岩溶山区某地崩塌发育特征及形成机制浅析

魏 巍

（贵州省地质矿产勘查开发局一一二地质大队，贵州安顺561000）

地质灾害是在自然或者人为因素作用下，对人类生命财产安全和生态环境造成损失的地质现象。主要类型包括滑坡、崩塌、危岩、泥石流、岩溶塌陷、采空塌陷、不稳定斜坡、地裂缝等，灾害种类多样、复杂。为了更好地防控地质灾害，降低发生时的风险和损失，人们需要对灾害类型进行实地勘查，分析其活动变形情况及发育特征[1]，准确掌握其形成机制，以便在地质灾害发生时科学、灵活地应对。地质灾害种类繁多且较为复杂，本文从日常发生频率较高的灾种角度考虑，着重选择滑坡、崩塌、危岩三个灾种，分析其发育特征及形成机制。

1 崩塌发育特征

1.1 崩塌规模及基本特征

该崩塌（危岩体）位于木趟组后山，共发育有2个危岩发育带（WY1、WY2）。其中WY1 发育长度约20m，宽度5～10m，属于松散堆积体，最大单体3m3，一般0.2～1.0m3，总方量约30m3。WY2 位于WY1北侧靠上位置，发育长度约30m，发育宽度8～10m，危岩体主要发育在靠近临空面的1～2m 范围内，总方量约60m3。WY1属于松散堆积型危岩带，WY2属于由陡倾裂隙（层理）及临空面控制下形成的危岩体发育带。详见图1。

根据危岩体的位置，结合危岩体所在区域的微地貌特征、危岩体的节理裂隙发育特点、变形特征等最终确定危岩体的边界条件，现状条件发育的2处危岩体破碎带分述如下（详见图2）：

图1 危岩体/带分布位置

图2 危岩带（WY1）堆积状态

1号危岩带（WY1）：位于靠近山顶部位，坡脚即为木趟组，该危岩带发育长度约20m，宽度5～10m，属于松散堆积体，最大单体3m3，一般0.2～1.0m3，总方量约30m3。最大单体约1m×2m×1.5m 大小，整个岩块松散地堆放在一个较平缓的台阶处，靠近临空面位置亦为同样松散堆积的岩块组成，岩块呈参差交错，形成接触型堆砌状态，整体稳定性较差。一旦受到恶劣气候影响或扰动，发生二次崩塌的可能性大。

2 号危岩带（WY2）：位于WY1 北侧靠上位置，发育长度约30m，发育宽度8～10m，危岩体主要发育在靠近临空面的1～2m范围内，总方量约60m3。WY2属于由陡倾裂隙（层理）及临空面控制下形成的危岩体发育带。后缘纵向溶蚀裂隙发育，产状陡倾，局部可达到80°，在差异风化及溶蚀的共同作用下，沿层理发育的风化裂隙，裂隙宽度约1～10cm 之间，发育长度1～3m 不等，可探测的发育深度在1～2m 不等，最大宽度可达50cm，裂隙整体上呈“V”型尖灭。裂隙间多充填有块石、碎石及植物根系等，详见图3。

图3 危岩带（WY2）发育现状

根据现场调查，岩石呈薄—中厚层状，产状陡倾。岩层产状与坡向基本一致。在溶蚀及风化作用下，形成水平裂隙，裂隙密度1～3 条/m，在陡倾层面及水平裂隙的作用下，薄—中厚层岩体被切割断裂，形成崩塌（危岩体/带）。由于该地区植被发育，多高大乔木，乔木多生长在裂隙之间，对危岩体的稳定性会产生不利的影响。

1.2 崩塌岩体结构与变形特征

据现场调查，勘查区地层为三叠系中下统嘉陵江组（T1-2j）岩性为灰色薄—中厚层状白云岩，层理清晰。岩体受风化及溶蚀作用影响较严重，溶隙及风化较发育，水平节理较发育。崩塌（危岩体）发育地段，节理、裂隙较发育。主体上呈南东—北西向发育（岩层走向），倾向基本与坡向相同，倾角70°～80°不等，危岩体分布地段平均密度2～5 条/m。裂隙将岩体切割成块状并形成明显的陡倾结构面，水平方向的节理裂隙对岩体产生切割，形成破碎带。在陡倾结构面、临空面及风化节理裂隙的共同作用下，岩体的破碎程度，为危岩体的形成及崩塌创造了有利的地形及地质条件。

危岩体由裂隙切割岩体而成，未彻底脱离母岩时形成了由裂缝控制的危岩体，彻底脱离母岩的危岩体由支撑岩土体控制的孤、块石或者堆积体控制。这些危岩体在雨水的裂隙水压力及支撑岩体风化卸荷作用下或在雨水的侵蚀、冲刷作用下，易产生崩塌。

2 崩塌（危岩体）形成的影响因素及形成机制分析

2.1 崩塌（危岩体）形成的影响因素

根据现场调查，由后缘裂隙及底部支撑岩土体的影响的危岩块体，在风化及雨水渗入岩石裂缝的过程中，可能出现后缘裂缝贯通，在雨水的冲刷下底部支撑被掏空，在重力作用下，危岩体将出现滑移式破坏及倾倒式破坏。

