浙江临安大明山景区崩塌灾害特征及防治①
时间：2023-06-08 16:20:14 来源：雅意学习网 本文已影响 人 
王美华 李小龙 杨文峰 刘强
中化地质矿山总局浙江地质勘查院，浙江 杭州 310002
大明山景区位于浙江省杭州市临安区西部，是国家AAAA级景区，杭州市首家省级国家公园，地形高差达1000余米，是一座集花岗岩地貌、高山侵蚀地貌与人类开采遗迹集一身的天然博物馆，誉为“浙江小黄山”。在全国各地游客欣赏景区地形险峻形成奇松、怪石、云海、飞瀑等大自然美景的同时，陡崖地貌伴随岩体裂隙高度发育，在强降雨和冻融作用下，崩塌等地质灾害也在时时威胁游客和相关人员的安全。据最近相关调查，崩塌地质灾害已造成了景区设施破坏及经济损失；
景区还发现有多处危岩体，存在较大的崩塌隐患。本文根据现场调查资料，结合相关研究成果[1-8]，对景区崩塌地质进行现状评估并提出防治措施，为景区及相关管理部门提供决策。
1.1 地形地貌
临安大明山景区所处的地貌类型属中高山台地，在海拔1000～1437m的山顶上，分布有面积较大的夷平面，台地保存有海拔1100m左右的I级千亩田夷平面（图1）。海拔约1100m以下的山体，为典型的花岗岩地貌，由于新构造运动的抬升，溪流溯源侵蚀，在高山台地的边缘接触地带，形成陡崖悬壁（图2）、深切峡谷，有御笔峰、龙门石壁、明妃七峰等主要景观，也是崩塌灾害发生的主要区域。
图1 千亩田夷平面（高山湿地）全貌 Fig.1 Panorama of the flat surface
图2 陡崖中悬空栈道 Fig.2 Hanging plank road in steep cliff(Alpine wetlands)of Qianmutian
1.2 气象、水文特征
临安区属中亚热带季风气候，年平均气温15.7℃，最高气温41.2℃（1966年8月4日），最低气温-13.1℃（1977年1月31日），年平均蒸发量1195.3mm，年平均降水量1495.2mm，年最多降水量1867.1mm（1977年），年最少降水量1013.2mm（1978年）。
区内水系不发育，发育有三条南北向不同的主溪沟，分别为西坑至大明寺溪沟、烂塘湾至大明山村溪沟、白蛇涧至外烂塘溪沟，溪沟水直接受大气降水影响，雨季水量明显增加。区内最低侵蚀基准面位于景区最北端，标高+317m。景区仅南部标高+1105m处有一处库容量约80000m3烂塘湾水库，通过烂塘湾至大明山村溪沟由南往北流向周边山塘水库。
景区主要发育有孔隙潜水和基岩裂隙水。孔隙潜水主要为全新统冲积砂砾石含水层，主要分布于南北向溪流沟谷中，呈条带状展布，岩性为砂、砂砾石，厚度一般5～10m，结构松散、透水性强，水量丰富。基岩裂隙水主要接受降水补给，赋存于构造裂隙及风化裂隙中，除局部地貌及构造有利部位外，总体水量贫乏，常在地形转折处，即多沿沟谷两侧或地形低洼部位以下降泉的形式排泄于沟谷溪流中。
1.3 地层、岩体及构造
大明山景区所在区域出露的地层主要有南华系下统休宁组凝灰质细砂岩、上统南沱组含砾砂岩分布于景区北部与南部。
区内出露的侵入岩在学川岩体的南西部，为燕山期花岗岩，侵入于南华系-寒武系组成的学川背斜轴部，受北东东向和北东向断裂控制，分布于景区中部，呈近北东-南西向狭长形展布。景区范围内长大于4.6 km，宽大于3.3 km，出露面积约为13.46 km2，岩体以产黑钨矿早已驰名省内。目前在景区内有已知具经济价值石英脉型中型黑钨矿床一处和小型矿床多处，现已闭坑。
区内地处扬子板块东南缘。学川-白水塘复背斜和昌化-普陀大断裂控制了地质构造格局。华夏系构造控制了山脉呈北东走向，主要有北东、北西、近东西向三个方向的断裂，断裂性质以压性-压扭性为主，以北部近东西向断裂规模最大，古生代地层的沉积及赋存的矿脉总体也都呈北东走向。
1.4 岩土体类型与工程地质特征
