焉耆回族自治县某崩塌稳定性分析

赵萌阳，陈卫金，赵 飞，岳 庆，张志永

（华北地质勘查局综合普查大队，河北 廊坊 065201）

该崩塌地质灾害位于焉耆回族自治县内，有公路与外界相通，交通较为便利。崩塌由开凿道路形成高陡边坡，全长约300 m，勘查区面积约为0.066 km2。

1 地质环境特征

1.1 地形地貌

勘查区属中山地貌，海拔高度为1 900～2 138 m，山地面积为0.066 km2。崩塌体呈“V”字型，开口指向北方。勘查区最大高差为238 m，地形坡度大于30°，危岩体坡度大于70°，坡面上有大片的基岩裸露，在坡体下部公路有少量堆积体，堆积体主要集中在沟道中。

1.2 地层岩性

崩塌区内出露燕山期花岗岩（Cγβ）、第四系残破积碎石土（Q4el+dl）以及第四系全新统崩坡积层（Q4ml+col），现分述如下。

1.2.1 燕山期花岗岩（Cγβ）

燕山期花岗岩（Cγβ）分布于勘查区坡体中上部，岩性为灰白色黑云母花岗岩。岩体坚硬、致密，呈块状，岩石破碎，构造裂隙发育，抗风化能力较强，夹有0.5 m厚的棕黑色片麻岩。

1.2.2 第四系残破积碎石土（Q4el+dl）

第四系残破积碎石土（Q4el+dl）分布于勘查区北侧沟道内和平台上部，岩性为灰白色碎石，从上到下依次变大，砾石粒径为3～10 cm不等。碎石磨圆度差，均为雨水或雪水将高处的风化碎屑物质洗刷而向下搬运形成。

1.2.3 第四系全新统崩坡积层（Q4ml+col）

第四系全新统崩坡积层（Q4ml+col）主要分布于坡前堆积体，以残积、坡积及崩积块石、碎石及角砾为主。砾径为0.1～2.0 m，分选性及磨圆度差，结构松散，厚度不均匀，在堆积体上部、缓坡处堆积较薄，堆积体下部、沟谷、山鞍处相对较厚。

1.3 水文地质条件

勘查区的地下水类型为基岩裂隙水，含水岩体为华力西期黑云母花岗岩，构造裂隙和风化裂隙发育，地下水赋存于构造裂隙、风化裂隙之中，单泉流量小于0.1 L/s，属贫水地段。水化学类型一般为HCO3型。

勘查区位于中山地区，海拔为2 000 m左右，冬季有积雪，山坡上部有少量草地，下部为岩石裸露而较陡峻的山坡。山上的植被较少、土质较薄，导致融雪降雨从地面迅速流走。融雪降雨都排泄于沟谷中，汇聚成小河，向下游排至霍拉沟。

2 地质灾害的基本特征

勘查区内的主要地质灾害为岩质崩塌，在雨季降雨携带坡面碎石，可能会汇集形成泥石流。本次初步勘查工作将勘查区划分为1处崩塌灾害点，由3处危岩体组成，规模为中型。

崩塌地质灾害分布于矿山道路的南侧，根据崩塌所处的位置、地形与发育特征等，本次勘查将勘查区崩塌灾害体划分为1处崩塌，主要由3处危岩体组成：危岩体1分布于勘查区东侧，危岩体2位于矿山道路的弯折处，危岩体3位于勘查区的西侧。

第一处位于勘查区东侧，危岩体位于斜坡中上部，整体向前突出，下部悬空，容易形成拉裂式崩塌。该处坡度为83°，为凹形坡，总体坡向330°，剖面岩体风化程度一般，裂隙发育，分布高程在2 133.0～2 158.0 m，厚度为1.0～2.0 m，体积约为50 m3，危岩体1长3.0 m、高5.0 m、宽3.0 m，危岩体2长1.5 m、宽1.5 m、高1.0 m。主要节理分别为378°∠25°、321°∠50°、285°∠56°。

第二处位于勘查区中部，危岩体位于斜坡上部，为直线性坡，整体向前突出，下部悬空，容易形成拉裂式崩塌。该处坡度为83°，坡向89°，分布高程在110.4 ～2 160.4 m，厚度约为1.0 m，体积约为10 m3。岩体风化程度一般，节理裂隙极其发育，受压应力明显，挤压破碎严重，节理产状主要为320°∠48°、132°∠50°、340°∠80°。坡脚有大块落石，在0.5～4.0 m不等，裂隙宽度最大为0.1 m，无填充物裂隙面较新。

