湖光岩组陡崖危岩形成机理及防治措施--以涠洲岛南湾街海蚀崖为例

湖光岩组陡崖危岩形成机理及防治措施--以涠洲岛南湾街海蚀
崖为例
李炳义;钟红名
【摘要】文章以涠洲岛南湾街海蚀崖为例，探讨了湖光岩组火山岩危岩发育的条件、岩性特征及韵律结构等。

分析了湖光岩组危岩形成机理的过程，差异风化形成岩腔是危岩形成的起因；太阳辐射、降雨下渗、根劈作用等扩展风化裂隙形成危岩；台风暴雨加速危岩的崩塌。

提出了湖光岩组危岩的治理原则及防治措施。

【期刊名称】《技术与市场》
【年(卷),期】2013(000)002
【总页数】2页(P49-50)
【关键词】湖光岩组;危岩;形成机理;防台措施
【作者】李炳义;钟红名
【作者单位】广西北海地质工程勘察院，广西北海 536000;广西北海地质工程勘
察院，广西北海 536000
【正文语种】中文
0 引言
涠洲岛作为国家级火山地质公园,其火山地质遗迹为不可再生的自然遗产,其海蚀崖
景观韵律层十分发育,具有很高的观赏价值。

南湾街北侧的陡崖地层岩性为湖光岩
组玄武质沉凝灰岩、角砾岩,岩壁景观遭到风化,容易产生危岩,出现崩塌,危害到居民
及游客的安全。

据历史记载,涠洲岛有以下几次较大的地质灾害：1943年,在蓬莱酒店东侧30 m原供销社饼厂北侧陡崖地段,曾发生一次特大的崩塌地质灾害,当时毁坏房屋3间,砸死18人。

1970年7月,红旗街4号东侧30 m陡崖地段崩塌,毁坏房屋5间,砸死12人,重伤1人;2004年 2月 4日,南湾街85号房屋后坡陡崖处发生崩塌,造成1间楼房水泥楼面被毁,周边房屋亦被溅落石块击中而受到不同程度的损坏。

1976年,涠洲镇南湾街危岩崩塌,规模约30 m3;2008年,危岩崩塌约15 m3,砸坏两间厨房,经济损失约1.5万元。

探讨湖光岩组火山岩危岩形成的机理及防治措施,对涠洲岛火山地质公园的地质灾害治理具有一定的参考价值。

1 危岩发育的条件
1.1 地形地貌
南湾街地处海蚀平台,南临海湾,北靠海蚀崖。

海蚀平台沿南部海湾呈弧形条带分布,平台面微向大海倾斜;北侧海蚀崖,与海蚀平台呈陡崖相连,陡崖呈东西向延伸,长约1 300 m,高20～50 m,坡度近于直立,局部地段为悬岩。

崖面上残存海蚀作用遗迹,崖面上残存有大小不等的海蚀洞、海蚀沟模等海蚀微地貌,植被零星发育,海蚀崖顶部植被条件良好如图1所示。

图1 海蚀崖地貌
1.2 岩体结构
涠洲岛为第四纪海底火山喷发沉积,后经构造运动而升出海面的火山岩小岛。

南湾街海蚀崖面一般直立,局部为陡坡,崖顶和崖脚转折变缓。

岩体为新统湖光岩组玄武质火山碎屑岩,具渣状构造;呈微倾斜的层状产出,一般由沉火山角砾岩—粗屑沉凝灰岩—细屑沉凝灰岩组成韵律岩层,平行层理及交错层理发育。

风化裂隙发育,岩体裂隙产状178°～252°∠66°～82°,裂宽 0.2～ 3 cm不等。

1.3 地层岩性
陡崖由一套基性火山岩组成,岩性以玄武质沉凝灰岩为主,次为玄武质沉凝灰火山角
砾岩。

主要为沉凝灰、沉火山角砾结构,块状及层状构造。

岩石由火山碎屑物及正常沉积物2部分组成,其中火山碎屑物占60%～80%,以岩屑为主,岩性主要为橄榄粗玄武岩及橄榄玄武玢岩等,约占30%～50%,正常沉积物约占15%～30%,主要为石英、方解石,少量生物碎屑及粘土类矿物。

