崩塌地质灾害综合防治.pdf

第 三 篇崩塌地质灾害 综 合 防 治第一章 崩塌的勘查第一节 崩塌概述崩塌是位于陡崖、陡坎、陡坡上土体、岩体及它们的碎屑物质在重力作用下失稳而突然脱离母体发生崩落、滚动、倾倒、翻转堆积在山体坡脚和沟谷的地质现象它又称之为崩落、垮塌或塌方崩塌的过程表现为岩块 （或土体） 顺坡猛烈地翻滚、跳跃，并相互撞击，最后堆积于坡脚，形成倒石堆崩塌的主要特征为：下落速度快、发生突然；崩塌体脱离母岩而运动；下落过程中崩塌体自身的整体性遭到破坏；崩塌物的垂直位移大于水平位移具有崩塌前兆的不稳定岩土体称为危岩体崩塌运动的形式主要有两种：一种是脱离母岩的岩块或土体以自由落体的方式而坠落，另一种是脱离母岩的岩体顺坡滚动而崩落前者规模一般较小，从不足1 m3至数百立方米；后者规模较大，一般在数百立方米以上一、崩塌的成因条件崩塌是在特定自然条件下形成的地形地貌、地层岩性和地质构造是崩塌的物质基础；降雨、地下水作用、振动力、风化作用以及人类活动对崩塌的形成和发展起着重要的作用一 ） 地形地貌地形地貌主要表现在斜坡坡度上从区域地貌条件看，崩塌形成于山地、高原地区；从局部地形看，崩塌多发生在高陡斜坡处，如峡谷陡坡、冲沟岸坡、深切河谷的凹岸等地带。

崩塌的形成要有适宜的斜坡坡度、高度和形态，以及有利于岩土体崩落的临空面这些地形地貌条件对崩塌的形成具有最为直接的作用崩塌多发生于坡度大于5 5 ° 、高度大于3 0 m、坡面凹凸不平的陡峻斜坡上据我国西南地区宝成线风州工务段辖区5 7个崩塌落石点的统计数据 （表3－1－ 1 ），有7 5 ． 4 ％的崩塌落石发生在坡度大于4 5 ° 的陡坡坡度小于4 5 ° 的1 4次均为落石，而无崩塌，而且这1 4次落石的局部坡度亦大于4 5 ° ，个别地方还有倒悬情况—157—第三篇 崩塌地质灾害综合防治表3 － 1 －1 崩塌落石与边坡坡度关系的统计（ 据蒋爵光， 1 9 9 1 ）边坡坡度＜ 4 5 °4 5 ° ～ 5 0 °5 0 ° ～ 6 0 °6 0 ° ～ 7 0 °7 0 ° ～ 8 0 °8 0 ° ～ 9 0 °总计崩塌次数1 41 171 7625 7百分率 ／（ ％ ）2 4 ． 61 9 ． 31 2 ． 31 2 ． 31 0 ． 53 ． 51 0 0（二 ） 地层岩性与岩体结构岩性对岩质边坡的崩塌具有明显控制作用一般来讲，块状、厚层状的坚硬脆性岩石常形成较陡峻的边坡，若构造节理和 （或） 卸荷裂隙发育且存在临空面，则极易形成崩塌。

相反，软弱岩石易遭受风化剥蚀，形成的斜坡坡度较缓，发生崩塌的机会小得多沉积岩岩质边坡发生崩塌的几率与岩石的软硬程度密切相关若软岩在下、硬岩在上，下部软岩风化剥蚀后，上部坚硬岩体常发生大规模的倾倒式崩塌；含有软弱结构面的厚层坚硬岩石组成的斜坡，若软弱结构面的倾向与坡向相同，极易发生大规模的崩塌页岩或泥岩组成的边坡极少发生崩塌岩浆岩一般较为坚硬，很少发生大规模的崩塌但当垂直节理 （如柱状节理 ） 发育并存在顺坡向的节理或构造破裂面时，易产生大型崩塌；岩脉或岩墙与围岩之间的不规则接触面也为崩塌落石提供了有利的条件变质岩中结构面较为发育，常把岩体切割成大小不等的岩块，所以经常发生规模不等的崩塌落石片岩、板岩和千枚岩等变质岩组成的边坡常发育有褶曲构造，当岩层倾向与坡向相同时，多发生沿弧形结构面的滑移式崩塌土质边坡的崩塌类型有溜塌、滑塌和堆塌，统称为坍塌按土质类型，稳定性从好到差的顺序为碎石土＞粘砂土＞砂粘土＞裂隙粘土；按土的密实程度，稳定性由大到小的顺序为密实土＞中密土＞松散土2 ．岩体结构高陡边坡有时高达上百米甚至数百米，在不同部位、不同坡段发育有方向、规模各异的结构面，它们的不同组合构成了各种类型的岩体结构。