第三处危岩体分布于该处斜坡中上部，后缘有一平行于表面的垂直裂隙，宽约20.0 cm、长2.0 m，裂隙较深，容易形成倾倒式崩塌。该处坡度为84°，为直线性坡，总体坡向92°，剖面岩体风化程度一般，裂隙发育，分布高程在2 109.4～2 149.4 m，厚度为1.0～2.0 m。危岩体长约1.0 m，宽约1.5 m，高约4.0 m，体积约为10 m3，两组主要节理分别为215°∠87°、10°∠85°。

3 危岩体的稳定性分析

3.1 危岩体定性评价

利用赤平极射投影法，根据岩体上的各种结构面组合关系，对危岩体进行稳定性评价，在投影图上简明地表现结构面的产状、角距及其组合成块裂体的几何特征关系，分析不利组合情况[1]。分析过程如表1所示。

根据赤平极射投影分析可知，危岩体1受3组节理裂隙的控制，其中，285°∠56°、321°∠50°和278°∠25°、321°∠50°节理裂隙的组合导致危岩体结构不稳定。危岩体2受3组节理裂隙的控制，其中，340°∠80°、132°∠50°节理裂隙组合导致危岩体结构不稳定。危岩体3受2组节理裂隙的控制，其中，10°∠85°、215°∠87°节理裂隙组合导致危岩体结构最稳定。故初步判断危岩体1、危岩体2结构不稳定，危岩体3结构最稳定。

3.2 危岩体定量分析

从现场勘查和危岩体结构分析可以看出，危岩体常突出坡体，主要形成拉裂式崩塌。所在的陡崖面较陡立，坡面中垂直节理裂隙（节理裂隙倾角较大）较发育，危岩体的失稳方式次要为倾倒式，因此，稳定性验算的数学模型选用倾倒式及拉裂式危岩体的计算公式。

3.2.1 拉裂式危岩计算模型

拉裂式崩塌以悬臂梁形式突出的岩体，岩层顶部受拉，底部受压。在长期的重力作用与风化作用下，顶部附近的裂隙逐渐扩大，并向深处发展。拉力将越来越集中在尚未裂开的部位，一旦拉应力超过岩石的抗拉强度，上部岩体就发生崩塌。因此，这类崩塌的关键是最大弯距截面上的拉应力能否超过岩石的抗拉强度。故可以用拉应力与岩石允许拉强度的比值进行稳定性验算[2]。

3.2.2 倾倒式危岩计算模型

倾倒式危岩体稳定性计算公式为：

式中：f代表静水压力，kN；h0代表水位高，暴雨时等于岩体高，m；h代表岩体高，m；γω代表水的重度，10 kN/m3；W代表崩塌体重力，kN；F代表水平地震力，kN；a代表转点A至重力延长线的垂直距离，这里为崩塌体宽的1/2，m。

表1 代表性危岩体稳定性分析

根据《地质灾害防治工程勘查规范》（DB 50/143—2003）[3]和《滑坡地质灾害防治工程勘查规范》，区内各类危岩体稳定性评价标准如表2所示。

表2 危岩稳定性评价标准

危岩稳定性计算所采用的工况可分为：

工况1：自重＋裂隙水（天然状态）；

工况2：自重＋裂隙水（暴雨状态）。

最不利载荷组合为设计载荷组合，其余为校核载荷组合。在危岩稳定性计算中，各工况考虑的荷载组合应符合下列规定：

（1）对工况1和工况2应考虑自重，同时应考虑现状裂隙水压力、暴雨时裂隙水压力。

（2）对校核工况应考虑自重，同时应考虑暴雨时裂隙水压力。

根据上述稳定性计算公式及稳定状态评价标准，对3个危岩体进行了稳定性计算及稳定性评价，计算结果如表3所示。

从表可3中可以看出，在工况1下，所选的几个典型崩塌体危岩体1、危岩体2处于欠稳定状态，危岩体3处于稳定状态。在工况2下，均处于欠稳定和不稳定的状态，这与定性评价的结果基本一致。

表3 稳定性计算结果

4 结论与防治建议

（1）依据相关行业规范，对崩塌稳定性进行了初步的定性评价：在现状条件下，定性评价危岩体1、危岩体2处于不稳定状态，危岩体3处于稳定状态，预测评价稳定性差。定量评价：在工况1下，所选的典型崩塌体危岩体1、危岩体2处于欠稳定状态，危岩体3处于稳定状态。在工况2下，均处于欠稳定和不稳定的状态。

（2）为了消除勘查区地质灾害及灾害隐患、保障安全生产，建议及时落实地质灾害专项勘查工作。

（3）预测勘查区崩塌地质灾害为稳定性差，建议落实地质灾害专项勘查工作，及时采取必要的防治措施。