呂 艷，馬瑞霞，王祚鵬，李 淼 ，陳天寶，古 港

(1. 長安大學(xué) 地質(zhì)工程與測繪學(xué)院，陜西 西安 710054;2. 山西省煤炭地質(zhì)一四八勘查院有限公司，山西 太原 030053)

0 引 言

近年來,旅游景區(qū)內(nèi)崩塌落石災(zāi)害造成人員傷亡和財產(chǎn)損失的旅游安全事件時有發(fā)生。例如，2013年陜西金絲峽景區(qū)發(fā)生的山體落石致10余游客受傷；2015年廣西桂林疊彩公園游船碼頭發(fā)生的落石災(zāi)害致7人遇難、25人受傷；2018年湖南張家界景區(qū)發(fā)生的落石災(zāi)害導(dǎo)致2人死亡、4人受傷；2019年北京龍慶峽冰燈展發(fā)生的落石災(zāi)害導(dǎo)致1人死亡、12人受傷。此類災(zāi)害不僅造成景區(qū)步道和其他設(shè)施的破壞，而且對景區(qū)游客生命安全構(gòu)成了極大的威脅，使景區(qū)運營和安全管理隨時面臨挑戰(zhàn)，因此，針對旅游景區(qū)的崩塌地質(zhì)災(zāi)害開展研究是迫切和必要的。

前人開展了景區(qū)崩塌災(zāi)害的相關(guān)研究工作,包括崩塌災(zāi)害調(diào)查和發(fā)育規(guī)律分析、成因機(jī)理研究及崩塌易發(fā)性、危險性、風(fēng)險性評價等方面，為景區(qū)選址及防災(zāi)減災(zāi)工作提供了支撐。其中，范可等從時間、空間分布及規(guī)模形態(tài)方面闡述了景區(qū)崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征，指出景區(qū)崩塌災(zāi)害在集中降雨時頻繁發(fā)育于斷裂及人類工程活動密集區(qū)域，類型均以高位小型為主。劉永平等通過對峽谷區(qū)崩塌落石運動特征進(jìn)行分析，提出了不同坡形坡段分類治理及“主動+被動”相結(jié)合的崩塌防治措施。肖進(jìn)等通過對崩塌災(zāi)害調(diào)查評價，采取“群測群防+監(jiān)測預(yù)警+避讓搬遷+工程處治”等多種措施組合防治地質(zhì)災(zāi)害。劉傳正等認(rèn)為在景區(qū)崩塌災(zāi)害防治的同時也要契合生態(tài)和景觀保護(hù)的需求，將地質(zhì)環(huán)境保護(hù)和地質(zhì)災(zāi)害防治相結(jié)合。山地景區(qū)的旅游安全風(fēng)險一般是非山地景區(qū)5倍以上，為了保障山地峽谷旅游的安全，在景區(qū)運營及安全管理過程中監(jiān)測預(yù)警和安全教育亦尤為重要，是筑牢景區(qū)安全屏障的第一道防線。這些崩塌災(zāi)害的研究和治理有效增加了旅游空間，提升了景區(qū)安全保障。

太行山大峽谷青龍峽景區(qū)位于山西省壺關(guān)縣東南部的南太行山區(qū)，是太行山大峽谷國家地質(zhì)公園的核心園區(qū)之一。青龍峽景區(qū)山峰林立，長崖伸展，河瀑眾多，自然和人文景觀薈萃，使其成為旅游觀光、休閑避暑的勝地，每年接待游客約450 000人次。青龍峽景區(qū)在以往的發(fā)展中時常面臨著道路和旅游設(shè)施受地質(zhì)災(zāi)害破壞的威脅，而關(guān)于太行山區(qū)域的崩塌落石災(zāi)害研究成果相對有限?；诖?，本文立足青龍峽景區(qū)開展地質(zhì)災(zāi)害的詳細(xì)調(diào)查，總結(jié)分析崩塌災(zāi)害的發(fā)育特征和分布規(guī)律，剖析崩塌破壞模式和成因機(jī)理；通過建立Rockfall Analyst模型,研判景區(qū)崩塌影響范圍；在此基礎(chǔ)上，針對不同類型崩塌提出了合理可行的科學(xué)防治對策和建議，以期對峽谷類景區(qū)的災(zāi)害防治和太行山區(qū)社區(qū)防災(zāi)減災(zāi)提供參考。

