学文网摘要：鹰嘴岩危岩区位于巴中市南江县县城边缘，在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下，使岩体原有的节理、裂隙得到进一步的发展、贯通，从而使岩体形成了诸多不利的危岩体；在对巴中市南江县鹰嘴岩危岩的工程地质、地质环境详细研究和对危岩体典型特征及形成机制进行研究的基础上，论证鹰嘴岩危岩的形成与地震及危岩体附近的工程地质、地质环境等的相互关系。研究结果表明，危岩稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态，暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态，其危险性大。
关键词：危岩；形成机制；软弱基座；差异性风化
中***分类号：TU195+.1 文献标识码：A
1 前言
鹰嘴岩危岩区位于巴中市南江县县城边缘。其主要威胁对象为：高压铁塔、省道101、居民、单位、企业、民房及规划中的城市环城公路。1980年鹰嘴岩顶部北侧约曾经发生过危岩崩塌事件，危岩体积约10m3，危岩最终滚入了四川光雾山新合农特集团公司后约10m的平台中；1988年鹰嘴岩坡顶曾经发生过危岩崩塌事件，危岩体积约8m3，危岩最终滚入了南江河中央。为避免危岩造成大的损失，弄清危岩体崩落的综合原因，以便采取科学对策，笔者曾多次到现场调查、研究，对本区的工程地质环境进行详细调查，对危岩的形成进行了近两个月的调查，在此基础上对危岩的形成机制进行深入研究，揭示危岩体形成的综合原因及其发展趋势。
2 危岩所处的自然地质环境
鹰嘴岩位于南江县境内南东部中低山区，地貌类型属于四川盆地北部构造剥蚀中低山及低山深丘地貌。低山深丘周围多被冲沟切割，形成坡陡，顶平，上陡下缓的形状各异的桌状山，丘顶面高程一般为700-900m。鹰嘴岩山顶南北长500m，东西宽50m，面积约30000m2，山顶高程约890m，坡脚高程约470m，相对高差约420m。山体呈“凸”字形地貌特征，形成陡峻地势，危岩体主要分布于顶部及陡崖之上。陡崖下部坡体一较陡，一般为30°～40°，坡体植被发育，以柏树、灌木等为主。根据现场调查，区内出露基岩地层为侏罗系中统沙溪庙组（J2S）紫红色泥岩及灰白色、青灰色砂岩，泥岩单轴抗压强度仅9.1MPa，软化系数0.70，遇水易软化，易风化，分布于坡体中，砂岩单轴抗压强度30.9MPa，软化系数0.80，遇水不易软化，抗风化能力强，主要分布于斜坡顶部，卸荷裂隙发育。
本区地下水类型为第四系松散层孔隙水和基岩裂隙水，鹰嘴岩危岩区为陡壁，危岩崩落区地形坡角一般20°～30°，地形地貌条件有利于地表水系及地下水的排泄；且因地形、地层岩性的影响，地下水在各处的埋深不一，且主要由大气降水和后山基岩裂隙水补给，南江河排泄。
3 危岩体基本特征
鹰嘴岩危岩体主要位于鹰嘴岩山体顶部，5.12地震前危岩体整体稳定性较好，只在斜坡中部坡度较缓处有稳定性较好岩堆体发育，岩体节理裂隙贯通性较差。5.12地震造成岩体裂隙贯通性变好，危岩体稳定性变差。
鹰嘴岩危岩体按照其位置和本次现场勘察查顶部危岩带可划分为29处危岩(编号W1～W29)，中部零星分布有15处危岩(编号W30～W44)，底部危岩带可划分为8处危岩(编号W45～W52)；分布于坡顶的砂岩陡崖部位，该段陡崖受裂隙切割形成危岩带，长约1000m，高10～30m，平面面积约20000m2，坡向250～360°，目前处于基本稳定～欠稳定状态，零星分布于坡体中间的危岩体目前处于基本稳定～欠稳定状态；分布于坡底部长约300m，高10～30m，平面面积约4000m2，坡向270～300°，目前处于基本稳定～欠稳定状态，危岩体积13～960m3不等。
4 危岩体破坏方式
为了清楚认识危岩的特征和变形破坏机制，现根据危岩崩塌的运动特征，破坏方式可将鹰嘴岩危岩体的破坏类型分为坠落式、倾倒式及滑塌式三类。
（1）坠落式
指高悬于陡崖上缘的危岩体，在后缘顺坡向裂隙、两侧裂隙和层面的切割下，底部泥岩软弱基座在前期风化作用下形成凹腔，在岩体自重等影响下将发生坠落而失稳（***4-1）。
***4-1 坠落式危岩示意***
（2）滑塌式
该类危岩体主要受坡体顺坡外裂隙控制，随着底部软弱基座软化塑变，在重力和静水压力下发生滑塌拉裂破坏(***4-2）。
***4-2 滑塌式危岩示意***
（3）倾倒式
受顺坡向裂隙切割发生滑移拉裂，在重力、降雨作用下危岩体绕下部基座支点向坡外发生转动,岩体向坡外变形卸荷，重心逐渐外倾，将发生倾倒式变形，最终形成崩落破坏（示意***4-3）。
