四、崩塌地质灾害
（一）崩塌的特点
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；崩塌体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1m3至数百立方米；后者规模较大，一般在数百立方米以上。
（二）崩塌的形成条件
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。
1.地貌
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55°、高度大于30m、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内57个崩塌落石点的统计数据（表5-8），有75.4%的崩塌落石发生在坡度大于45°的陡坡。坡度小于45°的14次均为落石，而无崩塌，而且这14次落石的局部坡度亦大于45°，个别地方还有倒悬情况。
表5-8 崩塌落石与边坡坡度关系的统计
2.地层岩性与岩体结构
（1）地层岩性。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概率与岩石的软硬程度密切相关。若软岩在下、硬岩在上坚硬岩体常发生大规模的倾倒式崩塌，下部软岩风化剥蚀后，上部构面的倾向与坡向相同；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、黏砂土、砂黏土、裂隙黏土；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。
3.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以下几种：
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。
4.地下水
地下水对崩塌的影响主要表现为以下几点：
（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。
5.地振动
地震、人工爆破和列车行进时所产生的振动可能诱发崩塌灾害。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K293+365m处，1981年8月16日当812次货物列车经过时，突然有720m3岩块崩落，将电力机车砸入嘉陵江中，并造成7节货车车厢颠覆。
6.人类活动
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3h产生的，崩塌体积约20×104 m3。1994年4月30日，发生于重庆市武隆区境内乌江鸡冠岭山体崩塌虽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坡中段开采煤矿等人类活动也是重要的诱发因素。
（三）崩塌灾害实例
1.湖北省远安县盐池河崩塌灾害
1980年6月3日，湖北省远安县盐池河磷矿突然发生了一场巨大的崩塌灾害，标高839m的鹰嘴崖部分山体从700m标高处俯冲到500m标高的谷地。在山谷中乱石块覆盖面积南北向长为560m，东西向宽为400m，石块加泥土厚度30m，崩塌堆积的体积共100万m3。最大岩块有2700多t重。顷刻之间，盐池河上筑起一座高达38m的堤坝，构成了一座天然湖泊。乱石块把磷矿的五层大楼掀倒、掩埋，死亡307人，还毁坏了该矿的设备和财产，损失十分惨重。
盐池河山体产生灾害性崩塌具有多方面的原因。除地质因素外，地下磷矿层的开采是上覆山体变形崩塌的最主要的人为因素。这是因为磷矿层赋存在崩塌山体下部，在谷坡底部出露。该矿采用房柱采矿法及全面空场采矿法，1979年7月采用大规模爆破房间矿柱的放顶管理方法，加速了上覆山体及地表的变形过程。采空区上部地表和崩塌山体中先后出现地表裂缝10条。裂缝产生的部位，都分布在采空区与非采空区对应的边界部位。说明地表裂缝的形成与地下采矿有着直接的关系。后来裂缝不断发展，在降雨激发之下，终于形成了严重的崩塌灾害。在发现山体裂缝后，该矿曾对裂缝的发展情况进行了设点简易监测，虽已掌握一些实际资料，但不重视分析监测资料，没有密切注意裂缝的发展趋势，因而不能正确及时预报，也是造成这次灾难性崩塌的主要教训之一。
2.重庆武隆鸡尾山崩塌灾害
