遵义市红花岗区万里路地质灾害形成条件和诱发因素浅析

吴虹

[摘要]遵义市红花岗区万里路街道百艺社区侧方陡崖发育危岩带地质灾害，为了消除、预防地质灾害隐患，需要查明危岩发育情况。本文通过详细的野外调查，勘察和测绘，查明区域危岩体的自然条件，工程地质条件和危岩体发育特征，分析危岩体形成和诱发因素。经调查区内危岩体主要以滑移式和倾倒式破坏为主，以赤平投影和数学模型的定性和定量方式分析了区内不同形式的危岩体稳定性。研究发现，滑移型危岩体在工况下稳定，工况Ⅱ下基本稳定或者基本稳定。倾倒式危岩体在工况Ⅰ下基本稳定，工况Ⅱ中欠稳定。

[关键词]地质灾害；崩塌；成因分析；稳定性评价

遵义市红花岗区万里路街道百艺社区侧方陡崖地带发育（危岩破碎带）崩塌地质灾害。每日往来流动人口多，地质灾害直接威胁常驻人210人，威胁流动人口大于500人，潜在经济损失预估约5000万元。通过现场勘察探明危岩破碎带长度约200 m，高度8～42 m，危岩破碎带面积约5000 m2。破碎带表层受裂隙切割、风化作用等因素影响，发育松石、块石及不稳定楔形体，危岩体总体积约，1.2×104 m3，该崩塌地质灾害属于中型崩塌。为减轻、防止地质灾害造成的经济损失，消除地质灾害所造成安全威胁及不良影响，本文拟对该地质灾害的形成条件和诱发因素进行探讨，为工程防治提供技术参考。

1 自然地理及地质背景条件

遵义红花岗区地处云贵高原东偏北部地域，坐落于黔北地区中部区域，北倚娄山，南临乌江。遵义市红花岗区属亚热带湿润季风气候区，境内气候变化受季风影响特别显著，全年四季变化明显，雨热同季、温差较小，气候宜人。遵义市红花岗区中心城区全年四季及昼夜温差变化较小，年平均温度15.2℃，年均降雨量10294.2 mm。

2 区域地质条件

2.1 地形地貌

遵义市地处大娄山脉以东，乌江流左岸湘江河流域上游，位于云贵高原向湖南丘陵和四川盆地过度的斜坡地带。红花岗区地处黔北地域中心，位于黔北山原向黔中丘陵過渡地带，地势呈西高东低、北高南低，略呈阶梯状下降。属于典型的构造剥蚀中山、低中山山地地貌。其间发育有丘陵、峡谷、河谷阶地。勘查区地形复杂，起伏变化较大，相对高差8～50 m，地貌类型多样，境内最高高程858.63 m，最低高程814.08 m，地质灾害分布高程815.19～860.00 m。危岩破碎带上植被发育，坡度70°～80°。

2.2 地层岩性

勘查区境内出露地层岩性变化小，露头良好，有岩溶等复杂地质现象，第四系覆盖层较薄，地质界线清楚地层由新到老分别为第四系残破积层（Q4dl+el）与三叠系下统茅草铺组（T1m），各地层岩性特征概述如下：

（1）第四系残破积层（Q4dl+el）

地质灾害区内第四系覆盖层主要为残破积层，其物质成分主要为粘土夹碎石、块石，空间分布上具有厚薄不均的特点，呈黄色，黄褐色；可塑，硬塑；结构稍密；稍湿；碎石含量5%-10%，碎石、块石主要成分为碎块状及块状灰岩。

（2）三叠系下统茅草铺组（T1m）

地质灾害区境内基岩露头良好，出露岩性为三叠系下统茅草铺组灰岩，灰色，灰白色；薄至中厚层状；裂隙发育，溶蚀现象明显。

2.3 地质构造

勘查区地处扬子准地台，黔北台隆，遵义断拱，毕节北东向构造变形区。根据勘查，勘查区内地质构造简单，无褶皱、断层发育，岩层产状较平缓，岩溶较发育，节理裂隙发育，表层岩体结构破碎、较破碎。

