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哈密市天山乡焕彩沟沟口崩塌发育特征及稳定性评价

2021-04-03王延荣

地下水 2021年3期
关键词:产状第四系节理

王延荣,郭 丽

(甘肃省地矿局水文地质工程地质勘察院,甘肃 张掖 734000)

研究区位于哈密市伊州区天山乡北部中山区,隶属天山乡,南向距离哈密市市区约40 km,市区到研究区有S302省道相连,交通条件较好。研究区整体呈矩形,南北长450~500 m,东西宽750~800 m,面积为0.21 km2。本文在对研究区崩塌灾害野外调查的基础上,并结合相关参考文献[1-5],对研究区崩塌危岩体的发育特征进行了分析,并对崩塌危岩体的稳定性进行了评价,提出了防治措施建议。研究结果为进一步开展研究区内崩塌灾害治理勘查、施工设计等提供基础性依据。

1 研究区地质环境分析

1.1 地形地貌

研究区地处哈密市伊州区北部小起伏中山区、天山庙沟中下游,研究区总体地势东高西低、北高南低,研究区地貌类型可分为两类,分别为构造侵蚀-剥蚀中山地貌和河谷地貌。

1.2 地层岩性

研究区主要出露地层为华力中期第二侵入的花岗岩及第四系,未见基岩出露。其中:

1.2.1 华力中期第二侵入的花岗岩

在研究区内及周边区域广泛出露,呈灰白色,中粗粒结构,块状构造,造岩矿物主要为石英30%~40%,钾长石粒径约0.2~1.0 cm,次生矿物由绢云母、绿泥石及方解石等。构造节理裂隙较发育,根据物探解译结果显示,岩体强风化层真厚度(垂直坡向)一般为5~10 m,节理裂隙较为发育。

1.2.2 第四系

1)上更新-全新统冲洪积层

该层主要分布河床上,冲洪积形成,杂色,主要岩性为圆砾和卵石,含少量中粗砂,无胶结。

2)全新统坡积层

该层主要受重力及间歇性洪流搬、运堆积形成,根据探井揭露,其表层0~0.8 m为多为粉土夹较多角砾石,植被根系比较发育;0.8 m以下为角砾层,骨架颗粒为岩体风化剥落的角砾,分选差,粒径一般2~50 cm不等,多呈棱角状,以粉土填充为主。该层厚度变化较大,据物探资料该层厚度一般10 m。

3)全新统泥石流堆积层

平面展布形态呈扇形,在堆积区前缘因人工开挖及河水冲蚀作用,扇形完整率约75%,堆积区东西长75 m,宽72 m,岩性为角砾,中粗砂及粉土充填。

1.3 水文地质条件

研究区地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水。

1.3.1 基岩裂隙水

基岩裂隙水主要分布于研究区东西两侧的山体,含水层岩性以花岗岩为主,风化裂隙为基岩裂隙水的形成提供了良好的储水空间和过水通道,受节理裂隙控制。降水入渗是地下水的重要补给源,常以侧向排泄形式排入河道中。富水性差异较大,在研究区范围内未见泉水出露。

1.3.2 第四系孔隙潜水

第四系孔隙潜水分布于研究区西侧为天山庙沟,河床内分布着较厚的第四系松散岩层,赋存有单一结构孔隙潜水。地下水主要接受河水渗漏补给、大气降水的入渗补给。地下水径流方向总体由北向南,与地形坡降和地表水流向一致。根据本次勘查中采取了河水水样,并进行测试分析。天山庙沟河水为HCO3·SO4-Ca型水,可溶性固体总盐240 mg/L(<0.5 g/L),水质较好。

1.4 工程地质条件

研究区内的岩土体划分为岩体和土体。岩体为块状较坚硬以花岗岩为主的侵入岩组,岩性主要为花岗岩,呈灰白色,中粗粒结构,块状构造,造岩矿物主要为石英30%~40%,钾长石粒径约0.2~1.0 cm,次生矿物由绢云母、绿泥石及方解石等。构造节理裂隙较发育,根据物探解译结果显示,岩体强风化层真厚度(垂直坡向)一般为5~10 m。土体按成因主要分为以下几种类型:

1.4.1 砾类土多层土体

主要分布在山体坡脚西侧、天山庙沟河谷地段,主要由冲洪积作用形成的卵石层组成,该处卵石粒径8~30 cm为主,最大可见70 cm,分选较差,磨圆度较好,卵石母岩成分以砂岩、花岗岩为主,中粗砂填充,含少量泥质,为天然料场,地基承载力特征值按照经验取值为350 kPa,工程地质条件好。

1.4.2 泥石流堆积层

分布在研究区北侧,居民房屋及羊圈的北侧,平面展布形态呈扇形,在堆积区前缘因人工开挖及河水冲蚀作用,扇形完整率约75%,堆积区东西长75 m,宽72 m,岩性为角砾,中粗砂及粉土充填,工程地质条件较差。不宜做构筑物的天然地基。

2 研究区崩塌发育特征分析

研究区内单个危岩体分布较密集,多呈(面)片状大面积排列分布,划分出6个危岩体,编号为B1-B6。

2.1 B1危岩体

该危岩体位于研究区南侧、焕彩沟出沟口北侧的斜坡上。危岩体最大高差为35 m,坡度58°左右,局部近直立,平均坡宽约20 m,单块危岩体体积一般0.1~0.5 m3,危岩体在基岩处可统计3组节理,以典型裂隙统计点L1为例,其中最发育的一组节理产状为5°∠78°,其他三组节理裂隙产状分别为285°∠76°和19°∠22°,危岩体体积约2 000 m3。估算崩塌堆积体体积约4 m3,堆积体内最大块体粒0.4×0.4×0.2 m,最小块体粒径1 cm,平均块径在0.3 m左右。

2.2 B2危岩体

该危岩体位于研究区中部、道路东侧。危岩体总体坡度45°左右,单块危岩体体积一般0.1~0.2 m3,危岩体在基岩处可统计3组节理,以典型裂隙统计点L2为例,其中最发育的一组节理产状为77°∠77°,其它两组节理裂隙产状分别为284°∠76°和30°∠25°,危岩体体积约2 100 m3。主要崩落方向为250°左右,少量崩落到期南侧的冲沟中,通过现场调查来看,部分已人为清理,危岩体坡脚分布较少。

2.3 B3危岩体

该危岩体位于研究区中部东侧、B2危岩体北侧的斜坡上。危岩体分布最大高度39 m,产状为233°∠51°,其他三组节理裂隙产状分别为64°∠22°,284°∠80°和30°∠25°,裂隙长度1~3 m不等,最长可达4 m,张开宽度一般为0.5~3 cm,切割的单块危岩体体积一般0.01~0.5 m3。危岩体体积约2 700 m3。B3危岩体坡脚处堆积体主要因表层岩体受风化裂隙切割在一定条件下发生崩塌。崩塌方向为252°,崩塌堆积体块石粒径最大可达0.6×0.5×0.2 m,方量约0.9 m3。

2.4 B4危岩体

该危岩体位于研究区中部、B3危岩体北侧的斜坡上。危岩体分布最大高度62 m,3组节理裂隙,主控节理裂隙的产状为235°∠58°,其他二组节理裂隙产状分别为342°∠79°和63°∠18°,裂隙长度1~3 m不等,最长可达8 m,张开宽度一般为0.5~5 cm,切割的单块危岩体体积一般0.01~0.05 m3。危岩体体积约3 100 m3。崩塌堆积体块石粒径最大可达0.5×0.5×0.2 m,方量约2 m3。

2.5 B5危岩体

该危岩体位于研究区中部、B4危岩体北侧斜坡下部。危岩体分布高程1 921~1 887 m,主要受卸荷裂隙切割。3组节理裂隙发育,主要节理裂隙的产状为267°∠59°,其他2组节理裂隙产状分别为342°∠79°和65°∠24°,裂隙长度1~3 m不等,最长可达4 m,张开宽度一般为3~10 cm,切割的单块危岩体体积一般0.2~0.3 m3。崩塌堆积体块石粒径最大可达0.5×0.5×0.2 m。

