乔苗水库危岩崩落机理及危害分析论文_吕超1,吕菲2

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.

论文作者:吕超1,吕菲2

论文发表刊物:《防护工程》2019年18期

论文发表时间:2020/1/10

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