区内主要为坚硬-半坚硬岩组，岩组类型主要为凝灰质碎屑岩岩组和坚硬块状花岗岩等岩组，次为坡积物，其工程地质特征因风化程度强弱、裂隙发育程度表现出很大差异。
坡积物主要分布于缓-陡坡的坡面上，岩性为砂质粘土夹砾石，厚度0.1～0.5m，一般缓坡较厚，陡坡较薄，上部薄，坡脚厚，颜色为黄褐色，成分以角砾、碎石为主，岩性与母岩一致，主要为凝灰质砂岩、花岗岩。
2.1 灾害概况
根据已发生地质灾害点调查的资料分析，该景区截至2017年10月初，已发生崩塌及灾害隐患点地质灾害80处，其中已发生的崩塌17处，崩塌隐患点63处，规模均为小型。由于防护得当，未造成人员伤亡。但多次发生地质灾害已造成多处防护设施毁坏（图3），直接财产损失约50万元。单处最大为通明洞悬空栈道上方边坡，方量达12 m3，直接经济损失约8万元。
图3 崩塌落石砸坏悬空栈道护栏 Fig.3 Falling rocks smashed the suspended plank road guardrail
2.2 崩塌类型及分布特征
景区内以往已发生崩塌17处。根据《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范（1∶50000）》（DD2008-02），按崩塌体岩土组成，可分为岩质和岩土质崩塌，其中岩质10处，岩土质7处[9]；
按形成原因，均为人类工程活动引发；
按崩塌方式可分为滑移式7处、拉裂式6处、倾倒式4处；
崩塌规模均为小型，该17处崩塌现已治理完毕。
景区内新发现地质灾害隐患点63处，均为崩塌。从分布空间上来看，悬空栈道38处，区间公路12处，游步道7处，设计开发线路5处，滑雪场1处，隐患规模均为小型；
按危害程度划分，较大级5处、一般级58处。地灾隐患点主要分布在悬空栈道、区间公路及龙门峡游步道。从空间分布上看，呈现点多面广，高度集中于1.2 km悬空栈道的上方（图4）。
图4 明妃七峰观景台BT50崩塌隐患点现状 Fig.4 Current situation of the hidden danger points of BT50 collapse at the Seven Peak Observatory of Mingfei
崩塌形成取决于构造、地形地貌、风化程度，还受暴风雨、冻融、地震和人类活动的影响[10]。构造是第一要素，是崩塌形成的基础，构造面可能使岩石破碎，区内发育构造方向有北东、北西、东西向，除构造外，节理裂隙极其发育。走向以北东向为主，北西向次之。此二组主要方向节理相互交错，将岩体切割成一组组块体，当块体结构面外倾且与坡面走向平行时，块体重力作用产生一个沿结构面的下滑力，当下滑分力大于结构面的阻力与块体间结合力时，就形成了崩塌，其中悬空栈道地段密集崩塌就是多方面综合因素影响的结果。
利用极射赤平投影方法进行岩质边坡分析，可直观了解边坡岩体中结构面的相互组合关系，以及结构面组合切割体可能失稳滑移的方向，从而定性评价边坡的稳定性[11]。现以隐患较大的悬空栈道明妃七峰观景台BT45崩塌隐患点为例进行崩塌危害体稳定性分析。
该隐患点位于明妃七峰观景台附近悬空栈道上部岩质斜坡上，山体自然坡度上陡下缓，下段坡度约62°，上部坡度约72°，总体往南东倾，基岩出露花岗岩，岩体节理发育，完整性总体一般，通过无人机拍摄，在斜坡坡面上坡度变缓处存在1～3块悬浮危岩体，离悬空栈道高约30 m，危岩体大小为2～4 m不等。总方量约25 m3（图5），直接威胁游客安全。
图5 明妃七峰观景台BT45崩塌隐患点远景和近景现状图 Fig.5 Current situation of the long-range and close-up view of the hidden danger point of BT45 collapse at the Seven Peak Observatory of Mingfei