1 區(qū)域地質(zhì)環(huán)境

1.1 地質(zhì)構(gòu)造

在大地構(gòu)造位置上，青龍峽景區(qū)位于呂梁—太行斷塊之東南部，東鄰林州斷陷盆地，區(qū)內(nèi)構(gòu)造主要受一處大型復(fù)式背斜控制。該背斜軸部屬組成太行塊隆的一級構(gòu)造單元，并衍生系列線性構(gòu)造帶。青龍峽受太行山山前大斷裂控制，區(qū)內(nèi)發(fā)育黃崖底—楊家池—八達(dá)區(qū)域性NE向正斷層，長約26 km，傾角65°～80°，在斷層帶范圍內(nèi)地層巖性變化明顯，斷錯強(qiáng)烈，斷距70～400 m不等。同時，青龍峽其他區(qū)域也發(fā)育多處小型正斷層，是大斷裂的伴生斷層，略呈微弧形，總體走向為NNE向，少數(shù)為NNW向(圖1)。

圖1 太行山青龍峽崩塌災(zāi)害分布Fig.1 Distribution of Collapse Disasters in Qinglong Gorge of Taihang Mountains

1.2 地層巖性

青龍峽地層由上覆沉積蓋層和下伏結(jié)晶基底構(gòu)成。沉積蓋層包括中元古界長城系中統(tǒng)，下古生界寒武系上統(tǒng)、中統(tǒng)、下統(tǒng)，下古生界奧陶系下統(tǒng)以及第四系，各地層近水平產(chǎn)出；結(jié)晶基底由太古界贊皇群(Ar)黑云(角閃)斜長片麻侵入巖體組成。中元古界長城系中統(tǒng)巖性自下而上由大河組(Ch)石英巖狀砂巖、趙家莊組(Ch)薄層狀泥巖和頁巖以及常州溝組(Ch)巨厚層狀石英巖狀砂巖組成。下古生界寒武系下統(tǒng)出露地層巖性為饅頭組一段(∈)泥質(zhì)灰?guī)r及泥頁巖；下古生界寒武系中統(tǒng)出露地層巖性依次為饅頭組二段(∈)泥巖及頁巖、饅頭組三段(∈)泥巖及粉砂巖夾泥質(zhì)灰?guī)r、張夏組一段(∈)鮞粒微晶灰?guī)r和張夏組二段(∈)鮞粒微晶灰?guī)r及含泥質(zhì)鮞粒微晶灰?guī)r；下古生界寒武系上統(tǒng)出露地層巖性依次為崮山組(∈)白云質(zhì)泥灰?guī)r及鮞粒砂屑灰?guī)r和三山子組一段(∈)白云巖；下古生界奧陶系下統(tǒng)出露地層依次為三山子組二段(O)含燧石條帶細(xì)晶白云巖和馬家溝組(O)白云質(zhì)微晶灰?guī)r及角礫狀泥灰?guī)r，局部地層巖性互層。第四系洪沖積、崩坡積環(huán)境下沉積的松散堆積層，塊石占比達(dá)到60%，主要分布于主河道及青龍峽兩側(cè)斜坡[圖2(a)]。青龍峽區(qū)域軟巖和硬巖交互產(chǎn)出，奠定了其地貌的物質(zhì)基礎(chǔ)。