勘查区裂隙发育，结构面类型主要为节理、裂隙、层面，主要发育L1～L4共4组节理裂隙，各组裂隙发育特征如下：

L1裂隙为外倾、陡倾裂隙，平均间距2～15 m，结构面产状340°∠80°，受风化作、溶蚀作用影响，裂隙呈张口状，张开度1～5 mm，结构面粗糙、平直，起伏大、较大，无充填，结合一般。

L2裂隙为外倾、缓倾裂隙，仅发育于危岩破碎带右侧下部区域，裂隙间距0.2～0.8 m，结构面产状340°∠15°，受风化作用、溶蚀作用影响，裂隙呈张口状，张开度1～3 mm，结构面粗糙、平直，起伏大、较大，无充填，结合较差。

L3裂隙为反倾、陡倾裂隙，间距1.2～3.5 m，结构面产状106°∠74°，受风化作用、溶蚀作用影响，裂隙呈张口状，张开度小于3 mm，结构面粗糙、较平直，起伏大、较大，无充填，结合一般。

L4裂隙受溶蚀作用明显，间距0.3～1.5 m，结构面产状42°∠75°，受风化作用、溶蚀作用影响，裂隙呈张口状，张开度大于3 mm，结构面起伏大、较大，部分有泥土、块石充填，结合差。

L5裂隙为外倾、陡倾结构面，间距0.2～1.0m，结构面产状341°∠54°，受风化作用、溶蚀作用影响，裂隙呈张口状，张开度3～5 mm，结构面起伏大、较大，泥质充填，结合差。

3 地质灾害特征概述

3.1 基本特征

危岩破碎带西南至北东向全长约200 m，整体崩向约314°，危岩带高度约8～42 m，整体上沿走向。呈两侧较低、中间较高分布，危岩破碎带坡度约70°～80°，坡面面积约5000mz，危岩体体积约1.2×104 m3。

受裂隙切割及溶蚀、风化作用影响，危岩带上多松石、块石及多个不稳定楔形体，岩体结构较破碎、破碎，多数呈块状结构和镶嵌碎裂结构。根据勘查，危岩带上发育W1、W2两个危岩单体和（S1～S3）3个危岩破碎带，基本特征详述如下：

W1危岩单体发育于危岩带中部上方，高度8.0 m，宽度约3.5-7.0 m，厚度约6m，体积约251 m3。受2条L1组裂隙切割，外侧裂隙近乎贯通，裂隙宽度0.1-0.5 m，裂隙产状340°∠82°，裂隙间泥土、块石充填，导致W1危岩体外侧（厚度约3.5 m）部分脱离母岩，内侧岩体厚度约2.5 m，内侧裂隙日前尚未贯通，裂隙产状340°∠78°。

（2）W2危岩单体

W2危岩单体发育于S1破碎带，高度11.0 m，宽度约5m，厚度约6m，体积约330 m3。受节理裂隙切割及风化作用坡面表层岩体较为松散破碎，主要发育两组与坡面斜交的结构面，在危岩后部交合组成一组外倾结构面，与岩层产状共同将岩体切割成一竖向条带状不稳定楔形体。

（3）S1破碎带

SI破碎带发育于危岩带W1危岩单体左侧，宽度约60 m，高12～25 m，左侧下部发育局部凹岩腔，高度约1 m～2 m，宽度约3.5 m，深度约1m。受裂隙切割及风化作用影响，裂隙呈张口状，岩体较破碎、破碎，大部分呈块状结构、镶嵌碎裂结构。

S1破碎带受植物根劈作用尤为明显，裂隙间泥质充填，岩体裂隙间多有植物生长，表层岩体风化强烈，破碎带面上多松石、块石及不稳定楔形体。

（4）S2破碎带

S2破碎带位于危岩带中下部区域，发育于S1破碎带右侧，W1危岩单体下方，宽度约90 m，高度约20～30 m。

局部区域发育溶洞，下部左侧为早年建设防空洞，右侧局部区域上部岩体下错变形，底部局部岩体受压破坏，受裂隙切割及溶蚀、风化作用影响，岩体较破碎、破碎，底部岩体大部分呈镶嵌碎裂结构，上部岩体呈块状结构。