在边坡上危岩体露头附近进行了节理裂隙测量统计，根据节理裂隙与坡面的关系，绘制极射赤平投影图对岩石块体的稳定性进行评价（图6）。本次主要测量到3组节理：J1，145°∠30°，延伸2～3m，局部微张，裂隙一般宽0.2～1cm，节理间距1～2条/m；
J2，50°∠51°，延伸稳定，局部微张、裂隙一般宽0.2～0.5cm，平直，长大于10m，节理间距0.5～1条/m；
J3，349°∠77°，延伸稳定，基本闭合，长大于5m，节理间距1～2条/m；
山体下部天然边坡产状：150°∠62°。
图6 极射赤平投影图 Fig.6 Stereographic projection
影响和控制边坡稳定性的节理面主要有J1，J2和J3，以及J1和J2组合线M1，J2和J3组合线M2，J2和J3组合线M3，边坡、节理面及其组合线的产状见表1。
表1 边坡和节理面及其组合线产状要素 Table 1 Occurrence key elements of slope, joint plane and their combination line
由图6可知，J2组节理与坡面斜交，J3组节理与坡面相反，边坡上岩体基本不具备沿J2、J3两组结构面滑移的空间条件，岩体稳定；
J1组节理与坡面倾向相同，且倾角小于坡面角，岩石块体具备沿结构面滑移的动力条件。因此边坡处于不稳定状态。另外，从结构面组合情况分析，J2/J3两组节理面的组合交点M3位于边坡线的内侧，说明组合交线的倾向与边坡倾向相同，但组合线倾角略小于坡面角，边坡较稳定。J1/J3两组节理面的组合交点M2、J1/J2两组节理面的组合交点M1都位于坡面线外侧，说明组合线的倾向都与边坡倾向相同，且倾角明显小于坡面角。野外观察，节理面组合交线在天然坡面上有出露，节理面组合切割体属于不稳定结构，边坡处于不稳定状态。
综上所述，边坡地形陡峻，岩体中发育多组节理面时，通过极射赤平投影图分析，该危岩体整体处于不稳定状态，在暴雨、冻融等因素诱发下，容易发生崩塌地质灾害，此与现场调查相一致。目前已对该边坡危岩体采用浮石清理、锚杆加固，边坡采用柔性防护网铺设等安全防护措施。
根据《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》（实施细则）技术要求[12]，对景区进行单元网格划分，根据各单元地质、地形地貌、气候以及人类工程活动等条件，利用因子加权综合评判的方法，采用mapgis空间分析功能，求取评价单元的潜在地质灾害强度指数与现状地质灾害强度指数，分级赋值进行换算叠加，获得评价单元的地质灾害综合危险性指数，依据地质灾害综合危险性指数，合并相同单元，调整后得出地质灾害易发程度分区图。将景区划分为1个中易发区、1个低易发区和1个不易发区（图7）。
图7 大明山景区崩塌灾害分布、易发分区和防治分区综合图 Fig.7 Comprehensive map of collapse disaster distribution,prone zone and prevention zone in Damingshan Mountain Scenic Area
4.1 地质灾害中易发区（B）
为核心景区范围，面积1.82 km2，占评估区总面积（23.41km2）的7.78%，区内分布现已开发利用的主要景点，包括悬空栈道、游步道、区间公路、大明湖、滑雪场等。区内分布有崩塌隐患61处，威胁对象主要为游客、景区工作人员、景区巴士等。其中稳定性差的崩塌隐患10处，稳定性较差的崩塌隐患51处；
危害程度较大级5处，一般级56处；
危险性大5处，危险性中等56处。
该分区主要有景区的核心旅游景点悬空栈道，栈道长度约2 km，曲折迂回，南侧临山，北侧悬空，宽度大多1～2m。崩塌隐患点分布密度极高，平均每30m分布一处崩塌隐患，旅游旺季人流密集，崩塌隐患对游客安全构成了严重威胁。区间公路临坡侧局部地段崩积物散布，在暴雨季节易引发崩积物崩塌，威胁行车安全，同时也会阻断交通，影响景区的正常运营。西侧游步道崩塌隐患分布密度较低，但游步道坡度大、台阶密布，一旦发生崩塌，崩塌物会顺坡滚动，能量大，破坏力强。