1.3 地形地貌

青龍峽景區(qū)位于太行山大峽谷國家地質(zhì)公園的東部，屬太行山區(qū)向林州盆地的過渡地帶，總體地勢西高東低、起伏較大；區(qū)內(nèi)海拔為500～1 350 m，分為堆積河谷區(qū)、剝蝕侵蝕低山區(qū)和溶蝕侵蝕中山區(qū)，發(fā)育大面積巖溶地貌、峰叢地貌、峽谷地貌、砂巖地貌和崩塌地貌。青龍峽屬于典型的高山峽谷地貌，兩岸巖壁直立，自然坡度均值為70°，寬谷中發(fā)育障谷，呈階梯狀發(fā)育，受到巖性和構(gòu)造影響，不同峽谷段形態(tài)組合不同，唯有郊溝河谷地勢相對平坦[圖2(a)]。

圖2 崩塌災(zāi)害特征Fig.2 Photos of the Collapse Disaster

1.4 氣象與水文特征

青龍峽地形復(fù)雜，地貌多樣，海拔高差大，山地峽谷型小氣候特征明顯。降水集中在6月至8月，多年平均降雨量為543.8 mm，降雨量年際波動大，有記錄以來最大年降雨量為908.0 mm，最小年降雨量為335.6 mm。氣溫冬凍夏涼，1月份平均氣溫為-5.7 ℃，7月份平均氣溫為22.3 ℃，年平均氣溫為8.9 ℃。青龍峽景區(qū)內(nèi)多見巖溶水和基巖裂隙水，發(fā)育溶洞、積水洼地或湖泊。水系有EW向主河——郊溝河，河流曲率較大；NNW向支溝——青龍峽溝谷長4 km，上游匯水區(qū)域大，溝谷在下游青龍?zhí)兑阅霞眲∈照?，下切?yán)重，形成沿岸陡立崖壁。

1.5 人類工程活動現(xiàn)狀

青龍峽景區(qū)采用居民區(qū)和旅游區(qū)共存的模式。景區(qū)內(nèi)修建旅游步道、停車場、游客中心等旅游設(shè)施，居民區(qū)內(nèi)開挖坡腳修房建屋、架橋修路等工程活動，使部分區(qū)域巖土體受工程擾動而出現(xiàn)坡體應(yīng)力狀態(tài)變化，成為崩塌災(zāi)害隱患區(qū)。景區(qū)內(nèi)遺留了兩處石英巖礦硐，由于采石活動改變了原有的山體內(nèi)部天然應(yīng)力分布，山體內(nèi)部形成巨大的臨空面，容易造成巖體破裂，最終導(dǎo)致洞頂坍塌破壞。

2 崩塌災(zāi)害發(fā)育特征與成因

2.1 崩塌發(fā)育規(guī)律

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，崩塌是青龍峽景區(qū)主要地質(zhì)災(zāi)害類型，此段共發(fā)育52處崩塌(圖1)。本文根據(jù)規(guī)模、穩(wěn)定性及險情等級等3個方面進(jìn)行了分類統(tǒng)計(表1)。從規(guī)模上看，大型崩塌和中型崩塌分別有4處和3處，小型崩塌有45處，占崩塌總數(shù)的86.54%。從自然狀態(tài)下巖體穩(wěn)定性來判斷，以石英巖狀砂巖、灰?guī)r為主的危巖體相對穩(wěn)定，而泥頁巖等軟巖部分及上部的楔形體穩(wěn)定性則相對較差。從險情等級來看，中型險情崩塌僅2處，小型險情崩塌50處，占整個景區(qū)崩塌險情的96.15%。景區(qū)頻發(fā)落石災(zāi)害，直接影響居民的正常生活和旅游活動(圖2)。

表1 崩塌災(zāi)害分類統(tǒng)計結(jié)果

2.1.1 崩塌以高位中小型為主

依據(jù)遙感解譯、三維立體建模和實地詳查結(jié)果，對青龍峽景區(qū)內(nèi)52處崩塌按發(fā)育高程、規(guī)模進(jìn)行分類統(tǒng)計。結(jié)果顯示，崩塌多發(fā)生在距地面高程80 m以上、坡度大于60°的峽谷和道路兩側(cè)陡坡中上部地帶[圖2(b)、(c)]，以小型崩塌為主，落石最為常見。中型與大型崩塌數(shù)量占比不足10%，主要分布在楊家池斷層帶附近(圖1)。