2.6 B6危岩体

研究区北部、泥石流南部的斜坡上。危岩体分布最大高度56 m,主要受卸荷裂隙切割。4-组节理裂隙,主控节理裂隙的产状为333°∠85°,其他3组节理裂隙产状分别为258°∠63°、243°∠69°和310°∠55°,裂隙长度1~3 m不等,最长可达4 m,张开宽度一般为1~8 cm,切割的单块危岩体体积一般0.01~0.32 m3。危岩体体积约5 100 m3。崩塌方向为248°,崩塌堆积体块石粒径最大可达0.4×0.4×0.2 m。

3 研究区崩塌稳定性评价

3.1 崩塌稳定性评价

根据现场调查,结合崩塌稳定性野外判别标准。研究区内的B1、B2、B3、B4、B5、B6危岩体均为小型崩塌。由于分布的范围较小,6处崩塌危岩体均为岩质崩塌,破坏形式多为滑移式与倾倒式破坏。受构造及节理裂隙切割情况基本相似,因此对各崩塌危岩体的定性评价结果基本一致,各危岩体后缘发育卸荷裂隙,危岩体后缘裂隙发育的地段将危岩体与后缘母岩分离,个别危岩后缘卸荷裂隙基本贯通。依据崩塌稳定性野外判别标准,对研究区的6处危岩体定性评价为现状工况下稳定性较差,在地震或暴雨、融雪等诱发作用下可能造成失稳,导致崩塌发生。

3.2 崩塌防治措施建议

结合地质灾害的发育特点、地质灾害危险性评估结果,拟提出如下建议:

3.2.1 搬迁避让

将坡脚处1户居民搬迁至伊州区规划区。该处仅一间房屋,且作为牧民夏天放牧期间居住,该方案作为推荐方案提出,实施简单,可操作性强,费用较低。

3.2.2 监测预防

(1)以定期目视检查及安装裂缝监测仪进行监测,人工定期监测暴雨降水量及危岩体裂隙发育情况等,对裂缝的变化情况进行监测记录,将监测报告及时提交相关单位和部门以便及时综合分析,发现险情及时处理。定期目视检查一般为半月或每月进行一次。

(2)在研究区边界道路南侧设立警示标牌,更好地提醒周围过往车辆、牧民等注意防范地质灾害。

(3)加强地质灾害防治知识的宣传工作,在乡政府的统一安排下,由伊州区自然资源局及天山乡地质灾害主管部门牵头,相关部门配合,对通过地质灾害威胁区域附近的车辆司机及牧民做好地质灾害防治知识的宣传工作,使得人人均能作为防灾减灾的监测人、责任人和受益人。

3.2.3 工程措施

工程措施可以采取危岩清理+SNS柔性防护网进行治理。由于研究区崩塌地质灾害为不稳定斜坡上裂缝产生的危岩体,该危岩体以倾倒式及滑移式产生崩塌灾害的特点,各处堆积块石块径一般0.3~0.5 m,现根据现场调查,对于各处危岩体上部的危岩及孤石清除工作,对6处崩塌危岩体进行挂SNS柔性网的防治方案进行灾害防治。

4 结语

(1)研究区位于哈密市伊州区北部小起伏中山区、天山庙沟中下游。研究区主要出露地层为华力中期第二侵入的花岗岩及第四系;地下水类型主要为基岩裂隙水和第四系孔隙潜水,工程地质岩组为砾类土多层土体和泥石流堆积层。

(2)研究区6个危岩体均为小型岩质崩塌,破坏形式多为滑移式与倾倒式破坏;通过野外判别法研究区的6处危岩体在现状工况下稳定性较差,在地震或暴雨、融雪等诱发作用下可能造成失稳,导致崩塌发生。

(3)结合地质灾害的发育特点、地质灾害危险性评估结果,对区内崩塌危岩体可以采取“搬迁避让+监测预防+工程措施”的防治工程措施,其中工程措施为危岩清理+SNS柔性防护网。

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