开源县谢家沟崩塌稳定性与防治

张一,卞玉梅,2,郭佳,王咏林

(1.辽宁省地质环境监测总站，沈阳 110032；2.吉林大学环境与资源学院，长春 130026)

开源县谢家沟崩塌稳定性与防治

张一1,卞玉梅1,2,郭佳1,王咏林1

(1.辽宁省地质环境监测总站，沈阳 110032；2.吉林大学环境与资源学院，长春 130026)

勘查的基础上，分析成因。采用极射赤平投影法，对崩塌危岩体的稳定性进行评价。结果表明，有两处危岩体各有两组不稳定结构面，分别可能沿着190°和145°方向滑动，造成危岩体崩塌。建议采用拦石网工程进行防护。

崩塌； 稳定性；极射赤平投影

1 概述

该崩塌位于开原市黄旗寨乡谢家沟村，为自然岩质斜坡。坡脚为村民建房切坡，坡高约1.0～1.5 m，石砌护坡，局部有堆滑现象(图1)。

坡面上经常出现岩块下滑滚落现象，特别是雷雨天气，崩落现象更为严重。早在1974年7月，坡上曾突然滚落石块，砸坏房屋后墙，穿入屋内，平面运动距离达40 m以上。其后常有大小不一的碎石块崩落，严重威胁坡下10余户居民的人身和财产安全。

图1 谢家沟崩塌点危岩体剖面示意图Fig.1 TProfile of dangerous rocks at the Xiejiagou collapse

2 地质环境条件

2.1 地形地貌

工作区北部为低山丘陵，地形起伏较大，南部为柴河河谷平原，河谷较平坦，地形上北高南低，最高处约为321 m，最低处约为178 m。

地貌类型为剥蚀构造中、高丘地貌，微地貌多为凹凸状斜坡，斜坡坡度45°～85°，一般在50°～70°之间，坡高10～124 m，一般在40～100 m之间，以岩质斜坡为主。山脊顶起伏不平，呈圆锥和馒头状，沟谷多浅度切割。

2.2 地层岩性

工作区出露地层仅有震旦系及第四系两组地层。震旦系地层大面积分布于勘查区及外围，岩性主要为高于庄组的灰黑色板岩为主夹石英砂岩。第四系地层分布于柴河河谷两侧，岩性主要为上更新统亚粘土、亚砂土夹碎石。区内构造不发育，外围也未见明显构造形迹出现。

2.3 水文地质条件

工作区地下水类型有第四系松散岩类孔隙水和基岩裂隙水两种。第四系松散岩类孔隙水分布于柴河河谷两侧。含水层由上更新统冲洪积亚粘土、亚砂土夹碎石组成，厚度5～20 m，水量贫乏，地下水埋深较浅，为0.5～2 m，单井涌水量小于100 t/d。基岩裂隙水遍布工作区及其外围，由震旦系的板岩、石英砂岩组成。由于风化裂隙较发育，该类型水多以条带状分布，泉流量0.1～0.45 l/s，为中等富水。

3 崩塌特征及影响因素

3.1 崩塌特征

该崩塌点为外观呈扇面形展布的自然斜坡，坡向170°，坡度65°，坡高约75 m，底部宽15 0 m，顶部宽约80 m。坡面乔木茂盛，表层堆积碎石混土，结构松散。碎石大小不等，多见10 cm×20 cm的岩块出露。坡顶为西北-南东走向的山脊，局部基岩裸露，多为薄层亚砂土覆盖，植被茂盛。

沿着山体坡面展布方向，自东向西、自上而下进行勘查查证。结果表明，区内崩塌多以块石零星坠落的形式发生。坡顶下5 m和10 m位置, 有两处崩塌隐患点，分别记为Bt1和Bt2号点。

Bt1号点基岩裸露，危岩体宽4 m，高约2 m，呈孤立状突出坡面。其下部及两侧乔木丛生，植被茂盛。岩体裂隙发育，被切割成0.1 m×0.3 m～0.2 m×0.5 m的岩块，触动时，呈松动状。经测量，主要裂隙有4组，裂隙面宽5～10 mm。危岩体上部为薄层碎石混粘土覆盖。

Bt2号点位于Bt1号点东侧5 m。危岩体宽3 m，高约2.5 m，呈孤立状突出坡面。其上、下及两侧乔木丛生，植被茂盛。岩体裂隙发育，裂隙宽5～15 mm，长40～65 cm。岩体被切割成大小不等的碎块，其规模5 cm×8 cm～10 cm×15 cm，触动时，呈松动状。经测量，主要裂隙有3组，危岩体四周均为薄层碎石混土覆盖。

3.2 影响因素

该崩塌的形成条件及影响因素，与地形地貌、岩土结构、构造条件及气象条件关系密切。

地形地貌：该处位于丘陵区，高程为321 m，坡度大于60°，坡面多不平整。其陡峻的地形是崩塌灾害形成的前提条件，陡坡和陡崖为崩塌提供了必要的势能和空间，同时也促进了地质体软弱结构面的形成和发展，是崩塌有利的发生地段这就为崩塌的产生创造了必要的势能和空间[1]。

岩土结构：该处山体由震旦系高于庄组的灰黑色板岩为主夹石英砂岩。由于岩体中裂隙发育，沿裂隙风化强烈，岩石破碎。在这种情况下，为崩塌的发生提供了有利条件。

构造条件：通过实地勘查和测量，崩塌隐患岩体，发育多组节理，且都有一组节理倾向山坡，倾角大于35°。同时，存在两组节理于山坡走向斜交，组成“X”形节理并构成倾向坡脚的楔形体。这些条件，都促使崩塌的发生。