2.1.2 崩塌物源以硬巖為主

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，青龍峽景區(qū)軟硬巖相間產(chǎn)出，而崩落區(qū)所在地層和巖性呈現(xiàn)規(guī)律性，主要以區(qū)內(nèi)廣泛出露的變質(zhì)石英砂巖、灰?guī)r等硬巖為主，其塊度一般較大，粒徑3 m左右，單體方量在100 m左右。其下部的軟巖層易被風(fēng)化或雨水軟化，使其上部的硬巖支撐性減弱，成為啟崩條件。此外，少量泥頁巖和泥灰?guī)r崩石塊度一般較小，呈碎裂小塊體或大顆粒狀，多堆積坡腳，形成松散堆積體[圖2(a)]。

2.1.3 崩塌巖體以層狀碎裂結(jié)構(gòu)為主

青龍峽景區(qū)沉積巖近水平狀的層面被斷層、節(jié)理切割。在重力、風(fēng)化、沖蝕及植物根劈等作用下，巖體的裂隙進(jìn)一步擴(kuò)展，大巖體被逐步切割成大小不同的塊體，以碎裂結(jié)構(gòu)為主，整體層狀次之，塊度多在1 m以上。巖體被3組節(jié)理切割成易崩巖塊，內(nèi)部裂隙寬度為5～20 cm，填充物多為泥和碎石，有少量草本植物及灌木，對節(jié)理裂隙的貫通有一定程度的促進(jìn)作用。

2.1.4 受季節(jié)和降雨影響崩塌群發(fā)復(fù)發(fā)

青龍峽景區(qū)崩塌在景區(qū)道路及郊溝河河谷兩側(cè)密集分布。受山地氣候效應(yīng)影響，在夏季6月至8月暴雨期和冬末春初凍融時期，崩塌災(zāi)害呈現(xiàn)出高發(fā)、群發(fā)和原位復(fù)發(fā)的特性(圖3)。碎裂巖體在降雨沖蝕和凍脹作用下誘發(fā)崩塌落石。

圖3 不同月份崩塌災(zāi)害分布Fig.3 Distribution of Collapse Disasters in Different Months

2.2 崩塌類型及其破壞模式

通過現(xiàn)場調(diào)查統(tǒng)計，將崩塌按照破壞方式分為錯斷式、傾倒式、滑移式和墜落式4類，其中墜落式和傾倒式崩塌占比接近90%(表2)。

表2 崩塌災(zāi)害破壞模式統(tǒng)計結(jié)果

2.2.1 錯斷式崩塌

錯斷式崩塌發(fā)育在楊家池—黃崖底斷層影響的破碎帶地層中，巖體破裂。楊家池村崩塌是其典型代表，此段陡崖坡度為70°，坡向為150°，坡高66 m，坡長80 m，坡寬12 m，錯斷距離3 m，規(guī)模約1 200 m，為一小型崩塌[圖4(a)]。崩塌體發(fā)育在大河組(Ch)石英巖狀砂巖中，受斷層控制節(jié)理發(fā)育，將坡體切割成片狀塊體。巖體頂部發(fā)育有明顯的拉張裂縫，在受到外界擾動下裂縫不斷加深，危巖體自重隨之增加；巖體底部斷面在沖刷和風(fēng)化作用下不斷減小，當(dāng)危巖體自重產(chǎn)生的剪應(yīng)力大于巖石的抗剪強(qiáng)度時，危巖體沿著斷面被剪斷，從而發(fā)生錯斷式崩塌破壞[圖4(b)]。

圖4 錯斷式崩塌發(fā)育和演化Fig.4 Development and Evolution of Staggered Collapse

2.2.2 傾倒式崩塌

青龍峽直立的崖壁節(jié)理發(fā)育，其下部傾倒的崩石堆相對常見。大河村崩塌最為典型，此段陡崖坡度為85°，坡向為240°，坡高86 m，坡長97 m，坡寬300 m，發(fā)育1處崩塌，規(guī)模約9 600 m，為1處小型崩塌[圖5(a)]。崩塌體發(fā)育在大河組(Ch)石英巖狀砂巖的陡立巖壁中，巖體以垂直節(jié)理或風(fēng)化裂隙與穩(wěn)定的母巖分開，頂部出現(xiàn)了明顯的拉張裂縫，并延伸至巖體底部，坡腳沖蝕或遇水軟化，巖體底部強(qiáng)度降低，在降雨和重力作用下崩塌體會發(fā)生傾倒破壞[圖5(b)]。