2009年6月5日15时许，重庆市武隆区铁矿乡鸡尾山发生大规模山体崩塌，掩埋了12户民房以及山下400m外的铁矿矿井人口，造成10人死亡，64人失踪（含矿井内27名矿工），8人受伤的特大型地质灾害，也是一次巨型滑移式崩塌地质事件。
鸡尾山山体变形已具有较长的历史。20世纪60年代发现张开裂缝，1998年危岩裂缝最大宽度达2m，2001年以来多次发生小规模崩塌，新增裂缝最长500m，并有多处纵向裂缝。2005年7月18日，鸡尾山发生山体崩塌1.1×104 m3。2009年6月2日滑源区前缘发生局部崩塌，6月4日同一位置再次发生崩塌，并向中下部岩体转移，崩塌范围扩大。6月5日15时许，长约720m、宽约140m、厚约60m，总体积约480×104 m3的危岩体沿下伏软弱层产生快速滑动破坏，在跃下前缘约70m高的陡坎后迅速解体撒开，沿途发生高速冲击、刨蚀和铲刮作用，碎屑流堆积长度达2.2km。整个过程历时约1min。
（1）有利于崩滑灾害产生的地质条件。鸡尾山山体属于单斜结构，岩层总体向N35°W方向倾斜，倾角达20°～35°。北侧前缘和东侧两面临空。坡体贯穿性结构面发育，主要有两组近于正交的陡倾结构面（裂隙），第一组结构面（75°～110°∠79°～81°）既形成该区东侧陡壁，又为本次崩滑体提供了西侧边界；第二组结构面（175°～185°∠75°～81°）构成崩滑体的后缘边界。滑源区灰岩层中存在连续分布的含炭质和沥青质页岩夹层，构成坡体中相对软弱的结构面，并为岩体滑动提供了潜在底滑面。山体岩溶作用强烈，溶洞、岩溶管道、落水洞和溶蚀裂缝等较为发育，破坏了山体的结构，在一定程度上降低了山体的稳定性。上述两组陡倾结构面及软弱夹层将巨厚层状灰岩切割成“积木块”状，为崩滑灾害的发生提供了基本的坡体结构条件。
（2）前部关键块体的控制作用。滑源区岩层产状为345°∠21°，而斜坡东侧陡壁总体走向为N7°E。岩层层面倾向山内，与斜坡陡崖走向存在22°左右的交角。因此，滑源区被结构面切割成“积木块”状的岩体并不能完全沿倾向方向顺畅地滑动，而是要受到前部岩体的阻挡。致使鸡尾山崩滑体最终能产生大规模滑动破坏的关键因素是：崩滑体西侧结构面的延伸方向在崩滑体中前部发生了明显的转折，即走向由N7°E转为N35°E，这一转折为崩滑体向东侧陡崖临空方向滑出提供了条件。因此，滑源区中前部的“三角形”块体就成为控制整个崩滑体稳定性的“关键块体”。一旦“关键块体”被剪断和突破，被切割成块状的岩体经长时间蠕滑变形积累的巨大应变能将在瞬间释放，另外滑源区前缘存在一超过50m的陡坎，由高差产生的势能将在滑体运动过程转化为巨大动能，并由此产生出乎意料的高速远程运动。事实上，从崩滑前（6月2日开始）多次小规模崩塌主要发生在滑源区前部这一现象已清楚地印证了“关键块体”的存在。
（3）采矿活动的影响。自20世纪20年代开始，人们开始在鸡尾山山体内开采二叠系梁山组（P1l）中的铁矿层（图5-11）。采矿活动自山体上游侧（南侧）向下游侧（北侧）不断扩展。20世纪60年代至灾害发生前的采矿活动主要位于滑源区北东侧之下，2004年以后的开采又刚好位于滑源区前缘之下。尽管其矿层较薄（均厚1.2m）、开采量不大（实际生产能力仅1万t/a）、采矿方式也有利于山体稳定（房柱式开采），但分析认为，长期大范围（采空区面积超过5万m3）的地下开采活动无疑会影响和改变上覆山体的应力场环境，从而对其稳定性构成扰动。尤其是采矿活动对滑源区后缘和西侧拉裂边界的形成和发展具有一定的促进作用。
图5-11 鸡尾山崩滑体剖面图
3.“8·14”成昆铁路山体崩塌灾害
2019年8月14日12点44分，受四川省部分地区持续降雨影响，在凉山州甘洛县境内，成昆铁路凉红至埃岱站间，埃岱2号至3号隧洞附近突发山体崩塌险情。在此参与成昆铁路抢险清淤工作的24人遇险。截至2019年8月18日21时25分，当日搜寻到8具疑似失联人员遗体，累计已发现12具疑似失联人员遗体。山体还在继续坍塌，给施救工作带来极大影响。
灾害发生后，铁路部门立即启动Ⅰ级响应，迅速组织力量，会同地方消防人员全力开展救援。四川省应急管理厅牵头成立了由中国铁路成都局集团、中铁十局及地方消防公安等部门组成的救援指挥部。截至2019年8月18日，据成昆铁路“8·14”山体边坡垮塌抢险救援指挥部消息：省州县三级抢险救援工作组会同铁路部门，在确保安全的前提下，共投入消防、武警、民兵等救援力量667人，出动救援机械设备39台。