各种结构面的强度明显低于岩块的强度；因此，倾向临空面的软弱结构面的发育程度、延伸长度以及该结构面的抗拉强度是控制边坡产生崩塌的重要因素三 ） 地质构造1 ．断裂构造对崩塌的控制作用区域性断裂构造对崩塌的控制作用主要表现为：—257—第三篇 崩塌地质灾害综合防治（ 1 ） 当陡峭的斜坡走向与区域性断裂平行时，沿该斜坡发生的崩塌较多 2 ） 在几组断裂交汇的峡谷区，往往是大型崩塌的潜在发生地 3 ） 断层密集分布区岩层较破碎，坡度较陡的斜坡常发生崩塌或落石2 ．褶皱构造对崩塌的控制作用位于褶皱不同部位的岩层遭受破坏的程度各异，因而发生崩塌的情况也不一样 1 ） 褶皱核部岩层变形强烈，常形成大量垂直层面的张节理在多次构造作用和风化作用的影响下，破碎岩体往往产生一定的位移，从而成为潜在崩塌体 （危岩体）如果危岩体受到震动、水压力等外力作用，就可能产生各种类型的崩塌落石 2 ） 褶皱轴向垂直于坡面方向时，一般多产生落石和小型崩塌 3 ） 褶皱轴向与坡面平行时，高陡边坡就可能产生规模较大的崩塌 4 ） 在褶皱两翼，当岩层倾向与坡向相同时，易产生滑移式崩塌；特别是当岩层构造节理发育且有软弱夹层存在时，可以形成大型滑移式崩塌。

四 ） 地下水对崩塌的影响地下水对崩塌的影响表现为：（ 1 ） 充满裂隙的地下水及其流动对潜在崩塌体产生静水压力和动水压力 2 ） 裂隙充填物在水的软化作用下抗剪强度大大降低 3 ） 充满裂隙的地下水对潜在崩落体产生浮托力 4 ） 地下水降低了潜在崩塌体与稳定岩体之间的抗拉强度边坡岩体中的地下水大多数在雨季可以直接得到大气降水的补给，在这种情况下，地下水和雨水的联合作用，使边坡上的潜在崩塌体更易于失稳五 ） 地振动对崩塌的影响地震、人工爆破和列车行进时产生的振动可能诱发崩塌地震时，地壳的强烈震动可使边坡岩体中各种结构面的强度降低，甚至改变整个边坡的稳定性，从而导致崩塌的产生因此，在硬质岩层构成的陡峻斜坡地带，地震更易诱发崩塌列车行进产生的振动诱发崩塌落石的现象在铁路沿线时有发生在宝成线 K 2 9 3＋3 6 5 m处， 1 9 8 1年8月1 6日当8 1 2次货物列车经过时，突然有7 2 0 m 3岩块崩落，将电力机车砸入嘉陵江中，并造成7节货车车箱颠覆六 ） 人类活动的影响修建铁路或公路、采石、露天开矿等人类大型工程开挖常使自然边坡的坡度变陡，从而诱发崩塌如工程设计不合理或施工措施不当，更易产生崩塌，开挖施工中采用大爆破的方法使边坡岩体因受到振动破坏而发生崩塌的事例屡见不鲜。

宝成线宝鸡至洛阳段因采用大爆破引起的崩塌落石有7处，其中一处是在大爆破后3小时产生的，崩塌体积约2 0 ×1 0 4 m 3 1 9 9 4年4月3 0日，发生于重庆市武隆县境内乌江鸡冠岭山体崩塌虽—357—第三篇 崩塌地质灾害综合防治然是多种因素综合作用的结果，但在乌江岸边修路爆破和在山锹中段开采煤矿等人类活动是重要的诱发因素二、崩塌的力学机制（一 ） 倾倒崩塌在河流峡谷区、黄土冲沟地段或岩溶区等地貌单元的陡坡上，经常见有巨大而直立的岩体以垂直节理或裂隙与稳定的母岩分开这种岩体在断面图上呈长柱形，横向稳定性差如果坡脚遭受不断地冲刷掏蚀，在重力作用下或有较大水平力作用时，岩体因重心外移倾倒产生突然崩塌这类崩塌的特点是崩塌体失稳时，以坡脚的某一点为支点发生转动性倾倒二 ） 滑移崩塌临近斜坡的岩体内存在软弱结构面时，若其倾向与坡向相同，则软弱结构面上覆的不稳定岩体在重力作用下具有向临空面滑移的趋势一旦不稳定岩体的重心滑出陡坡，就会产生突然的崩塌除重力外，降水渗入岩体裂缝中产生的静、动水压力以及地下水对软弱面的润湿作用都是岩体发生滑移崩塌的主要诱因在某些条件下，地震也可引起滑移崩塌三 ） 鼓胀崩塌若陡坡上不稳定岩体之下存在较厚的软弱岩层或不稳定岩体本身就是松软岩层，深大的垂直节理把不稳定岩体和稳定岩体分开，当连续降雨或地下水使下部较厚的松软岩层软化时，上部岩体重力产生的压应力超过软岩天然状态的抗压强度后软岩即被挤出，发生向外鼓胀。

