乔苗水库危岩崩落机理及危害分析吕超--中国期刊网

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乔苗水库危岩崩落机理及危害分析吕超

发表时间：2020/1/10 来源：《防护工程》2019年18期作者：吕超1 吕菲2

[导读] 乔苗水库位于广西左江流域黑水河支流向水河上游，水库总库容2448万m3。水库构筑物有大坝、溢洪道、输水设施、电站等。

1.广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院；2.广西南宁水利电力设计院 530023
　　摘要：危岩是高陡斜坡产生拉裂、松动变形并随时可能发生破坏，向坡下运动的岩体。危岩崩落是山区常见的一种地质灾害，常给居民生命财产和工程设施造成极大的危害。该文以大新县乔苗水库左坝肩高陡灰岩边坡为背景，分析危岩崩落机理及危害性。
　　关键词：危岩；陡坡；崩落；危害
　　
　　
　　1、前言
　　危岩是高陡斜坡产生拉裂、松动变形并随时可能发生破坏，向坡下运动的岩体。崩落是危岩脱离母岩，突然而急剧的向下倾倒、坠落、滚动、跳跃等的一种地质现象。危岩崩落是山区常见的一种地质灾害，常给居民生命、城乡建筑、道路桥梁及水库大坝等工程造成极大的危害。该文以广西大新县乔苗水库左坝肩高陡灰岩边坡为背景，以溶蚀风化型灰岩为对象，分析其崩落机理及危害性。乔苗水库位于广西左江流域黑水河支流向水河上游，水库总库容2448万m3。水库构筑物有大坝、溢洪道、输水设施、电站等。
　　2、区域地质特征
　　测区位于十万大山北西侧及西大明山南侧，为低山丘陵地形地貌。地层主要为寒武系（?）、泥盆系（D）、石炭系（C）、二迭系（P）、三迭系（T）、第三系（E）及第四系（Q）。测区经历了加里东期、印支-燕山期、喜马拉雅山期等三个构造运动阶段，位于右江断裂带和崇左--靖西断裂带之间，主要构造形迹为西大明山褶皱群，属纬向构造体系，褶皱轴向为东西向，次级褶皱发育，具压性特征。根据《中国地震动参数区划图》（GB18306—2015），区域地震动峰值加速度为0.05g，相应地震基本烈度为Ⅵ度。
　　3、陡坡工程地质条件
　　陡坡位于大坝左坝肩，坡脚地面高程308～310m，山顶高程510～550m，最大高差240m，陡崖坡度达72°，周边地形坡度5～25°。大坝顶高程324.9m，左坝肩陡崖顶部高程401.7～435.4m，陡崖高度76.8～126m，山上植被中等发育，为峰丛谷地地貌。山体由中厚层状灰岩、白云质灰岩夹生物碎屑灰岩构成，灰色～浅灰色，浅部溶蚀裂隙和风化裂隙发育，表层多不规则的溶沟和溶蚀穴，岩体较破碎；深部岩体完整性渐好，岩溶中等发育。岩石饱和单轴抗压强度Rb为35.4MPa，属中硬岩。山体实测岩层产状为78～85°∠15°，二组主要节理产状为256°∠68°、348°∠65°，根据以上数据作出赤平投影图（见图3-1），由赤平投影图分析可知，陡坡目前处于基本稳定状态。
　　4、危岩分布及现状
　　通过现场地质测绘和无人机调查，左坝肩陡坡已有1处危岩崩塌体PT1，堆积于坡脚；在PT1两侧半山腰处发育有两处危岩W1、W2（见照片4-1）。调查时发现有1处岩崩现象，发现有2处危岩；在未来除险加固机械振动、溶蚀风化、雨水入渗等因素作用下，可能发生危岩崩塌地质灾害；陡崖坡度＞55°，陡坡的崩塌（危岩）发育密度达3点/km2，预测未来施工、风化、暴雨等因素引发或加剧危岩崩落的可能性大，规模500～5800m3，危险性中等。

　　
　　照片4-1 现状危岩分布图
　　5、PT1崩落及危害分析
　　经现场调查走访，危岩崩塌体PT1于1982年7月份暴雨过后崩落，厚（5～15）m×宽（5.6～12.2）m×高22m，体积约1958m3，PT1近乎垂直崩落，在陡崖上形成一处崩落凹槽。PT1处山体坡向20°，陡崖顶部高程为401.7～435.4m，陡崖坡度为73°，见照片5-1及图5-1。
　　PT1已完全崩落，未对坝体形成破坏，未造成人员伤亡，现处于稳定状态。综合分析PT1崩落原因：①岩体岩溶中等发育，浅层多蜂窝状溶孔溶穴；②岩体浅层风化裂隙发育，岩体完整性差；③暴雨后，雨水入渗，裂隙水压力大增，岩体稳定系数急剧下降，最终导致危岩失稳崩落。

　　
　　图5-1 岩质崩塌（PT1）地质剖面图
　　6、W1和W2崩落及危害分析
　　危岩W1位于PT1西侧，分布高程401m，呈楔子状分布于PT1崩落槽西侧陡崖边上，W1西侧由顶往下发育一条贯通裂隙，将岩体分割形成楔子状岩块。危岩厚（5～12）m×宽（8～22）m×高45m，体积约5737m3。W1处山体坡向20°，陡崖顶部高程401.7～435.4m，陡崖坡度为77°，见照片6-1及图6-1。危岩W2位于PT1东侧，分布高程330m，呈悬空状于陡壁上，危岩厚8m×宽6m×高11m，体积约500m3。W2处山体坡向10°，陡崖顶部高程371.5～397.2m，陡崖坡度为83°，见照片6-2及图6-3。
　　危岩W1和W2岩溶中等发育，浅层多蜂窝状溶孔溶穴，风化裂隙发育。预测未来除险加固机械振动、溶蚀风化加深、雨水入渗裂隙水压力大增等不良因素，会导致岩体稳定系数急剧下降，从而危岩失稳崩落，属坠落型危岩。推测危岩W1沿20°方向崩落，崩落堆积点位于坝体下游陡坡坡脚；推测危岩W2沿5°方向崩落，崩落堆积点位于坝体上游坡脚便道。主要危害对象为水库大坝及过往人员，预估经济损失<100万元，危及人数<10人，危险性中等。
　

　
　　图6-1 危岩W1地质剖面图
　

　
　　图6-2 危岩W2地质剖面图
　　7、结论与建议
　　（1）陡峭的山坡，中硬或坚硬的岩石，断层、节理裂隙、软弱面等不良构造等，是形成危岩的基本地质条件。
　　（2）大气降水、风化裂隙、岩溶侵蚀、地震、爆破、机械震动等是发生危岩崩落的诱因。
　　（3）建议针对工程区危岩（W1、W2）采取清理措施，或对危岩（W2）采取锚固措施。
　　（4）建议安排人员定期对山坡陡崖进行巡查，发现问题及时处理。
　　（5）建议水库管理单位针对工程区危岩编制应急预案，出现问题时合理应对。
　　参考文献：
　　[1]吕超.广西大新县乔苗水库安全评价勘察设计报告[J].广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院，2018（8）：23-74.
　　[2]张新兴.广西大新县乔苗水库除险加固勘察设计报告[J].广西壮族自治区水利电力勘测设计研究院，2019（2）：26-94.
　　[3]吕超.广西大新县乔苗水库地灾评估报告[J].广西壮族自治区水利电力勘测设计研院，2019（12）：3-21.