石桌子崩塌特征分析、形成机制及防治研究

王思铎（核工业西南勘察设计研究院有限公司 成都 610001）

石桌子崩塌特征分析、形成机制及防治研究

王思铎
（核工业西南勘察设计研究院有限公司 成都 610001）

石桌子崩塌位于宜宾市长宁县双河镇，2013年4月25日，兴文、长宁交界处发生5.1级地震，石桌子崩塌发生大规模块石崩落，严重威胁坡下居民房屋及公路安全。本文从石桌子崩塌的基本特征出发分析了崩塌的形成机制，并提出对应的治理措施。

崩塌；特征分析；形成机制

1 崩塌发生过程

石桌子崩塌位于宜宾市长宁县双河镇朝阳村1社。岩体受结构面切割的影响，裸露的浅表层岩体风化严重。自2008年5.12汶川地震之后，石桌子崩塌每年都有不同程度的崩落，近两年进一步加剧。2011年8月，一次暴雨后多处崩落块石滚落至坡脚砸毁大片庄稼；2012年6月，连续几天暴雨后，危岩体开始崩落，滚石砸毁坡脚庄稼及竹林；2013年4月25日，兴文、长宁交界处发生5.1级地震，石桌子崩塌发生块石大方量崩落，严重威胁坡脚朝阳村56间居民房屋安全及坡下公路行车安全。崩塌体发育斜坡高程为340m～620m，崩塌落差约280m。

2 危岩体基本特征

表1 各危岩带特征统计表

石桌子崩塌危岩体发育于低山区，其前沿为平坝区，崩塌发育斜坡高程为340m～620m，最大相对高差280m，坡体后陡前缓，边坡中后部坡度60°～85°，坡体中部为土坎，坡度为20°～35°，崩塌范围后缘至坡顶分水岭，西侧为冲沟，东侧为山脊，前缘至平坝，长460m，横宽480m～530m，区内地层岩性为寒武系中上统娄山关组、高台组（∈2-3ls+g）白云质灰岩，薄-中厚层状，层面产状为165°∠9°，根据现场调查，崩塌区内共发育6处危岩带，其中4#危岩带为采石修路形成，其余均为自然形成。

3 危岩的形成因素及破坏机制

3.1 危岩形成的因素分析

1、主导因素

影响区内危岩体形成的因素主要是自然因素，人类工程活动（如修路采石）等人为因素对危岩带的形成有一定影响。自然因素主要包括地形地貌、地层岩性、地质构造、降雨及地震等。其中地形地貌、地层岩性和地质构造是内因，对危岩的形成和发展起控制性作用。

（1）地形地貌

岩体形成危岩体的必要条件是具有陡峭的地形。危岩区自然坡度在50～84°，局部近直立，岩体外侧临空卸荷，产生应力释放，后部斜坡体内岩层应力重新调整，产生向临空方向的倾倒拉裂和变形，随着变形时间增长，张裂隙逐渐向深部扩展，以致岩体从上至下形成破碎（破裂岩体）—较破碎（块裂岩体）—较完整（基岩）的分布规律。随着风化、侵蚀等地质作用的进一步加剧，应力加剧调整积累，拉张裂隙进一步扩张，并逐步向深部发展，从而完成整个裂隙面的贯通。

（2）地层岩性

区内出露基岩主要为寒武系中上统娄山关组、高台组白云质灰岩。由于风化卸荷作用，白云质灰岩中节理裂隙发育，下部岩体风化后崩落，于底部形成风化凹腔，将进一步加剧上部岩体的卸荷作用。最终诱发白云质灰岩在节理裂隙、风化凹腔的控制以及卸荷作用下产生失稳变形破坏。

（3）地质构造

崩塌区内无大型构造，岩体中发育两组明显节理，节理裂隙的发育，破坏了岩体的完整性，降低了岩体力学强度。当斜坡上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、裂隙等软弱结构面部位将发生位移变形，使危岩体脱离母体，沿着倾向临空面的陡裂隙面产生变形破坏，形成危岩。

