摘要
FAST（中国天眼）保护区内地质灾害发育，目前共有在册地质灾害132处，属地质灾害高易发区域，区内地质灾害隐患已对FAST工程的安全运行构成威胁。本文以FAST保护区现有地质灾害为研究对象，采用实地调查、资料收集、数理统计等方法，对保护区内地质灾害的发育特征进行分析，建立地质灾害关联模型，研究区内地质灾害孕灾条件及影响因素之间的耦合关系，并对区内地质灾害成因机理进行分析研究，提出了防治措施及监测预警建议。FAST保护区滑坡地质灾害主要有“牵引式”、“推移式”两种破坏力学模式，其中小型滑坡多呈“牵引式”破坏，中型、大型滑坡多呈“推移式”破坏；区内崩塌危岩体的主要破坏模式有“倾倒式”、“坠落式”、“滑移式”。区内地质灾害主要诱发因素是强降雨和人类工程活动，因此，强降雨前后应做好地质灾害巡查防控，区内开展岩土工程活动前需做好科学评估和规划，避免人为引发地质灾害。
FAST（中国天眼）保护区指以直径500 m射电望远镜台址为中心，半径30 km的无线电宁静区域。保护区内峰丛、洼地、落水洞、天坑群等喀斯特地貌发育，台址区地形起伏大，溶蚀峰林、大型岩堆、大型溶沟、溶槽、溶蚀裂隙密布，各种岩溶不良地质现象发育集中，地质环境条件极为复
地质灾害的孕育及发生是一个动态的过程，尤其是在喀斯特地貌峰丛洼地区域，因其地形高陡、切割强烈，具备良好的崩塌灾害孕灾环
FAST保护区位于贵州高原山地向广西丘陵过渡的斜坡地带，总体地势北高南
FAST保护区属中亚热带季风气候区，年均降雨量1259 mm，5~10月为雨季，集中了全年降水量的75.16%，11月至次年4月份仅占全年降水量的24.84%。降水强度随季节变化，雨季降水多而集中，降水强度大。
保护区属珠江流域的红水河水系，地表河流有摆郎河、羡塘河、曹渡河、蒙江，区内岩溶地下河管道发育，属大、小井地下河系统。区内河流表现为典型的山区性河流特征，上游河谷开阔，水量小，水流平缓；中游河谷束放相间，水流湍急；下游河谷深切狭窄，水量
FAST台址位于贵州省平塘县克度向斜轴部近东翼，轴部地层为三叠系，以轴部为核心两翼（向东、向西）分别出露二叠系和石炭系；保护区北侧自克度以北开始出露二叠系、石炭系、泥盆系，南侧自董当以南开始出露二叠系、石炭系。区内碳酸盐岩广泛分布，局部有砂岩、泥岩、页岩等地层出露，第四系零星分布、主要为残坡积红粘土、冲（洪）积砂砾层，厚度一般小于5 m，洼地底部以及斜坡地带有成层崩塌块石堆积层分布，厚度变化大。
保护区地处江南复合造山带——黔南坳陷区-都匀南北向隔槽式褶皱变形区，南侧局部跨江南复合造山带——右江裂谷-前陆盆地区-望谟北西向褶断带，横跨两处五级构造单元分
FAST保护区内主要发育崩塌、滑坡、不稳定斜坡3种地质灾害类型，有现状地质灾害132处。其中，崩塌94处，占灾害总数的71%；滑坡31处，占灾害总数的24%；不稳定斜坡7处，占灾害总数的5%。区内地质灾害以崩塌为主。其中，大型12处，占灾害总数的9.1%，中型10处，占灾害总数的7.6%，小型110处，占灾害总数的83.3%。区内地质灾害规模以小型为主。详见
| 类型 | 数量/处 | 规模 | ||
|---|---|---|---|---|
| 大型 | 中型 | 小型 | ||
| 滑坡 | 31 | 2 | 1 | 28 |
| 崩塌 | 94 | 10 | 16 | 77 |
| 不稳定斜坡 | 7 | 0 | 2 | 5 |
| 合计 | 132 | 1 | 21 | 110 |
图1 FAST保护区地质灾害类型及规模直方图
Fig.1 Type and scale histogram of geological disarsters in FAST Protected area
地质灾害的发育类型、密度及空间分布与地层岩性、地形地貌关系密
图 2 FAST保护区地质灾害分布
Fig.2 Geological disaster distribution map of FAST Protected area
