忠县石宝镇白石岩危岩稳定性分析

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2013年8月建材与装饰地质勘测忠县石宝镇白石岩危岩稳定性分析龚家强李鹏（重庆一三六地质队重庆渝北401120）摘要：随着长江三峡蓄水工程的进行，库区周边地质灾害的日益频繁，严重影响库区周边居民生产生活。忠县石宝镇白石岩危岩位于忠（县）-石（宝）公路沿线，该公路是忠县通往石宝镇及石宝寨旅游景区（国家AAAA级风景名胜区）的必经之路，白石岩危岩直接威胁过往游客及车辆、行人的安全，以及当地居民的生命财产安全，为此必须加强对忠县石宝镇白石岩危岩灾害的研究。关键词：忠县；石宝镇；白石岩；危岩；稳定；防治中图分类号：TU457文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）22-0235-031工程概况1f·H-h蓸2H-h+bcos（茁-琢）蔀重庆市忠县石宝镇白石岩危岩位于新政村4社境内，勘查范2lksin茁3sin茁cos琢F=围内包括3段陡崖上共11处危岩单体，总方量约7818.29m3。危蓸H-h+hw+bcos（茁-琢）蔀W·a+Vsin茁3sin茁cos琢岩主要威胁有：忠（县）-石（宝）公路长约470m，天然气管道长约470m，居民用电电线长约400m、电桩4根，居民用水管道长约危岩体重心在倾覆点之内时：470m，居民5户19人，房屋面积约500m2，耕地约10亩，可能经1H-h2H-hbflk··蓸3sin茁+cos琢cos（茁-琢）蔀+W·a济损失约1000万元，根据《三峡库区三期地质灾害防治工程地F=2sin茁质勘察技术要求》，综合判定白石岩危岩地质灾害危害程度为芋蓸H-h+hw+bcos（茁-琢）蔀V级。sin茁3sin茁cos琢2危岩稳定性分析式中：h-后缘裂隙深度（m）；hw-后缘裂隙充水高度（m）；H-后缘裂隙上端到未贯通段下端的垂直距离（m）；a-危岩体重心到2.1评价方法倾覆点的水平距离（m）；b-后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间本次勘查对危岩稳定性采用定性分析与定量评价相结合的的水平距离（m）；h0-危岩体重心到倾覆点的垂直距离（皂）；flk-危方法。定性分析采用赤平极射投影方法结合斜坡变形迹象、地面岩体抗拉强度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4调查结果综合评判、分析危岩体的稳定性。定量评价采用相应计的折减系数确定；琢-危岩体与基座接触面倾角（毅），外倾时取正算公式进行定量计算。值，内倾时取负值；茁-后缘裂隙倾角（毅）。2.2定性评价于由底部岩体抗拉强度控制时，按下式计算（图2）：勘查区共有危岩11处，勘查期间对其进行变形监测和宏观12f·b+W·a巡查，通过对危岩的监测结果看勘查期间危岩无明显变化。根据3lkF=各危岩体的不同发育特征，分别采取赤平投影分析和宏观分析1hwV蓸+bcos茁蔀法进行稳定性定性评价。3sin茁2.3定量评价式中各符号意义同前。2.3.1稳定性定量分析方法通过危岩宏观稳定性评价，本次勘查危岩破坏方式主要有坠落式、倾倒式和滑移式三种，由于有的危岩可能存在多种破坏方式应分别采用相应计算公式进行计算，公式分为如下：（1）倾倒式崩塌危岩体稳定性计算淤由后缘岩体抗拉强度控制时，按下式计算（图1）：图2倾倒式危岩稳定性计算（由底部岩体抗拉强度控制）（2）坠落式崩塌危岩体稳定性计算淤对后缘有陡倾裂隙的悬挑式危岩按下列两式计算，稳定性系数取两种计算结果中的较小值（图3）：图1倾倒式危岩稳定性计算（由后缘岩体抗拉强度控制）F=c（H-h）危岩体重心在倾覆点之外时：W·235· 地质勘测建材与装饰2013年8月灼·f·（H-h）2（1）计算工况F=lkWa0本次危岩稳定性计算所采用的工况可分为现状工况和暴雨式中：灼-危岩抗弯力矩计算系数，依据潜在破坏面形态取值，工况。一般可取1/12耀1/6，当潜在破坏面为矩形时可取1/6；a0-危岩体现状工况：指勘查期间的状态，考虑自重同时对滑移式危岩重心到潜在破坏面的水平距离（m）；b0-危岩体重心到过潜在破和倾倒式危岩应考虑现状裂隙水压力，对坠落式危岩体不考虑坏面形心的铅垂距离（m）；flk-危岩体抗拉强度标准值（kPa），根据裂隙水压力。