圖5 傾倒式崩塌發(fā)育和演化Fig.5 Development and Evolution of Dump Collapse

2.2.3 滑移式崩塌

滑移式崩塌堆積體具有巖石塊體呈層狀、塊度較大、完整度較高的特點。佛壽塔崩塌為其典型代表，坡度為68°，坡向為290°，坡高102 m，坡長140 m，坡寬300 m，規(guī)模約202 000 m，為一大型崩塌[圖6(a)]。崩塌體發(fā)育在大河組(Ch)石英巖狀砂巖中，上部巖體發(fā)育有拉張裂縫，寬度為5～30 cm。在差異風(fēng)化的作用下，拉張裂縫向巖體下部發(fā)展，在受到外界擾動時巖體受壓變形破碎，上部危巖體在重力作用下沿著剪切面發(fā)生滑移破壞，使得巖體在剪出過程中斷裂成塊并堆砌成崖[圖6(b)]。

圖6 滑移式崩塌發(fā)育和演化Fig.6 Development and Evolution of Slip Collapse

2.2.4 墜落式崩塌

墜落式崩塌主要是重力卸荷和拉裂作用下產(chǎn)生的巖體崩解，為此區(qū)域最常見的崩塌方式。坡頭上村崩塌即為典型的墜落式崩塌，陡崖坡度為88°，坡向為299°，坡高75 m，坡長80 m，坡寬400 m，規(guī)模約3 400 m，為一小型崩塌[圖7(a)]。崩塌體發(fā)育在大河組(Ch)石英巖狀砂巖中，拉張裂縫寬20 cm，由豎向和水平兩組近垂直的節(jié)理將巖體切割成塊體，下部由于自然營力作用形成巖腔，上部巖體懸空，在重力作用下裂縫附近拉應(yīng)力進(jìn)一步集中，巖體裂隙向下拓展延伸，使得危巖體在受到外界擾動時易發(fā)生墜落破壞[圖7(b)]。

2.3 崩塌成因

青龍峽景區(qū)內(nèi)崩塌的發(fā)育特征及其破壞過程主要受到地層巖性、巖體結(jié)構(gòu)、水文氣候和人類工程活動等要素的綜合作用影響。

圖7 墜落式崩塌發(fā)育和演化Fig.7 Development and Evolution of Fall Collapse

2.3.1 多樣的地層巖性組合孕崩

地層巖性差異組合是孕育崩塌發(fā)生的物質(zhì)基礎(chǔ)。地質(zhì)歷史上，沉積環(huán)境交替變化促成太行山青龍峽區(qū)域地層巖性組合多樣，使得區(qū)內(nèi)廣泛出露的石英巖狀砂巖、頁巖、泥巖、灰?guī)r、白云巖等不同類型巖石的物理化學(xué)性質(zhì)差異明顯，整體地層巖體脆性顯著。區(qū)內(nèi)軟弱巖體地層通常為誘崩地層，而硬巖地層為崩源地層，泥、頁巖等軟巖易被風(fēng)化剝蝕而形成“空腔”，導(dǎo)致其上、下部硬巖臨空，繼而加速其巖體劣化進(jìn)程，最終導(dǎo)致崩塌災(zāi)害。同一套地層也存在巖石成分的變化，如部分地層發(fā)育的條帶狀含泥質(zhì)軟弱夾層，巖石成分差異導(dǎo)致巖石強(qiáng)度變?nèi)酰诮涤?、振動的作用下容易失穩(wěn)崩落。