在高陡斜坡上容易出现危岩体，危岩体的形成与坡度及临空面有紧密关系。影响该危岩体形成的因素有内在因素和外在因素两个方面。

（1）内在因素：

①该区岩石单体主要地层为三叠系中下统嘉陵江组（T1-2j）岩性为灰色，薄—中厚层状白云岩，层理清晰，存在明显的差异风化现象。由于场区多雨，在大气降水的作用下，沿陡倾结构面发育的溶蚀裂隙极其普遍，这些裂隙的贯通性及岩体的破碎程度直接影响着岩体的强度及稳定性。

②危岩体发育区域位于山体中上部，在临空面及陡倾层理的控制下，形成了一组沿山脊走向发育的陡倾节理。在外倾节理、临空面及溶蚀裂隙的共同控制下，为危岩体的形成创造了有利条件。

（2）外在因素：

①植物的根劈作用：植物的根劈作用使岩体裂隙受到挤压，使岩石裂隙扩大，从而引起岩石破坏。

②降雨：岩体中节理裂隙较为发育，大气降雨沿地表裂隙下渗，一是入渗危岩体外倾结构面内软化结构面，大大降低了结构面的粘结强度，使得危岩在雨季的稳定性大幅下降；二是在陡崖后缘的裂缝中的水柱形成静水压力。

2.2 崩塌（危岩体）形成机制分析

危岩体是由裂隙切割形成，前阶段变形破坏形式主要为基底掏蚀和裂隙扩张。调查区内裂隙多呈张开状，其延伸和贯通具备一定规模。主要为层间裂隙和纵向发育的卸荷裂隙。当近垂直拉张裂隙未贯通，危岩体与母体未分离则形成切割体。在其他外力及自重应力等因素影响下，裂隙继续扩大，后缘连续贯通之后，使得岩块与基岩分离。

调查区内切割体或孤、块石、堆积体基座由于卸荷或支反力降低，使危岩前缘悬空，形成危岩体，崩塌（危岩体）特征、后缘裂隙发育特征、前缘临空状况、各危岩体的变形破坏方式，当危岩体基础支撑点达到极限状态时，在地震、强降雨等外力作用下会产生岩体崩塌。在变形破坏时，发生倾倒式、坠落式破坏；受基岩支撑力控制的孤、块石或者堆积体，在雨水的冲刷、侵蚀作用下，支撑岩土体的支反力降低，将使危岩体产生滑移式破坏。

3 防控地质灾害的关键策略

根据该崩塌（危岩体）的基本特征，在分析各危岩体形成机制、稳定性评价的基础上，以及坡脚建筑物的重要性、对群众生命安全危害的社会影响性，建议本次崩塌（危岩体）地质灾害防治方案为：

方案一：对WY1及WY2危岩带进行局部清除，并在木趟组村后方较为平缓的地段设置被动防护网进行综合处理。

方案一治理设计的理念为对危岩体及松散堆积块石进行局部清除，并在木趟村后方较平缓的地段设置被动防护网；针对欠稳定的危岩块体及坡面松动的块石、孤石进行防护。根据危岩带的规模、形态特征及施工可操作性进行全面的治理，以确保坡脚前19户村民生命财产安全不受影响。

方案二：搬迁避让措施。对危岩带崩塌影响范围内的村民进行搬迁避让。直接对崩塌威胁的居民实施搬迁，永久性消除灾害对居民影响。

4 结论

本次勘查为崩塌（危岩体）地质灾害防治工程施工图设计详细勘查阶段，通过野外实地勘查及室内资料整理，得到以下结论：

（1）本次勘查工作方法主要包括资料收集、地形测量、地面调查、水工环地质综合测绘等。

（2）该崩塌（危岩体）严重威胁木趟组19户62人的生命财产安全，经济损失损失约300万元，地质灾害危害对象等级为三级。

（3）勘查区内地形起伏大，地貌类型单一，卸荷裂隙发育，植被较发育，堆积体较多，地表水及地下水对危岩体的影响小。根据《滑坡防治工程勘查规范》（DZ/T0218-2006）6.4 条表 7 规定，结合现场勘查资料，确定工作区地质复杂程度分级为较复杂。

（4）该崩塌（危岩体）位于木趟组后山，共发育有2个危岩发育带（WY1、WY2）。其中WY1 发育长度约20m，宽度5～10m，最大单体3m3，一般0.2～1.0m3，总方量约30m3。WY2 位于WY1 北侧靠上位置，发育长度约30m，发育宽度8～10m，危岩体主要发育在靠近临空面的1～2m范围内，总方量约60m3。

（5）勘查区危岩带所处岩性为三叠系下统永宁镇组（T1yn）白云岩，呈薄—中厚层状结构，层理发育。岩层产状90°～100°∠50°～70°。纵向节理沿岩石的层面进行发育，节理走向呈北西—南东向。该岩层为崩塌（危岩体）发育的主要地层，该层力学强度较高，抗风化能力强，在受节理裂隙及临空面的控制下发育成为崩塌（危岩体）。WY1属于松散堆积型危岩带，WY2属于由陡倾裂隙（层理）及临空面控制下形成的危岩体发育带。

（6）通过对危岩体稳定性计算结果表明，崩塌（危岩体）在天然状态工况1作用下处于稳定—基本稳定状态状态，但在暴雨状态工况2作用下则处于基本稳定—欠稳定状态。崩塌（危岩体）在长期的暴雨侵蚀、风化、雨水入渗等作用下，其稳定性将逐步降低直至失稳发生崩塌。危岩下方的居民区直接受到崩塌（危岩体）的威胁，而危岩的崩落具有突发性、难以预测等特点，若一旦发生崩塌破坏其后果是十分严重的，危害性极大。