2、危岩失稳诱发因素

诱发区内危岩体形成灾害的主要因素是降雨和地震。

降雨是促使危岩形成崩塌灾害的重要激发因素之一。暴雨条件下地表水体下渗危岩体，将降低危岩块体物理力学性质并增加危岩裂隙水压力，降低危岩稳定性直至诱发危岩崩塌变形。

地震时将产生强大的水平推力，致使松动岩体向临空面变形破坏，形成新的崩落。因此，地震也是形成崩塌的重要激发因素。

由于本区斜坡地形高陡，岩体风化卸荷作用强烈。风化卸荷作用破坏了坡体结构，加剧了斜坡的变形破坏。从以上影响因素分析可知，降雨、地震是影响危岩体稳定性的诱发因素，风化作用是影响危岩体稳定性的主要因素。

3.2 形成机制

该崩塌发育于寒武系中上统娄山关组、高台组白云质灰岩中，边坡坡向 315°～335°，坡体后陡前缓，边坡中后部坡度60°～85°，岩层层面产状为165° ∠9°，缓倾坡内，为逆向坡，岩体内发育两组明显节理，分别为：①314°～342°∠75°～87°，节理面较平直，延伸长度为1～7m，张开度为0.1～4.5cm，局部充填有岩屑，控制后缘边界；②50°～80°∠78°～85°，节理面较平直，延伸长度为0.5～4.8m，张开度为0.2～3.0cm，局部充填有岩屑，控制两侧边界。在层面及两组节理组合下，岩体局部较破碎，并在底部形成凹岩腔，最终在暴雨或地震作用下失稳破坏。危岩体有可能产生整体破坏失稳，除危岩体外的其余崩塌区域内也有可能产生零星的崩落。

图1 危岩体坡面方向与岩层产状、裂隙产状赤平投影图

该崩塌破坏类型主要包括坠落式和倾倒式两类：

1、外凸岩体受结构面切割形成危岩带、危岩体堆积于坡面，底部小方量块石沿层面崩落后上部危岩体随之发生累进式坠落破坏。

危岩带为外凸白云质灰岩，物理力学性质较差，受风化剥蚀及结构面切割作用，完整岩体被分解为块状结构的危岩体，与母岩联结强度低。多数危岩体底部块石已崩落，上部危岩体处于临空状态，在雨水侵蚀下发生累进式坠落(图2)。

2、外凸岩体后缘卸荷裂隙发育，危岩体发生倾倒式破坏；

该类变形主要受卸荷裂隙控制，后缘卸荷裂隙及平缓层面均为倾坡外岩层，雨水渗入结构面后软化充填物，降低抗剪强度，并形成水头压力推挤危岩体发生倾倒破坏(图3)。

图2 坠落式崩塌立面图

图3 倾倒式崩塌立面图

4 防治措施

根据石桌子崩塌特点，结合坡下房屋公路分布位置，提出下列治理措施：

(1)在崩塌威胁居民区屋后设置拦石墙，防治崩落石块砸毁房屋。

(2)清除边坡松动的危岩山体及零星的孤石，采用人工清除，施工时应采取必要安全措施，保证施工及下面房屋安全。

(3)对于面积较大又无法完全清除的危岩带采用主动防护网进行主动防护。

(4)不排除雨季崩塌范围的继续扩大，应建立群防群测体系，在雨季安排专人监测，了解崩塌活动发展趋势并及时作出预报，指导村民继续疏散撤离及采取应急处理措施。

[1]张倬元，王士天，王兰生等.工程地质分析原理(第二版)[M]. 北京：地质出版社, 1994.

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G322

B

1007-6344（2016）06-0337-02

孙云（1992-），男，河南南阳，河南大学2015级在读研究生，研究方向：大跨空间结构。