2.3.2 高陡的地形地貌育崩

軟、硬巖地層的交替產(chǎn)出控制著青龍峽內(nèi)階梯狀地形地貌的演化，陡崖和緩坡間隔分布，谷底至山頂?shù)拇怪备卟钤?00 m以上，陡崖高度100～300 m不等。在區(qū)域構(gòu)造作用、流水侵蝕和氣象變化等內(nèi)外營力作用下，直立巖壁的上部或侵蝕嚴(yán)重的峽谷底部逐漸發(fā)育大量崩塌危巖體。高陡的地形使山體頂部巖體具有更大的勢能，對崩塌的致災(zāi)效應(yīng)具有顯著的放大作用。此外，高陡地形處更為強(qiáng)烈的寒凍風(fēng)化和重力卸荷作用加速了表部巖體破裂變形，引發(fā)更加高頻的崩塌。

2.3.3 復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)面控崩

巖石層面、共軛節(jié)理、卸荷節(jié)理及表生裂隙等結(jié)構(gòu)面相互組合制約著坡體的完整程度及劣化失穩(wěn)進(jìn)程。青龍峽地區(qū)地層普遍近水平狀產(chǎn)出，傾角2°～10°，僅在黃崖底—楊家池—八達(dá)區(qū)域性斷層帶周圍傾角略有變化，局部發(fā)生明顯傾斜。經(jīng)調(diào)查統(tǒng)計，區(qū)域內(nèi)巖石發(fā)育水平層面和兩組節(jié)理，節(jié)理產(chǎn)狀分別為(10°～45°)∠(70°～90°)、(270°～315°)∠(75°～90°)，形成典型的3組結(jié)構(gòu)面，其共同作用控制著巖體的拉裂、滑移、剪切破壞過程。

2.3.4 巖溶和集中降水誘崩

青龍峽山體上部為巨厚層灰?guī)r地層且地處斷裂帶附近，其地下水豐富，可溶性灰?guī)r在水的溶蝕作用下形成了大量的地表巖溶(巖溶洼地、鈣華和溶洞)和地下巖溶(落水洞、鐘乳石和暗河)。區(qū)內(nèi)地下水長期溶蝕易導(dǎo)致巖溶地帶下伏基巖被侵蝕，造成上覆巖層無力支撐，形成巖溶塌陷或滑坡。同時，青龍峽山地氣候明顯，夏季降雨集中，強(qiáng)降雨所形成的地表徑流對巖體邊坡的擊打和沖蝕效應(yīng)強(qiáng)烈，極易誘發(fā)巖質(zhì)崩塌和落石帶。因此，降水和巖溶塌陷是直接誘發(fā)崩塌的因素之一。

3 崩塌災(zāi)害風(fēng)險預(yù)測及防治對策

3.1 基于Rockfall Analyst模型的崩塌致災(zāi)范圍預(yù)測

Rockfall Analyst模型是基于ArcGIS平臺以擴(kuò)展模塊方式進(jìn)行開發(fā)，實現(xiàn)對崩塌災(zāi)害模擬、危險性評價、制圖乃至風(fēng)險控制的自動化、半自動化分析，將遙感、GIS、災(zāi)害風(fēng)險控制在技術(shù)上進(jìn)行有機(jī)整合，應(yīng)用于崩塌風(fēng)險控制中。模擬采用的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)包括1 m×1 m的DEM數(shù)據(jù)、1∶2 000正射影像、巖塊播種折線(shp線文件)、材料屬性(shp面文件)等。根據(jù)青龍峽巖體結(jié)構(gòu)特征，將落石點源間距設(shè)置為5 m，每個點源以5°為間隔共發(fā)射5個落石，落石水平初速度設(shè)置為5 m·s，落石質(zhì)量設(shè)置為100 kg，密度為2 600 kg·m。材料屬性是對斜坡坡表特性的表征，包括法向恢復(fù)系數(shù)()、切向恢復(fù)系數(shù)()以及綜合摩擦角。不同地面材料指標(biāo)值參考中國地質(zhì)災(zāi)害防治工程行業(yè)協(xié)會團(tuán)體標(biāo)準(zhǔn)《崩塌防治工程勘查規(guī)范》(T/CAGHP011—2018)，詳見表3。