5 影响和诱发危岩体因素分析
勘查区为山地，边坡地形陡，最大坡度可达70°，危岩主要集中于鹰嘴岩山顶，处于抗震不利地段，在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下，使岩体原有的节理、裂隙得到进一步的发展、贯通，从而使岩体形成了诸多不利的危岩体；加上软弱岩层遇水软化，产生压缩变形或塑性挤出，使岩体的稳定性降低。总之，勘查区危岩的形成和发展受各种因素影响，有潜在的内在因素和外动力作用。
（1）内在因素
内在因素主要有地层岩性、地质构造、地形地貌等。
1）地层岩性
形成危岩体的陡崖均为厚层状砂岩，致密坚硬，抗风化能力强，常凸出坡面，而其下的泥岩层与之相比力学性质较差，且易风化剥蚀形成崖腔。
尤其是底座泥岩遇水易软化，在上部岩体的重压下产生压缩变形或塑性挤出，由此在岩体上部引发张应力，促进裂隙发展拉张，或因上部岩体的巨大荷载而引发力矩，促使张裂隙进一步扩张，使稳定岩体逐渐变为潜在不稳定岩体，最后发生崩塌破坏。
2）地质构造
任何崩塌都必须有结构面参与，该坡体岩层产状近于水平，砂岩两组裂隙广泛发育，且切割较深。加上岩体的层面裂隙、卸荷裂隙以及风化裂隙的共同作用，岩体被分割成不同规模的块体，其完整性降低，为危岩产生崩塌奠定了基础。
3）地形地貌
危岩发育于一般10～30m高的陡崖上，陡崖作为危岩体形成的基本条件之一，一方面促进了裂隙发育；另一方面高陡的陡崖加大了危岩崩塌产生的破坏力。
（2）外动力因素
外动力因素主要包括地震、降雨等。
1）地震
“5.12”地震过程中，强大的地壳运动为危岩的失稳提供了外部动力。
2）降雨
山体砂岩体内裂隙发育，贯通性好，受地形切割影响，富水性差。但贯通砂岩的裂隙渗水集聚于泥岩软基上，泥岩的软化变形加剧了上覆砂岩体的变形破坏；大气降水渗入砂岩裂隙，溶解可溶物质，加速了裂隙的扩展与贯通。在暴雨季节还可产生暂时性水压效应，促进危岩体向崩塌破坏发展。
3）风化作用
砂、泥岩显著的差异风化，形成0.5～10m的岩腔，促进了上覆砂岩危岩体的形成；风化作用使砂岩体中原有裂隙扩展，并与原有裂隙沟通，加速了危岩体的形成和局部崩塌的产生。
4）生物作用
鹰嘴岩危岩体崖面多被植被覆盖，植被对危岩崩塌主要有两方面影响：一方面生长在砂岩裂隙中的植被，由于生物生长使裂隙加宽加深，而且使小的危岩块体向坡外移动。另一方面植被本身的重量加大了岩体的荷载，并向岩体传递风的动力荷载，对岩体和危岩体的稳定不利。
5）其它
人类工程活动、岩体自重等对鹰嘴岩危岩都有较大的影响。
6 危岩体稳定性分析与评价
危岩稳定性采用定性分析与定量评价相结合的方法。定性分析采用赤平投影方法结合危岩带顶部变形迹象地面勘查结果综合评判、分析危岩体的稳定性。定量评价采用相应计算公式采取3个工况（即天然工况、暴雨工况及地震工况）进行定量计算，最终综合确定危岩体的稳定性。并对各危岩单体的崩落距离、弹跳高度、能量进行计算，其计算结果与现场落石试验（利用野外调查现有崩落的危岩）及调查结果进行对比分析，综合确定：危岩稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态，暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态，其危险性大。随着风化、卸荷裂隙的进一步扩张，危岩体将处于不稳定状态，并可能产生新的危岩体。
7 治理方案分析评价
危岩的防治措施主要采用锚固、支撑、嵌补等方法，可减轻危岩体对软弱基座的重压，同时可防治危岩体沿软基剪出失稳；局部主要裂隙较发育，岩体完整性差，不宜锚固、支撑等方式处理危岩，需采用爆破清除，钢绳网等方式。根据鹰嘴岩危岩体形态特征，危岩体破坏方式及影响因素等，对危岩体采取主动防治及被动措施，
结论
根据上述分析，可以得出以下结论：
(1)鹰嘴岩危岩的形成的根本原因，是陡峭的地形地貌条件及砂、泥岩物理力学特征致使砂、泥岩差异性风化形成岩腔。
(2)暴雨在危岩体危险性加剧起了重要作用，它促使卸荷裂隙进一步发展，导致危岩体稳定性降低。
(3)在汶川“5.12”地震及其后的余震作用下，使岩体原有的节理、裂隙得到进一步的发展、贯通，从而使岩体形成了诸多不利的危岩体；加上软弱岩层遇水软化，产生压缩变形或塑性挤出，使岩体的稳定性降低。
(4)危岩稳定性现状处于基本稳定至欠稳定状态，暴雨和地震条件下处于欠稳定至不稳定状态，其危险性大。
（5）采用主动补+被动防护相结合的综合治理方案可行
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