4.2 地质灾害低易发区（C）
面积7.82 km2，占评估区总面积的33.4%，包括区间公路、游客中心、设计开发线路等。区内分布有崩塌隐患2处，威胁对象主要为游客、景区工作人员、景区巴士等。此2处隐患点稳定性都较差，危害程度属一般级，危险性为中等。该分区地质灾害隐患现状分布密度小，除游客中心和区间公路外，其他区域游客极少。
4.3 地质灾害不易发区（D）
面积13.77 km2，占评估区总面积的58.82%，主要包括评估范围内除中、低易发区之外的区域。该分区主要为林地，原始地貌及植被保存完好。结合现场调查及航卫图片可知，该分区地质灾害不发育。
5.1 治理原则
针对景区特殊情况，地质灾害的防治一方面要确保安全，防治或延缓地质灾害发生，最大程度减少人员伤亡和财产损失；
另一方面在治理过程中又要尽量减少对自然景观与人文景观的破坏。具体原则如下：
（1）安全原则：首先保证治理后山坡整体稳定，防止治理后出现新的崩塌或地灾隐患。
（2）创新原则：因地制宜，在治理地灾过程中，不仅将地质灾害发生段作为治理对象，还应将其作为保护对象，在治理思路上在满足安全前提下，还应考虑生态、艺术等手段，将景观外形、色彩建设成仿自然、近自然景观，确保治理工程与周边环境协调一致。
（3）实施分级管理；
对不同地质灾害易发区采用不同的防治方法，同时积极开展地质灾害的专项调查研究及评估，从而为地质灾害防治工作提供多方面保证和基础。
5.2 不同防治分区防治重点
依据大明山景区地质灾害易发程度分区划分结果，体现以人为本，并结合景区开发利用现状、东线开发设计、整体功能区布局、以及游客重点活动范围等特征，根据《县（市）地质灾害调查与区划基本要求》（实施细则）技术要求[12]，按照地质灾害危险程度将大明山景区划分为1个重点防治区、1个次重点防治区和1个一般防治区（图7）。
5.2.1 地质灾害重点防治区（I）
重点防治区面积约0.87 km2，包括悬空栈道、万米隧道、游步道、区间公路、大明湖、滑雪场等。分布地质灾害隐患51处，占地质灾害隐患总数的80.9%。对景区旅游经济带来严重损失。这是整个景区的核心区域，也是车流、人流活动及人类工程活动最频繁的地段，因此对已发崩塌或隐患点开展治理是这一区域的重点工作：
（1）支撑与坡面防护
对于悬于上方以拉断坠落的悬臂状或具有岩腔的滑塌式危岩采用墩、柱、墙或其组合形式支撑加固，对支撑物外观色彩总体采用仿自然方式，此工程在悬空栈道、游步道、万米隧道等小型地灾隐患点采用较多。
（2）危岩清理与加固
对坡上或陡壁上有明显松动的岩石及时进行清理与加固，对规模小、危险程度高的各类危岩可采用静态爆破或手工方法进行清除，彻底消灭隐患，但应做好清除前的防护安全工作，以防造成伤害。对于保护景点地段一般采用锚钉或锚固方法予以加固，对危险裂隙进行灌浆处理（此工程多用于公路、游道开挖造成裂隙发育的岩体加固），主体工程完毕采用彩绘等方式与自然融合。
（3）SNS边坡柔性防护网
此方法是该区地灾治理主要手段，现已在区间公路、游步道、悬空栈道及观光平台两边陡崖处大量投入使用。SNS边坡柔性防护网分为主动防护网和被动防护网两种，其可靠的安全保障性、施工的快速标准化和利于环保等综合技术广泛用于崩塌灾害防治与加固工程之中。
主动防护网是以钢丝绳网为主的各类柔性网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上，可对边坡形成连续支撑并抑制岩体活动，从面实现对整个边坡进行主动加固的功能。
被动防护网是由钢柱和钢绳网联结组合构成一个整体，对所防护的区域形成坡面防护，从面阻止崩塌岩石的下坠，起到边坡防护的作用。此工程多用于拦截景区内陡坡小落石。
（4）坡面绿化