圖8 典型崩塌危巖體落石運動軌跡模擬圖Fig.8 Simulation Images of Rockfall Trajectory of Typical Collapse Dangerous Rock Mass

表3 坡表特征指標(biāo)值

本文選取楊家池村崩塌、佛壽塔崩塌、大河村崩塌及大河漂流起點崩塌等4處不同類型崩塌，運用Rockfall Analyst模型進(jìn)行數(shù)值模擬，落石運動軌跡如圖8所示。模擬結(jié)果表明，崩塌體運動軌跡受崩塌源區(qū)落石規(guī)模、坡高、坡形等因素的綜合影響。該區(qū)域以坡形的影響更顯著，表現(xiàn)出明顯的“凸型坡落石運動軌跡擴(kuò)散，凹型坡及直型坡落石運動軌跡密集”的特征。大河村崩塌巖壁為直坡型，落石軌跡未出現(xiàn)明顯擴(kuò)散；大河漂流起點崩塌西側(cè)巖壁為圈椅狀，導(dǎo)致西側(cè)區(qū)域落石密度明顯增大；楊家池村崩塌坡型為凸型坡，落石運動路徑在崩塌堆積體處出現(xiàn)了明顯擴(kuò)散；佛壽塔崩塌巖壁呈現(xiàn)出北凸西凹的形態(tài)，落石運動軌跡呈現(xiàn)北疏西密的規(guī)律。模擬結(jié)果與現(xiàn)場調(diào)查的結(jié)論較吻合。

在對典型崩塌落石運動軌跡模擬分析的基礎(chǔ)上，類比計算得出研究區(qū)崩塌落石影響范圍。結(jié)果表明，大部分落石會在早期崩塌形成的堆積體之上停留堆積，但有少部分落石會運動到較遠(yuǎn)的位置，穿過省道到達(dá)居民生活和景區(qū)游憩區(qū)域，從而對居民、景區(qū)工作人員及游客的安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。本文據(jù)此繪制了青龍峽景區(qū)崩塌落石影響范圍圖(圖9)，為景區(qū)崩塌災(zāi)害的分級防控和治理路徑提供依據(jù)。

圖9 崩塌災(zāi)害影響范圍Fig.9 Image of Scope Affected by Collapse Disaster

3.2 崩塌災(zāi)害防治對策

以深切峽谷和奇峰險石為景觀的青龍峽景區(qū)，對崩塌災(zāi)害治理應(yīng)遵循“因地制宜，全面防控，綜合治理”的原則，以最大限度降低景觀資源的損失，保護(hù)景點的完整和美觀。本文結(jié)合景區(qū)崩塌災(zāi)害特征和數(shù)值模擬結(jié)果，提出了青龍峽景區(qū)崩塌災(zāi)害“風(fēng)險區(qū)監(jiān)測預(yù)警、隱患點工程治理”的兩級防治體系。

3.2.1 建立景區(qū)風(fēng)險區(qū)監(jiān)測預(yù)警體系

結(jié)合數(shù)值模擬確定的崩塌落石影響區(qū)域(圖9)，搭建景區(qū)動態(tài)監(jiān)測預(yù)警平臺，對景區(qū)內(nèi)巖土體變形、氣象水文及游客安全行為等進(jìn)行全面動態(tài)監(jiān)測。當(dāng)監(jiān)測對象越過安全邊界或監(jiān)測數(shù)值超出設(shè)定范圍，系統(tǒng)自動發(fā)出預(yù)警信息。景區(qū)管理人員及時采取各類應(yīng)急措施，降低地質(zhì)災(zāi)害可能造成的損失。

(1)巖土體變形監(jiān)測。結(jié)合傾倒式、錯斷式、墜落式和滑移式等崩塌類型的分析結(jié)果進(jìn)行危巖體的早期識別，使用基于危巖分類的危巖監(jiān)測方法和基于多源信息的危巖預(yù)警技術(shù)來對研究區(qū)的崩塌隱患點進(jìn)行監(jiān)測預(yù)警。建立監(jiān)測平臺是確保災(zāi)害可控可防的基礎(chǔ)。