岩石抗拉强度标准值乘以0.20的折减系数确定；c-危岩体粘聚暴雨工况：指强度重现期为50年一遇5日暴雨（q全），考虑力标准值（kPa）；准-危岩体内摩擦角标准值（毅）。自重同时对滑移式和倾倒式危岩应考虑暴雨时裂隙水压力，对坠落式危岩体不考虑裂隙水压力。（2）参数的选取淤重度危岩岩体重度按室内试验成果资料确定，本次砂岩天然重度取25.2kN/m3，饱和重度取25.4kN/m3；上部粉质粘土天然重度取20.0kN/m（3经验值），饱和重度取20.5kN/m（3经验值）。于抗剪强度a.岩石及岩体抗剪强度本次砂岩岩石抗剪强度根据室内试验确定，其标准值：C值：4980kPa。准值：38.1毅；岩体抗剪强度标准值按岩石抗剪强度标准图3坠落式危岩稳定性计算（后缘有陡倾裂隙）值折减，折减系数C值为0.4，准值为0.95。折减后岩体抗剪强度于对后缘无陡倾裂隙的悬挑式危岩按下列两式计算，稳定性标准值为：C：1992kPa。准值：36.20毅。系数取两种计算结果的较小值。由于泥岩未做抗剪强度室内试验，本次泥岩岩体抗剪强度值F=c·H0采用地区经验值：C取500kPa，准取30毅。W2b.结构面抗剪强度指标灼·flk·H0F=不同危岩体结构面的结合程度不同，其参数取值有所不同，W·a0由于结构面的结合程度差，结构面参数基本为C=50耀90kPa，准=式中：H0-危岩体后缘潜在破坏面高度（m）；flk-危岩体抗拉强18耀27毅。度标准值（kPa），根据岩石抗拉强度标准值乘以0.30的折减系数2.3.3计算结果确定。按照上述计算方法及提供的计算参数，分别对现状工况、暴（3）滑移式崩塌危岩体稳定性计算雨工况下危岩的稳定性进行了计算。淤后缘无陡倾裂隙时按下式计算：2.3.4稳定性评价（Wcos琢-V）tg准+clF=（1）稳定性安全系数取值及判定标准Wsin琢式中：V-裂隙水压力（kN/m），根据不同工况计算；F-危岩稳白石岩危岩地质灾害危害程度为芋级，即危岩崩塌防治工程定性系数；c-后缘裂隙粘聚力标准值（kPa）；当裂隙未贯通时，取等级为三级，危岩体破坏方式为倾倒式及坠落式，稳定性安全系表1稳定性安全系数Ft贯通段和未贯通段粘聚力标准值按长度加权的加权平均值，未危岩崩塌防治工程等级贯通段粘聚力标准值取岩石粘聚力标准值的0.4倍；准-后缘裂隙危岩类型三级内摩擦角标准值（毅）；当裂隙未贯通时，取贯通段和未贯通段内摩非校核工况校核工况擦角标准值按长度加权的加权平均值，未贯通段内摩擦角标准倾倒式危岩1.301.10值取岩石内摩擦角标准值的0.95倍；琢-滑面倾角（毅）；W-危岩体坠落式危岩1.401.15自重（kN/m）；滑移式危岩1.201.05于后缘有陡倾裂隙、滑面缓倾时时按下式计算：数见表1。R（2）稳定性评价结果Fs=T稳定性评价结果：W01-1、W03危岩破坏方式为坠落式，现R=Ntg准+cl状工况及暴雨工况下均处于欠稳定状态；通过对W01-2、W02、T=Wsin兹+Vsin兹W04、W07、W10-1、W11采用滑移式的破坏方式进行计算，均处N=Wcos兹-Vsin兹-U于稳定状态，故危岩的破坏方式不应为滑移式；故除W01-1、W=Vu酌+Vd酌sat+FW03危岩为坠落式外，其余危岩均为倾倒式，现状工况下均处于12V=酌whw稳定状态，暴雨工况下W05、W06、W11处于基本稳定状态，其余2均处于欠稳定状态。1U=2酌wlhw3危岩发展变化趋势及危害性预测式中：V-后缘裂隙水压力（kN/m）；U-滑面水压力（kN/m）；3.1发展变化趋势hw-裂隙充水高度（m）；通过稳定性计算：在现状工况下除了W01-1，W03处于欠稳2.3.2计算工况和参数的选取定状态，其余危岩均处于稳定状态，在暴雨工况下除了W05、·236· 2013年8月建材与装饰地质勘测煤田地质构造特征及其形成机制的研究例谈路宏亮（河南省煤田地质局二队河南省洛阳市471000）摘要：本文主要引用实例对煤田的地质构造特征以及形成机制进行了分析研究。对煤田的地质构造特征的研究，主要采用了鹤岗煤田和鲁西煤田的实例，对煤田中的帚状结构、多字型结构以及掀斜式断块构造和堑垒式断块构进行了分析。