FAST保护区内地质灾害与断裂构造有关联，如
图3 FAST保护区地质灾害发育与断层关系
Fig.3 Relationship between geological disaster development and faultage in FAST Protected area
FAST保护区内地质灾害发育类型与地层岩性之间有密切关联，所有崩塌地质灾害均发育在碳酸盐岩为主的地层中，有73处发育在以灰岩为主的地层中，有21处发育在以白云岩为主的地层中；有27处滑坡、5处不稳定斜坡地质灾害发育在以泥岩、砂岩、粘土岩为主的地层中，分别占滑坡、不稳定斜坡地质灾害总数的87.1%和71.4%。如
图4 FAST保护区地质灾害发育与岩性关系
Fig.4 Relationship between geological disarster development and lithology in FAST Protected area
FAST保护区内滑坡不稳定斜坡地质灾害主要发育在10°~40°的斜坡内，分别占其总数的97%和100%；崩塌地质灾害主要发育在40°~70°的斜坡内，占其总数的94.7%。如
图5 FAST保护区地质灾害发育与地形坡度关系
Fig.5 Relationship between geological disarster development and topographic slope in FAST Protected area
FAST保护区内有86处崩塌地质灾害发生在岩层倾角30°以下的地层中，占区内崩塌总数的91.5%；有20处滑坡地质灾害发生在倾角10°~50°的岩层中，占区内滑坡地质灾害总数的77.4%；7处不稳定斜坡地质灾害均发生在10°~50°的岩层中。区内地质灾害发育数量与岩层倾角有关联性，如
图6 FAST保护区地质灾害发育与岩层倾角关系
Fig.6 Relationship between geological disarster development and strata dip angle in FAST Protected area
FAST保护区发育在海拔800 m以上区域的崩塌有88处，占区内崩塌地质灾害总数的94%，发生在海拔800 m以下区域的滑坡有19处，占滑坡总数的61.3%。海拔高程大小主要与地形地貌相关，地形地貌又是控制地灾发育类型的重要因素，区内平均海拔高度在800 m左右。高海拔区域多是碳酸岩盐分布区，河谷深切，坡面陡峻，主要发育崩塌地质灾害；低海拔区域多是泥岩、砂岩、粘土岩等软质岩类分布区域，地形坡度较缓，主要发育滑坡、不稳定斜坡地质灾害。如
图7 FAST保护区地质灾害发育与高程关系
Fig7 Relationship between geological disaster development and elevation in FAST Protected area
地质灾害的发育类型及规模主要受地层结构、地形地貌、地下水等孕灾条件控制。降雨、融雪、人类工程活动、地震等是触发或诱发地质灾害的常见影响因
地质灾害形成受内动力地质作用、易滑地质条件、外动力作用及工程扰动等因素相互影响。内动力地质作用包含构造运动、活动断裂、地震等因素；易滑地质条件包含地形地貌、地层结构、水文地质等因素；外动力作用及工程扰动包含降雨、融雪、工程扰动等因素。其耦合关系是内动力地质作用控制易滑地质条件与外动力作用相互影响，可直接触发地质灾害；易滑地质条件受内动力地质作用控制，受外动力作用及工程活动扰动，孕育地质灾害；外动力作用及工程扰动诱发地质灾
图 8 地质灾害影响因素关联模型
Fig.8 Correlation model of influencing factors of geological disasters