对公路边坡施工的格构进行植物种植、主动网外部挂摆花盆、挡土墙或坡面护墙采用彩绘仿景形式，使在安全性提高的同时也提高美化效果，最大程度与周围景点相协调。
5.2.2 地质灾害次重点防治区（Ⅱ）
面积约1.24 km2，分布于重点防治区北部，包括游步道、区间公路、旅游接待中心、停车场等。这一区域是外部至主要景区过渡区域，此区域目前未有造成人员伤亡与财产损失，但由于通往主景区交通要道两边高陡边坡较多，目前通过调查，分布地质灾害隐患12处，占地质灾害隐患总数的19.0%。此区域的防治重点重在监测与治理。
（1）加强地灾勘查及相关监测工作。
建立健全景区专业技术人员勘查与群测群防地灾监测网络。加强地质灾害的预报预警，开展地质灾害防灾避险应急演练和防灾知识宣传，增强群众防灾意识。加强与专业地质勘查部门的联合，定期派专业技术人员进行地灾勘查及景区人员定期地灾隐患点（包括以往已治理的隐患点）排查活动，对新发现的灾害隐患点建立监测点并全文登记造册，并对重要地灾点或地灾隐患点设立精密仪器进行大地变形测量和深部位移监测。在地形条件复杂，仪器难以设立区域派专人进行监测，监测内容包括对可能发生地质灾害隐患点的变形监测和降水量监测。监测内容包括：掉石、滚石、裂缝的发生发展情况，坡体垂直与水平位移，建筑物变形，植物倾斜等。崩塌灾害与降雨量密切相关。因此在汛期要加强崩塌灾害的监测工作，连续阴雨，出现中到大雨，连续两天日降水超过50 mm，两天降水量累计130 mm以上，做好预警工作。由于该区崩塌除与降雨量密切相关外，还与冬季的雨雪交融天气密切相关，为此也应对冬季雨雪天气进行重点监测。同时做好相关监测台帐工作，一旦发生灾情或有危岩体掉块时，要立即停止游览活动，并立即向上级有关部门汇报。
（2）工程技术治理
对崩塌隐患点采用工程技术进行综合治理。对于雨雪天气中才有少量落石的公路与游步道两侧边坡可采有削坡、清理浮石、护坡、挂设主动防护网等方式，在危岩体突出或陡峻地段可设立档土墙等工程方式；
另外注重排水工作，在危岩崩塌区修好截排水沟等地面排水系统，起到上堵下泄作用，防止雨水对边坡渗入软化，加剧崩塌发生。
5.2.3 地质灾害一般防治区（III）
除重点防治区、次重点防治区之外区域。地质灾害一般防治区总体人类活动较少，但随着东线旅游线路开发，人类工程活动将不断增加，由此产生的崩塌也将增加。因此对该区防治重点在于提前预防。
（1）做好崩塌地灾评估工作。在设计开发前，必须对建设用地进行崩塌地灾评估，在设计与建设时综合考虑地灾工程的综合治理，同时做好相关工程质量验收工作。对于调查中发现设计建设用地存在强大地质灾害隐患的，且综合评估风险等级较高、防治技术难度大的，调整设计，并根据需要及时采取工程治理措施或避让措施，确保游客游览安全。
（2）加强专人巡查制度，设立相关地灾隐患标志、标牌。在路口醒目位置设置地灾警示标志牌和安全围栏，在巡查时发现地灾点及时设置警戒线禁示人员通行。通过种种措施提醒过往游客和行人，注意斜坡掉块、滚石滑动等。
（1）大明山景区发现多处崩塌灾害点及隐患点，存在点多面广的特点，对游客生命和财产存在较大威胁。通过赤平投影分析，多组节理裂隙发育与陡峻地形是造成岩体不稳定的内在因素，暴雨与反复冻融是诱发地质灾害的主要因素。
（2）大明山景区崩塌灾害可分为地质灾害中易发区、低易发区和不易发区。中易发区是景区核心区域，目前已造成一定经济损失，人类工程活动最活跃，地质环境脆弱，危害程度最大；
低易发区人类工程活动中等，崩塌形成条件成熟，存在一定崩塌危险威胁；
不易发区人类工程活动少，目前未发生崩塌地质灾害，对游客与旅游设置安全危害小。
（3）划分了地质灾害重点防治区、次重点防治区和一般防治区，并提出三个防治区防治重点。重点防治区以对现有崩塌与崩塌隐患点治理为主，次重点防治区重在监测与治理；
一般防治区以预防为主。为有效预防旅游景区地质灾害的发生，减少和避免人员伤亡和经济财产损失，保障旅游业的可持续发展提供安全保障。
