于裂隙而言，其多呈张开形，延伸以及贯通的距离长达10m，而且规模相对较大。当近于垂直拉张裂隙形成后，若裂隙未贯通，危岩体与母体未分离则形成切割体。在自重应力及其他外力等因素影响下，裂隙将继续扩展，后缘连续贯通之后，则形成分离体。斜坡坡面长期接受风化作用，在自重应力作用下沿层面及卸荷裂隙切割产生掉块，掏蚀切割体、分离体基座，在下部形成临空，岩体悬挑于或斜卧于绝壁之上，切割体、分离体则转化为危岩体。另外，该岩体岩性为石英砂岩、石灰岩，因“差异风化”掏蚀基座，形成凹岩腔，转化为危岩体。该岩体通过切割体、分离体，从而转化为危岩体。

基于危岩体特征以及后缘裂隙发育情况分析，结合前缘临空状况以及各危岩体的变形破坏方式进行综合分析，其形成机制为切割体以及分离体基座，由于掉块以及差异风化等作用而导致危岩前缘处于悬空状态，进而形成了危岩体结构形式。从实际经验来看，危岩体支撑点如果达到了临界值，则因地震灾害以及强降雨等因素的影响，便会出现岩体崩塌等问题。值得一提的是，上述危岩体通常情况下其前缘临空，这就为危岩体的倾倒状态形成创造了条件。变形破坏发生时，危岩体顶部位置就会与母体脱离开来。

4 防治建议

对工作区稳定性差、变形破坏程度大、发展变化趋势强的危岩体及破碎带的采取工程治理，在危岩体下方山腰处设置被动防护网，对直接受崩塌（危岩体）威胁的居民实施搬迁，并对危岩带进行简易变形监测，在危险区边缘显著地段设置警示牌，加大防灾宣传力度，提高全民防灾意识。