滑坡的形成条件是存在有利地形地貌（如切割较深的沟谷、河流岸坡或具有一定坡度的斜坡地形）为滑坡发育提供临空条件；存在易滑地层结构（如较厚的覆盖层，平行坡面的基覆界面，顺向含软弱夹层的岩质边坡或岩土混合边坡）为滑坡产生提供易滑界面；雨水及坡面水流深入滑坡体起软化和潜蚀作用，长期的渗流使易滑界面不断被软化，强度显著降低，形成软弱层或面，是滑坡形成的诱发因
FAST保护区内滑坡的演化过程复杂，每处滑坡形成的地质环境条件有其独特性，也存在共性特征，区内滑坡滑面的形成及贯穿均呈现出累进破坏特征，小型滑坡，滑面主要为基覆界面，其破坏力学模式主要为“牵引式”；中型、大型滑坡滑面主要为层间软弱面，其破坏力学模式主要为“推移式”。区内滑坡地质灾害的主要诱发因素是人类工程活动和强降雨。
FAST保护区内的崩塌地质灾害主要发生在溶蚀洼地、峰丛槽谷等喀斯特地貌分布区域，崩塌危岩体多发育于陡崖面或其顶部。其形成机理：陡崖岩体在卸荷作用下，其临空面附近主应力迹线发生偏转，表层陡崖岩体内产生应力集中带，在临空面下部附近形成剪应力增高带，从而产生平行坡面的拉裂面；崖顶附近容易形成张应力集中带，岩体容易被沿竖向节理拉裂，形成与坡面近似平行的拉裂面。在长期雨侵蚀与卸荷作用下，岩体竖向裂隙进一步扩展，逐渐形成陡崖卸荷裂隙带。陡崖卸荷裂隙带的形成为陡崖岩体进入时效变形破坏创造条
根据统计分析，FAST保护区崩塌危岩体的主要变形破坏模式有“倾倒式”、“坠落式”、“滑移式”，其主要诱发因素是人类工程活动和强降雨。
FAST保护区内各处地质灾害因其孕灾环境、发育规模、成因机理、破坏模式等的不同均有其独特性。因此，建议工程技术人员开展地质灾害防治工作时，应在充分认识地质灾害发育特征基础上，深入分析其成因机理及可能的变形破坏模式，科学计算其稳定性，采用针对性的治理措施进行防治。除搬迁避让外常见的地质灾害防控措施有工程治理及监测预警。
以FAST工程台址区崩塌地质灾害综合治理工程为例，该工程采用了“清理、支撑、锚固、防护、拦截、封填、灌浆、抗滑桩、排水”等综合治理措施，对台址区排查出的危岩及崩塌堆积体进行了有效治
（1）清除：对陡崖带上规模较小危险性较大的浮石、松动的块石可采用清除方式，一劳永逸。
（2）支撑：对于鹰嘴岩状体积较大的危岩体，可考虑采用钢筋混凝土支撑。
（3）锚固：对体积大不易清除，裂隙较发育的危岩体可以用锚杆（索）将其锚固在稳定的岩体上。
（4）防护：对结构较为破碎，容易在风化侵蚀作用下发生小规模掉块的危岩带，可考虑在危岩带区域安装主动防护网进行防护，或挂网喷浆对易受风化侵蚀坡面进行封闭防护。
（5）拦截：对坡面具备条件的危岩带，可考虑采用落石槽或被动防护网进行拦截。
（6）封填：对于基座存在凹岩腔的危岩体，可采用混凝土将凹岩腔进行封填。
（7）灌浆：用水泥砂浆等胶结材料将危岩体后缘裂隙进行封闭，防止雨水进入，抑制裂隙进一步扩展。
（8）抗滑桩：对体量较大的崩塌堆积体，可以采用抗滑桩支挡。
（9）排水：在危岩区或崩塌堆积体内外设置截、排水系统。
在实际工程应用中，应综合比选各种治理方式的优劣及适用性，对于一种处理方式不能有效解决的问题，可以考虑采用多种措施综合应
（1）FAST保护区滑坡地质灾害主要有“牵引式”、“推移式”两种力学破坏模式，其中小型滑坡多呈“牵引式”破坏，中、大型滑坡多呈“推移式”破坏。
崩塌危岩体的主要破坏模式有“倾倒式”、“坠落式”、“滑移式”。
（2）FAST保护区内地质灾害成因机理、破坏模式复杂多变，各处地质灾害均有其独特性。区内地质灾害防治工作应根据地质灾害特点，因地制宜且有针对性的采取措施。同时，地质灾害防治方案不应是单一的，应是多种防治措施的有效组合。
（3）FAST保护区内地质灾害主要诱发因素是强降雨和人类工程活动，因此，强降雨期间或雨后是地质灾害高发期，强降雨前后应做好地质灾害巡查防控，加强监测。另外，区内开展岩土工程活动前需做好科学评估和规划，避免人为引发地质灾害。
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