后溪河大橋邊坡危巖體發(fā)育特征分析

付貴權，林 植，郭 峰，徐見深

(四川省冶金地質(zhì)勘查局六0六大隊，四川成都610000)

1 研究背景

研究區(qū)為在建重慶巫溪至陜西鎮(zhèn)坪高速公路通過路段，公路隧道出口在研究區(qū)的斜坡中部，且設計有一橋梁橫跨后溪河，連接南北隧道，因此，斜坡上部的危巖體嚴重威脅著隧道出口和橋梁的安全性。

研究區(qū)屬構造剝蝕為主的中高山狹谷區(qū)(圖1)，兩岸谷深、坡陡，基巖多裸露，后溪河由西流向東，原始河谷呈“V”型，岸坡高陡，卸荷作用強烈，崩塌現(xiàn)象時常發(fā)生。

圖1 研究區(qū)斜坡剖面

南岸河床至坡頂部高差約700 m，整個邊坡為風化破碎嚴重的巖壁，地形坡度為55～70°，以上存在一個植被茂盛斜坡，斜坡上方為近似于垂直的陡壁，高200 m，巖層緩傾下游。巖壁及陡崖發(fā)育裂隙，陡崖壁凹腔發(fā)育、大量危巖“懸掛”于其上。

北岸地形坡度40～55°，北岸上方為陡崖，近河床段山坡高度約500 m，整個邊坡為風化破碎嚴重的邊坡，邊坡和巖壁都發(fā)育大量拉裂巖體和懸掛巖體。

2 危巖分布規(guī)律

研究區(qū)山體雄厚，邊坡陡峻，拔河高度達到數(shù)百米，危巖體發(fā)育于高陡斜坡上，大部分危巖體人力難以企及，傳統(tǒng)的實地調(diào)查方法難以實施，必須采用遠距離、非接觸、高精度的調(diào)查手段，才能對危巖體進行準確的定位，確定其幾何參數(shù)、巖體結(jié)構特征和邊界條件等。針對這種情況，在危巖體的調(diào)查中采用了現(xiàn)場調(diào)查與無人機低空攝影測量技術相結(jié)合的方法，實現(xiàn)了地形圖的測量、邊坡結(jié)構、危巖體的信息的采集。

無人機航拍影像解譯發(fā)現(xiàn)，南、北岸邊坡共有90個危巖體(區(qū))。其中后溪河南岸32塊危巖體，北岸共58塊危巖體，見圖2。

圖2 研究區(qū)危巖體分布

南岸河床至坡頂部高差約700 m，整個邊坡為風化破碎嚴重的巖壁，地形坡度為55～70°，以上存在一個植被茂盛斜坡，斜坡上方為近似于垂直的陡壁，高200 m，巖層緩傾下游。巖壁多發(fā)育墜落式、拉裂式危巖體，失穩(wěn)模式為“拉裂-墜落”“偏心滾落”“錯斷-滑移”，規(guī)模主要為大、中型。

北岸地形坡度40～55°，北岸上方為陡崖，近河床段山坡高度約500 m，整個邊坡為風化破碎嚴重的邊坡，主要發(fā)育孤立式、滑移式、墜落式、傾倒式危巖體，失穩(wěn)模式以“偏心滾落”“錯斷-滑移”“拉裂墜落”“傾倒-崩落”為主，規(guī)模主要為中、小型。

研究區(qū)危巖體總體上具有如下分布規(guī)律：

陡坡段(坡度一般大于50°)巖體臨空條件好，風化卸荷強烈，地表水侵蝕作用強，地震力造成坡體拉裂，裂隙(尤其是順坡向裂隙)延伸長、張開度大、連通率高。主要發(fā)育墜落式、傾倒式危巖體。