随着鼓胀的不断发展，不稳定岩体不断下沉和外移，同时发生倾斜，一旦重心移出坡外即产生崩塌四 ） 拉裂崩塌当陡坡由软硬相间的岩层组成时，由于风化作用或河流的冲刷掏蚀作用，上部坚硬岩层在断面上常常突悬出来在突出的岩体上，通常发育有构造节理或风化节理在长期重力作用下，节理逐渐扩展一旦拉应力超过连接处岩石的抗拉强度，拉张裂缝就会迅速向下发展，最终导致突出的岩体突然崩落除重力的长期作用外，震动力、风化作用 （特别是寒冷地区的冰劈作用 ） 等都会促进拉裂崩塌的发生五 ） 错断崩塌陡坡上长柱状或板状的不稳定岩体，当无倾向坡外的不连续面和较厚的软弱岩层—457—第三篇 崩塌地质灾害综合防治时，一般不会发生滑移崩塌和鼓胀崩塌但是，当有强烈震动或较大的水平力作用时，可能发生如前所述的倾倒崩塌此外，在某些因素作用下，可能使长柱或板状不稳定岩体的下部被剪断，从而发生错断崩塌悬于坡缘的帽沿状危岩，仅靠后缘上部尚未剪断的岩体强度维持暂时的稳定平衡随着后缘剪切面的扩展，剪切应力逐渐接近并大于危岩与母岩连接处的抗剪强度时，则发生错断崩塌另外一种错断崩塌的发生机制是：锥状或柱状岩体多面临空，后缘分离，仅靠下伏软基支撑当软基的抗剪强度小于危岩体自重产生的剪应力或软基中存在的顺坡外倾裂隙与坡面贯通时，发生错断－滑移－崩塌。

产生错断崩塌的主要原因是由于岩体自重所产生的剪应力超过了岩石的抗剪强度地壳上升、流水下切作用加强、临空面高差加大等，都会导致长柱状或板状岩体在坡脚处产生较大的自重剪应力，从而发生错断崩塌人工开挖的边坡过高过陡也会使下部岩体被剪断而产生崩塌三、崩塌类型从上述五种崩塌的成因模式看，崩塌体所处的地质条件以及崩塌的诱发因素是多种多样的，但危岩体开始失稳时的运动形式基本上就是上述的倾倒、滑移、鼓胀、拉裂和错断五种是否产生崩塌主要取决于这五种初始变形的形成和发展由此，可将崩塌分为倾倒式崩塌、滑移式崩塌、鼓胀式崩塌、拉裂式崩塌、错断式崩塌不同类型的崩塌在岩性、结构面特征、地貌、崩塌体形状、岩体受力状态、起始运动形式和主要影响因素等方面都有各自的特点 （表3－ 1 － 2 ） 在一定条件下，还可能出现一些过渡类型，如鼓胀—滑移式崩塌、鼓胀—倾倒式崩塌等根据边坡失稳破坏的具体部位，可将崩塌划分为三种类型：（ 1 ） 坡体崩塌：沿松弛带以下未松弛的岩体内一组或二组结构面向临空面滑动产生崩塌 2 ） 边坡崩塌：破坏范围限于岩体松弛带范围之内而产生的崩塌 3 ） 坡面崩塌：在斜坡形状和各段坡度基本稳定的条件下，产生坡面岩土坍塌、局部松动掉石。

此外，按崩塌的组成物质，可把崩塌分为崩积土崩塌、表层土崩塌、沉积土崩塌和基岩崩塌四种类型按崩塌发生的地貌部位则有山坡崩塌和岸边崩塌之分也有人将崩塌分为断层崩塌、节理裂隙崩塌、风化碎石崩塌和软硬岩接触带崩塌—557—第三篇 崩塌地质灾害综合防治表3 － 1 － 2 崩塌的类型及其主要特征类型岩性结构面地貌形态崩塌体形状力学机制失稳因素倾倒 式崩 塌黄 土， 灰岩 等 直 立 岩层堪垂 直 节 理、 柱状 节 理、直 立 岩层面堪 峡 谷、直立岸坡、 悬崖等板 状、 长柱状倾倒水压力、 地 震力、 重力滑移式崩 塌多 为 软 硬相 间 的 岩 层向临空 面 的 结构面陡 坡， 通常大于4 5 板 状、 楔形、 圆 柱 状 及 其 组 合形状滑移重 力、水压 力、 地 震力鼓胀式崩 塌直立黄土、粘 土 或 坚 硬 岩 石 下 有 厚 层 软岩上部垂直节理、柱 状 节 理， 下 部为近 水 平 的 结构面陡坡岩体高大鼓胀重 力、水的 软化拉裂 式崩 塌多 见 于 软 硬 相 间 的岩层多为风 化 裂 隙 和重力 拉 张 裂隙上 部 突 出 的悬崖上 部 硬 岩 层 以 悬 臂粱 形 式 突 出来拉裂重力错断 式崩塌坚硬岩石、 黄土垂直裂隙发育， 无倾向 临 空 面的结构面大 于 4 5 。

的陡坡多为板状、 长柱状错断重力第二节 遥感解译遥感解译的目的任务是：。