(2)氣象水文監(jiān)測。強(qiáng)降雨常常會引發(fā)崩塌災(zāi)害，必須落實景區(qū)流域內(nèi)的氣象和水文監(jiān)測。分析景區(qū)內(nèi)多年內(nèi)發(fā)生落石的降雨極值，按照24 h降雨量和1 h降雨量的大小，設(shè)置紅色預(yù)警閾值。一旦預(yù)警，應(yīng)及時將崩塌災(zāi)害影響范圍內(nèi)的居民和游客轉(zhuǎn)移至安全區(qū)域，并酌情暫停接待或關(guān)閉景區(qū)，以盡可能降低崩塌災(zāi)害及山洪泥石流造成的損失。

(3)游客安全行為監(jiān)管。針對游客存在無視景區(qū)設(shè)置地質(zhì)災(zāi)害安全警示牌的行為，進(jìn)一步加強(qiáng)游客行為監(jiān)控，對游客的不安全行為進(jìn)行及時制止，確保游客能嚴(yán)格執(zhí)行景區(qū)的安全警示，避免事故。

3.2.2 開展景區(qū)崩塌隱患點治理工程

(1)針對景區(qū)高位墜落式崩塌，對于危險程度高、規(guī)模小、表面松動易于崩落或滾落的危巖體采用清除方式進(jìn)行治理；對于自然狀態(tài)下較為穩(wěn)定的危巖體，采用被動治理措施，如青龍峽一線天景點可采用陡崖下游路防范落石的隱式多層網(wǎng)板結(jié)構(gòu)走廊技術(shù)，將防治工程對景觀的影響降到最低。

(2)針對道路兩側(cè)常見的傾倒式崩塌，需根據(jù)危巖體體量大小選擇采用掛網(wǎng)噴漿或錨索錨固等加固治理措施，提高巖體穩(wěn)定系數(shù)。

(3)針對景區(qū)滑移式崩塌，為防止坡面水流沖刷和滲入危巖區(qū)節(jié)理裂隙或軟化泥巖夾層形成滑面，利用片石填補、水泥砂漿勾縫，同時應(yīng)充分考慮水體對危巖體的不利影響，修建截、排水溝，完善景區(qū)內(nèi)排水系統(tǒng)。

4 結(jié) 語

(1)通過對太行山青龍峽景區(qū)52處崩塌災(zāi)害調(diào)查，發(fā)現(xiàn)青龍峽景區(qū)崩塌多發(fā)育在硬巖高位邊坡的層狀結(jié)構(gòu)中，規(guī)模以中小型崩塌為主，錯斷式、傾倒式、滑移式和墜落式4種崩塌破壞模式最為典型。

(2)青龍峽景區(qū)崩塌成因主要表現(xiàn)為多樣的地層巖性組合孕崩、高陡的地形地貌育崩、復(fù)雜的巖體結(jié)構(gòu)面控崩、巖溶和集中降水誘崩的演化模式。

(3)建立Rockfall Analyst模型獲取青龍峽景區(qū)典型危巖體崩塌落石的運動軌跡，發(fā)現(xiàn)坡形對落石路徑的影響明顯，具有“凸型坡落石運動軌跡擴(kuò)散，凹型坡及直型坡落石運動軌跡密集”的特征。通過類比分析、綜合研判，確定景區(qū)崩塌災(zāi)害的致災(zāi)影響范圍，為景區(qū)崩塌災(zāi)害的防治提供依據(jù)。

(4)青龍峽景區(qū)災(zāi)害防治應(yīng)遵循“因地制宜，全面防控，綜合治理”的原則。災(zāi)害的防治應(yīng)充分考慮景區(qū)的特殊性，以最大限度保護(hù)景觀資源為前提，提出“風(fēng)險區(qū)監(jiān)測預(yù)警、隱患點工程治理”的崩塌防治對策。