（5）S3破碎带

危岩带右侧发育S3破碎带，宽度约50 m，高度8 m～20 m，表层岩体结构较破碎、破碎，风化强烈，多呈镶嵌碎裂结构。

3.2 变形特征

截至本次勘查野外工作完成之日，危岩带尚未发生大范围、大规模的变形破坏，变形迹象以局部崩塌及零星掉块、落石为主。危岩带上W1、W2危岩单体及S1～S3危岩破碎带变形特征详述如下：

（1）W1危岩单体

W1危岩单体后缘发育陡倾裂隙，危岩体大部分脱离母岩，受降雨等因素影响，危岩体在重力作用下，危岩体重心绕底部支撑点向临空面倾斜而发生失稳变形破坏。

（2）W2危岩单体

当W2危岩单体底部凹岩腔受溶蚀、风化作用的进一步影响而扩展，岩体裂隙受降雨影响而改变力学结构稳定性状态，破碎带上松石、块石掉落，不稳定楔形体朝着结构面切割剪出口发生失稳变形破坏。

（3）S1破碎带

S1破碎带岩体结构破碎，呈块状结构、镶嵌碎裂结构，植物根劈作用明显，局部区域发育凹岩腔，破碎带上松石、块石的变形破坏具有高度的突发性和不可预见性。

（4）S2破碎带

S2破碎带区域溶蚀作用尤为显著，底部局部区域发育溶洞，薄层状岩体受裂隙切割，大部分呈镶嵌碎裂结构，随着溶蚀、风化作用的进一步加剧，底部岩体难以支撑上部岩体荷载，导致上部岩体下错变形失稳，底部岩体受压破坏，受降雨影响，危岩破碎带自身稳定结构进一步遭受影响，已发生变形的危岩体将从母岩上撤离脱离，发生块石崩落。

（5）S3破碎带

S3破碎带区域节理裂隙尤为发育，薄层状岩体受裂隙切割而成镶嵌碎裂结构，风化程度强烈区域部分呈散体状结构，稳定性差，变形破坏具有高度的突发性和不可预见性，破碎带上松石块体存在随时剥离母岩而发生崩落的可能。

4 形成条件和诱发因素

根据上述地质灾害成因机制分析，诱发地质灾害形成与发生的影响因素可概括为内在因素和外在因素2类，影响因素分析如下：

4.1 内在因素

（1）危岩带前缘临空面高陡，坡度70°～80°，局部区域近直立，为崩塌的发生提供了有利空间。

（2）危岩带上岩体节理裂隙发育，溶蚀裂隙发育，外倾、陡倾裂隙的存在及裂隙切割作用为岩体脱离母岩形成危岩体提供了有利的内在条件，为崩塌地质灾害的形成提供了有利条件。

（3）受裂隙切割、溶蚀作用及风化作用影响，岩体结构较破碎、破碎，岩体结构完整性的逐渐降低伴随着岩体工程地质性质逐渐变差，自稳能力逐渐减弱，为崩塌地质灾害的发生提供了有利的内在条件。

4.2 外在因素

（1）风化作用促进了裂隙的延伸、扩展和贯通，为降雨入渗岩体裂隙提供有利条件。随着岩体风化程度增强，岩体自身力学稳定性逐渐降低，是推进崩塌地质灾害形成与发生的重要因素。

（2）溶蚀作用从岩体内部加剧裂隙的延伸、扩展和贯通，改变、破坏岩体自身内部稳定结构，降低岩体自稳能力，也进一步有效增强—降雨对地质灾害稳定性的影响，是导致崩塌地质灾害失稳破坏的主要因素之一。