中等坡度的坡段(坡度一般30～50°)主要受卸荷裂隙、構造裂隙及層面的切割，巖體質(zhì)量下降，主要發(fā)育滑移式危巖體。

緩坡段(坡度一般小于30°)主要接受上部巖體崩塌后的停積，孤石(堆)廣布，主要發(fā)育孤立式危巖體。

3 危巖體類型

研究區(qū)區(qū)危巖體可分為四類，即孤立式、墜落式、滑移式、傾倒式(圖3～圖6)。

圖3 孤立式危巖體

圖4 墜落式危巖體

圖5 滑移式危巖體

圖6 傾倒式危巖體

研究區(qū)危巖體數(shù)量最多的為滑移式危巖體，占總量的44.44%，墜落式、傾倒式、孤立式危巖體數(shù)量相當，分別占總量的23.33%、24.44%和7.78%(表1、圖7)。這顯然是研究區(qū)的工程地質(zhì)條件所決定的。研究區(qū)巖性主要為硬質(zhì)巖，河谷下蝕速度快，卸荷強烈，因此容易形成高陡斜坡，加之差異風化、地震、人類工程開挖的作用，邊坡凹腔發(fā)育，因此，墜落式危巖體在研究區(qū)發(fā)育最為廣泛。

表1 研究區(qū)危巖體類型統(tǒng)計

圖7 研究區(qū)各類型危巖體百分比

4 防治措施建議

危巖體處理原則是根據(jù)邊坡卸荷程度、巖體損傷程度、危巖體的發(fā)育程度，危巖的穩(wěn)定性、危害性分級等情況，采用綜合處理方案，最大程度清除隱患。對后溪河中上部邊坡強卸荷帶、裂縫發(fā)育的不穩(wěn)定邊坡，可采取整體放坡開挖支護的方法來處理。對下部卸荷程度小，裂縫不發(fā)育穩(wěn)定邊坡，采取防治危巖體+主被動網(wǎng)防護的辦法進行處理。對于隧道進出口附近邊坡，可在上述處理措施的基礎上，設置接長棚洞，保護洞口安全。

危巖體防治技術方法包括爆破(人工)清除、錨(索)桿支護、坡面防護、坡表截、排水、主(被)動防護網(wǎng)、鋼筋籠攔渣壩等。即以危巖體為基本單元進行處理，對Ⅰ類危巖整體清除或支護；對Ⅱ類危巖局部清除或支護；對Ⅲ類危巖利用被動防護措施。

總體而言，對于北岸危巖體，上部陡壁危巖體采用放坡開挖+噴錨支護，中上部和中部陡壁危巖體主要采用清危+掛網(wǎng)防護，同時采用錨桿加固+灌漿加固裂縫的聯(lián)合處理措施，下部陡壁危巖體主要采用清危+掛網(wǎng)噴混凝土或者掛主動防護網(wǎng)進行支護。同時北岸巖體較為破碎，可采用小擾動手段清除這部分危巖體。同時對該區(qū)域坡體表面裂縫噴射混凝土進行封閉處理，從而提高北岸邊坡巖體整體質(zhì)量。同時需要增設隨機錨桿、錨筋樁、掛網(wǎng)等支護措施。

5 結(jié)論

在大量現(xiàn)場調(diào)查的基礎上，結(jié)合無人機航測技術，獲取了調(diào)查區(qū)危巖體的精確位置、幾何特征、巖體結(jié)構特征、邊界條件等信息。對調(diào)查區(qū)危巖體的類型、發(fā)育分布規(guī)律、影響因素、成因機理進行了研究，對危巖體進行了穩(wěn)定性評價，并提出相應的防治措施建議。主要得到如下結(jié)論：

(1)共確定出危巖體90塊(區(qū))，其中調(diào)查區(qū)南岸32塊，北岸共58塊；

(2)調(diào)查區(qū)危巖體可以分為墜落式、滑移式、傾倒式、孤立式四種類型，其中主要類型為墜落式和滑移式危巖體；

(3)危巖體的防治措施建議是根據(jù)邊坡卸荷程度、震裂損傷程度、危巖體的發(fā)育程度，危巖的穩(wěn)定性分級和威脅對象等情況，采用綜合處理方案，最大程度清除隱患，且治理過程不應產(chǎn)生新的危巖體。