气象条件：该处降水量历年平均742.6 mm，主要集中在7、8两月。降水形成的地表水顺坡自然排放，冲刷坡脚导致坡脚掏空；地表水渗入坡体内，增大了动水张力和静水压力，软化和溶蚀裂缝中的充填物，同时增大了岩体的自重力，利于卸荷产生滑塌[2]。另外，由于植物根系的劈理作用，使本来裂隙就较发育的岩石更加破碎，更易于发生崩塌。

4 稳定性分析

崩塌危害的发生，主要受控于岩体内部节理裂隙和几组结构面的组合关系，因此，查明危岩体内结构面的组合情况及它们与斜坡坡向的关系，是判定危岩体是否稳定的关键[3-4]。本次选用极射赤平投影法对崩塌稳定性进行评价[5-6]。

4.1 Bt1号点危岩体稳定性评价

该点岩体风化破碎强烈，裂隙发育，有裂隙面四组，J1：100°∠75°，J2：260°∠45°, J3：10°∠35°，J4：220°∠75°。

从图2上可以看出，J1与J3组裂隙面的交点P1、J2与J4组裂隙面的交点P6、J2与J4组裂隙面的交点P4、J4与J3组裂隙面的交点P5均位于斜坡投影弧的对侧，表明它们的组合交线的倾向与边坡倾向相反，没有发生顺层滑动崩塌的可能性，为稳定结构。

J1与J4组裂隙面的交点P3、J1与J2组裂隙面的交点P2位于斜坡投影弧的同侧，说明结构面组合交线的倾向与边坡倾向一致，但P3点在边坡的内侧，倾角大于坡角，属于稳定结构。P2点在边坡的外侧，倾角小于斜坡坡角，属于不稳定结构。

所以，J1与J2两组裂隙面对危岩体的稳定性影响最大岩体在J1、J2两组裂隙的切割下，形成大小不等的分离体，极有可能沿着190°的方向滑动，造成危岩体失稳而产生崩塌。

4.2 Bt2号点危岩体稳定性评价

该点岩体裸露，裂隙发育，有裂隙面3组。J1：80°∠60°，J2：130°∠65°,J3：220°∠60°。

从图3上可以看出，J1与J2组裂隙面的交点P1、J3与J2组裂隙面的交点P3、J1与J3组裂隙面的交点P2位于斜坡投影弧的同侧，表明它们的组合交线的倾向与边坡倾向一致，但P1、P3点在边坡的内侧，且倾角大于坡角，没有发生顺层滑动崩塌的可能性，为稳定结构。而P2点位于斜坡投影弧的外侧，且倾角小于坡角，属于不稳定结构。

所以，J1与J3两组裂隙面对危岩体的稳定性影响最大，岩体在J1、J3两组裂隙的切割下，形成大小不等的分离体，极有可能沿着145°方向滑动，造成危岩体失稳而产生崩塌。

图2 Bt1号点边坡极射赤平投影图

Fig.2 Stereographic polar projection map at the point of Bt1

图3 Bt2号点边坡极射投影赤平投影图

Fig.3 Stereographic polar projection map at the point of Bt2

5 防治建议

(1) 因崩塌隐患危岩体，位于斜坡上部65 m和70 m处，而紧邻坡脚既为村民住宅。本着加强防护、消除危害、保证安全为原则，建议采用拦石网防护工程措施。该种设置能有效的拦截陡坡高处崩落下的岩石，以及坡面上松散岩块顺坡下滑。同时，还可防止崩落岩石在坡面上跳跃式滚动，直接冲向民宅而伤人或伤物。

(2) 为确保拦石网防治工程的布置安全、有效，建议在距民宅5～6 m相对平缓的坡面上设置。拦石网长度70 m，高度4 m，网柱固定于梯形混凝土敦之中，网柱之上以钢丝绳斜拉于锚杆之上，增加拦石网的抗冲击力，以确保斜坡下受威胁村民生命和财产的安全。

[1] 孔志刚.潜在斜坡地质灾害研究——以昆明市为例[D].昆明理工大学，2005.

[2] 罗缵锦，冯炜森.谈谈降雨过程对边坡的影响[J].广东公路交通(增刊)，2001,(71)：44-47.

[3] 冯文凯.库岸公路边坡稳定性风险分析——以三峡库区渝巴公路岸坡为例[D].成都理工大学，2005.

[4〗 孙玉科，牟会宠，姚宝魁.边坡岩体稳定性分析[M].科学出版社，1988.

[5] 孙玉科，古迅.赤平极射投影在岩体工程地质力学中的应用[M].北京：科学出版社，1980.

[6] 黄昌乾，丁恩保.边坡工程常用稳定性分析方法[J].水电站建设，1999，15(1)：53-58.

STABILITY AND CONTROL OF THE XIEJIAGOU COLLAPSE IN KAIYUAN COUNTY

ZHANG Yi1,BIAN Yu-mei1,2,GUO Jia1, WANG Yong-lin1

(1.Geological Environmental Monitoring Station of Liaoning Province, Shenyang 110032, China;2.College of Environment and Resources, Jilin University, Changchun 130026,China)

The causes were analyzed, based on the survey. The polar stereographic projection method was used to evaluate the stability of the unstable rock. The results show that two rock bodies, with two unstable structure surfaces each, may slide along the direction of 190 ° and 145 °, resulting in dangerous rock collapses. Stone blocking was proposed for protection.

collapse; stability; polar stereographic projection

1006-4362(2014)01-0028-03

2013-10-17 改回日期： 2014-01-21

P642.21;TU457

A

张一(1982- )，男，辽宁省鞍山市人，汉族，工程师，主要从事地下水动态研究与地质灾害勘查治理方面工作。