（3）降雨作为诱发地质灾害形成与发生的主要因素之一，其影响更直观。地表水入渗裂隙，为溶蚀作用提供有力支撑和促进、改变结果面抗剪强度，地表水沿裂隙入渗所形成的静水压力和动水压力增加了岩体负荷，对危岩体自身稳定结果造成严重破坏。

（4）区内人类工程活动主要变形为早期防空洞和城市化建设过程中的切方开挖和爆破开挖。开挖不仅提高危岩带前缘临空面高陡程度，还对危岩带原本地质结构和力学平衡进行了不同程度的破坏，是导致地质灾害形成的重要因素之一。

5 稳定性评价

5.1 定性分析

危岩带前缘临空面高陡，坡度70°～80°，局部近直立，溶蚀现象明显，岩体结构较破碎、破碎，裂隙发育，存在外倾陡倾、缓倾结构面，危岩体自稳能力差，现状变形以零星崩塌、掉块、落石为主，受降雨、风化作用、溶蚀作用影响，危岩体发生崩塌的可能性大，稳定性差。

由于危岩带临空面高且陡，危岩体发生失稳破坏后最终以坠落形态崩落至坡脚，与坡脚接触点撞击后向前缘弹射、滚动，由于危岩体自身结构破碎，危岩带坡脚房屋、道路刚度大，弹性低，危岩带坠落至底部撞击破坏后成块状弹射、滚动，小体积块石弹射范围较大，大块石滚动范围较小。

结合危岩带范围、规模、裂隙发育程度、危岩破坏模式及已经出现的变形破坏迹象，采用赤平投影法可以将这些结构面的产状信息和相对位置关系直观反映出来。利用赤平极射投影分析方法对崩塌的稳定性进行宏观定性分析（图1）。

根据上述赤平投影结果分析，可以得出：

（1）岩层产状与坡面倾向相反，为逆向坡，整体为稳定结构面；

（2）L5、L6节理面走向与坡向呈大交角，形成不稳定外倾楔形体，结合结构面抗剪强度，不稳定楔形体大部分稳定性较差、差。

5.2 定量评价

锲形体稳定性计算采用岩质边坡稳定性分析中的三维锲形体稳定性分析进行。结构面抗剪强度指标的确定，根据结构面发育程度、结构面结合程度及岩体结构特征。

场地灰岩节理裂隙发育，岩体较破碎，楔形体发育的结构面为软弱结构面，结合程度很差，软弱结构面，按结合很差值选取：C=30kPa，φ=16°。根据各危岩体的发育特征和可能的破坏形式按照下式计算危岩稳定性：

滑移式危岩稳定性计算

倾倒式危岩稳定性计算

滑移式危岩稳定性计算式

倾倒式危岩稳定性计算

计算结果见表3。

计算成果反映了区内滑移类型的危岩体稳定性相对较好，在自然工况下表现稳定，暴雨工况下基本稳定或者稳定。而倾倒式滑块稳定性相对较差，自然工况下基本稳定，暴雨工况下欠稳定。

6 结语

通过对遵义市红花岗区万里路街道百艺社区侧方陡崖地带发育（危岩破碎带）崩塌地质灾害的野外调查，勘察，查明了危岩体的自然环境，地质条件和危岩特征。结合勘察结果对危岩体成因做出分析，并进一步分析危岩稳定性。

研究区位于云贵高原向湖南丘陵和四川盆地过度的斜坡地带。红花岗区地处黔北地域中心属于典型的构造剥蚀中山、低中山山地地貌。

（1）研究区危岩以危岩单体和危岩破碎带的形式分布，其中危岩单体两块（W1和W2），危岩带三条（S1-S3）。

（2）危岩形成的内因主有以下几个方面，危岩带临空为危岩发展提供有利空间，危岩带上节理发育，危岩受到节理裂隙切割，岩体破碎，另外研究区受溶蚀作用和风化作用，進一步促进危岩发育。

（3）通过定性和定量分析，滑移型危岩体在工况Ⅰ下均为稳定，在工况Ⅱ下基本稳定或者稳定。倾倒型危岩体在工况Ⅰ下均基本稳定，工况Ⅱ中欠稳定。