1.4 环境边坡的危险源及失稳模式
环境边坡局部的、个别的、高悬的失稳块体,对坡下水电枢纽区都是重大的潜在威胁。因此,为确保坡下的边坡工程、构建筑物和施工人员安全,按潜在危险源对环境边坡进行划分是一个合理可取的方法。根据地质属性,环境边坡的危险源可分为:孤石(群)、危石(群)、危岩体和高位覆盖层4类。
(1)孤石(群)(isolated stone):是指坡面上零星分布、具有一定体积的(一般大于1m3)、孤立的岩石块体。若以单体形式呈现的则称为孤石;若以群体形式呈现,块石之间相互叠置、集中连片分布的则称为孤石群。孤石(群)无根,置于残坡积、崩坡积或者强风化岩体之上,是差异风化、崩塌的产物。常见于风化花岗岩、凝灰岩、凝灰角砾岩等边坡之上,或者是山脊附近有突兀的悬崖陡壁,常发生崩塌的下方(图1.2)。
图1.2 孤石(群)示意图
图1.3 危石(群)示意图
(2)危石(群)(dangerous rock):受边坡表部的风化卸荷裂隙、构造裂隙等结构面的组合交切,有脱离母体向临空方向发生松动变位趋势的、稳定性差的岩石块体。由一个或有限个岩石块体组成,中间不包含显著的分离结构面,为相对完整的块体。若以单体形式呈现的则称为危石;若以群体形式呈现,危石之间间隔很小、密集分布的则称为危石群。它与崩塌的机制相同,但规模小(一般小于100m3)。它们是可能以滑移、坠落或倾倒等形式崩塌的地质体(图1.3),受风化卸荷作用影响大。
(3)危岩体(dangerous rockmass):被多组不连续结构面切割分离,稳定性差,可能以滑塌、坠落或倾倒等形式失稳的地质体(图1.4)。
危岩体的体积比危石的体积要大得多,它可以包含数个或多个显著的结构面,只不过这些结构面不构成切割面或者滑移面而已,只起到破坏岩体的完整性的作用。按照DZ T0218—2006《滑坡防治工程勘查规范》,体积≥100万m3的为特大型,10万~100万m3的为大型,1万~10万m3的为中型,<1万m3的为小型崩塌。
图1.4 危岩体示意图
(4)高位覆盖层(high position covering layer):位于工程边坡开口线以外,具有较高势能的、松散的第四系堆积物或人工弃渣。主要由高位阶地冲洪积物、坡顶风化残坡积物、坡中残坡积物和崩坡积物等物质组成(图1.5)。
图1.5 高位覆盖层示意图
在天然状况下,阶地冲洪积物、坡残积物稳定性较好,但在开口线处由于形成新的临空面,容易形成于流动型破坏,发生小规模土遛,雨季时形成坡面泥石流。崩坡积物分布在陡崖下方,大小混杂,一般具有架空现象,也容易形成于流动型破坏,发生滑动或者滚石。
另外,由于公路开挖、料场弃土等人工弃渣,是在很短的时间内形成的松散堆积体,以天然休止角产状产出,架空结构明显,稳定性差。在后部加载情况下,极易发生流动破坏,雨季时容易发生泥石流。若处在工程边坡影响范围之内,人工弃渣亦可成为环境边坡的潜在危险源之一。