坡、残积层及强风化层均较薄,层厚一般0.20～0.70m,局部为裸露基岩,基岩浅层风化裂隙发育,岩质较脆弱,易碎裂。

1.4 水文气象条件
涠洲岛气候属于我国东部南亚热带季风性气候区,年平均降雨量为1 380.2 mm,年平均日照时间为2 234 h,年总辐射量为128.22千卡/cm2,年平均风速为5 m/s,最大风速30 m/s,常出现台风、热带低压、暴雨和雷雨大风等灾害性天气。

1.5 植被因素
植物根系的根劈作用对危岩稳定不利。

随着根部不断增长变粗,岩石裂隙、节理和软弱层面不断扩展,加速崩塌的发生。

另外,植物根系分泌有机酸能分解岩石矿物,也对危岩稳定不利。

2 危岩形成机理
陡崖及呈韵律分布的软弱岩层是湖光岩组形成危岩的基本条件。

温度变化、降雨下渗、根劈作用影响岩体风化过程。

湖光岩组火山岩危岩形成的机理可分为以下4个阶段：
1)差异风化：湖光岩组火山岩由火山碎屑物及正常沉积物两部分组成,火山碎屑物占60%～80%,正常沉积物约占15%～30%,主要为石英、方解石、少量生物碎屑及粘土类矿物。

正常沉积物的风化速率比火山碎屑物的风化速率大得多,风化形成岩腔,火山碎屑岩块悬空。

2)裂隙扩张：受太阳辐射、降雨下渗、植物根系的根劈外因作用,风化裂隙发育、扩展,使岩体更加破碎,不利危岩稳定。

3)临界失稳：当危岩体上的荷载组合自重+裂隙水压力(天然状态)所产生的剪应力
接近岩体的抗剪强度时,危岩处于临界失稳状态。

4)断裂破坏：台风、暴雨期间,雨水形成的地表坡流沿海蚀崖排泄,部分沿土体与岩体接触结构面及裂隙面下渗,岩土体吸水增重、抗剪强度降低,当危岩体上的荷载组合自重力+裂隙水压力(暴雨期间)+风力所产生的剪应力达到岩体的抗剪强度时,危岩处于断裂破坏状态,产生崩塌。

3 危岩防治原则
1)治理危岩的同时,注意对海蚀崖景观的保护。

2)在充分排隔水的情况下进行治理,清除或减弱水体对危岩稳定的不利影响。

3)采取多种措施,确保危岩稳定,既保证工程安全也给人们心理上的安全感。

4)预防与整治相结合,加强危岩监测,以防患于未然。

4 危岩防治措施
4.1 清除
海蚀崖陡崖上危岩主要是湖光岩组的坡残积层、强风化岩层及较硬岩体,用钢钎人工楔劈法凿除并辅以电钻施工,将危岩及崖壁上的树木清除,紧急排除灾害隐患。

4.2 拦截
在危岩体崩落影响地段内建档石墙,抵档崩落岩块,以彻底清除崩坍落石隐患,保护居民及游客人身财产的安全。

4.3 排水
在海蚀崖顶部修建排水沟,将降雨产生的径流拦截外排,减小雨水下渗对海蚀崖的破坏。

4.4 监测
加强监测预警工作,特别在台风暴雨期间加强监测。

5 结语
1)危岩是涠洲岛海蚀崖的主要地质灾害。

湖光岩组火山岩的岩性特征及韵律结构是
危岩产生的基本条件,陡峻的地形及高强度的台风、暴雨是危岩形成的主要环境条件。

2)湖光岩组火山岩危岩形成的机理为：①差异风化;②裂隙扩张;③临界失稳;④断裂破坏。

3)湖光岩组火山岩危岩治理的主要原则为既要防止或延缓危岩的发生,又要保证居民及游客的安全,也要防止或减少对海蚀崖景观的破坏。

4)采用清除及拦截等治理措施,加强排水和监测工作,达到较理想的效果。

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