对煤田的形成机制的研究，主要采用了潞安-长治煤田和龙永煤田的实例，对煤田的地质运动时期的形成过程进行了分析。关键词：煤田；地质构造；形成机制中图分类号：P68.11文献标识码：B文章编号：1673-0038（2013）22-0237-02引言相同，历经了千年的地质变化，最后形成了我们现今所探测到的煤田是我国重要的资源宝库，我国的能源消耗依然主要来煤田地质构造。源于煤炭，煤田的勘探和研究工作关系着国民经济的发展。煤田例如黑龙江省的鹤岗煤田，地形走向以东北方向为主，呈现是由地质运动所产生的，其煤炭的储存形式和储量与其地质构轴向不定的开阔和有稀疏的张性断裂。煤田中有向东倾斜的单斜造特征和形成机制有着千丝万缕的联系，所以研究煤田的地质构造，也有由于断层切割，呈现出阶梯状或地堑地垒的地形，还有构造和形成机制是研究其储量和分布的重要内容，对煤田的后南部的平缓褶皱，煤田中存在大量的断层地形。鹤岗煤田的主要续开采和利用工作有着相当重要的意义。的地质构造特征是帚状构造和多字型构造。帚状构造是地质构造中旋钮构造的最常见形式，是旋钮构造1煤田地质构造特征研究例谈的基本类型。帚状构造的主要特点是：由一系列的弧形断裂以及煤田的地质构造与煤田所在的地形、地貌相一致，但其内部褶皱群所组成，断裂和褶皱群是向一端收敛，而向另一端散开的，由于不同方向的地质作用，会形成非常复杂的地质构造特征，而在弧形断裂构造的内侧会出现砥柱或者漩涡的形式，所形成的形且处在不同地质条件下的煤田所呈现出的地质构造特征也不尽W06、W11处于基本稳定状态，其余危岩均处于欠稳定状态，危定，故对整个陡崖带进行治理是非常必要的。因此可以采取以下岩的整体稳定性比较差，通过现场调查危岩基座泥岩风化裂隙几项措施进行治理：发育，风化强烈，并不时有风化的泥岩碎块石掉落，随着危岩基（1）清除整个危岩+基座泥岩封闭；座岩腔不断的扩大，最终可能导致危岩崩塌。同时危岩岩体自身（2）清除部分易掉落块体，方量约200m3，锚固+封闭岩腔及较破碎，构造裂隙发育，受裂隙切割强烈，多处裂隙植物根茎发裂缝；育，在暴雨和植物根茎不断发育的情况下，危岩上的局部块体也（3）清除整个危岩；可能产生崩塌。（4）清除部分易掉落块体，方量约100m3，支撑+锚固+封闭裂缝；3.2危害性预测（5）清除部分易掉落块体，方量约100m3，锚固+封闭岩腔及危岩主要威胁有：忠（县）-石（宝）公路长约470m，天然气管裂缝；道长约470m，居民用电电线长约400m、电桩4根，居民用水管道（6）锚固+封闭岩腔及裂缝；2（7）清除部分易掉落块体及凸出公路部分，方量约400m3，锚长约470m，居民5户19人，房屋面积约500m，耕地约10亩。忠（县）-石（宝）公路是通往石宝镇及石宝寨旅游景区（国家AAAA固+封闭岩腔及裂缝。级风景名胜区）的必经之路，过往车辆数量较多，并有大量游客过往，而危岩直接凸出于公路上方，危岩一旦崩塌，将带来非常参考文献大的危险。[1]陈洪凯，唐红梅.三峡库区危岩发育规律研究[A].第二届全国岩土与工程学术大会论文集（上册）[C].2006（08）：90~91.4结束语[2]李卫民，耿宏汉.FAST台址区危岩稳定性分析[J].工程勘察，2010（S1）：通过稳定性分析计算，危岩现状仅W01-1，W03处于欠稳定23~24.状态，大部分处于稳定状态，但暴雨工况下大部分处于欠稳定状[3]关晶晶，周健.试论危岩稳定性评价与防治[J].中国高新技术企业，2010态，随着危岩基座泥岩不断的风化，岩腔不断扩大，最终危岩可（06）：67~68.能产生崩塌。陡崖带上除本次勘查所查明的危岩体外，其余地段现状岩腔较小，卸荷裂隙不发育，但因底部泥岩的不断风化，随收稿日期：2013-7-17时间的推移岩腔不断扩大，陡崖岩体在自重的拉张力作用下，陡作者简介：龚家强（1980-），男，专科，工程师，一直从事岩土工崖顶部将可能出现新卸荷裂隙，将来可能产生新的危岩。因此为程、地质灾害勘查工作。保障忠（县）-石（宝）公路的安全通行，确保当地用电、用气及村李鹏（1984-），男，本科，助理工程师，一直从事岩土工程，地民生命财产安全，从根本上消除该区的安全隐患，促进社会稳质灾害勘查工作。·237·