淺析危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)制及防治對(duì)策

黃義佳 馮亮勇

摘要：危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害指在巖石裸露的陡峭坡體上較大的巖塊突然脫離母體，發(fā)生崩落、滾動(dòng)、傾倒的地質(zhì)現(xiàn)象[1]。通過(guò)對(duì)危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)制的研究，并進(jìn)行危巖體的穩(wěn)定性分析，采用相應(yīng)的防治措施對(duì)危巖體進(jìn)行治理，對(duì)類似的危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。本文以韶關(guān)市曲江區(qū)馬鞍山山頂西北側(cè)危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害勘查設(shè)計(jì)項(xiàng)目為例[2]，著重研究地質(zhì)災(zāi)害成因機(jī)制及防治對(duì)策。

關(guān)鍵詞：危巖崩塌；地質(zhì)災(zāi)害；成因機(jī)制；穩(wěn)定性分析；防治對(duì)策

1.引言

馬鞍山山頂西北側(cè)危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害點(diǎn)位于韶關(guān)市曲江區(qū)馬壩鎮(zhèn)馬鞍山人民公園山頂處，位于韶關(guān)市曲江區(qū)滑坡、崩塌、地面塌陷地質(zhì)災(zāi)害中易發(fā)區(qū)[3]，地理坐標(biāo)為：東經(jīng)113°36′15″，北緯24°41′12″。危巖崩塌體分布高程約為198m～214m，相對(duì)高差16m，危石聳立，頂部巖石較破碎，危巖體崩落后形成一個(gè)大型反傾凹陷巖腔，崩落巖塊順北側(cè)山坡滾落至標(biāo)高約為106m的公園綠道上及殘留在山坡坡面，崩落巖塊約為3m3～5m3，最大可達(dá)25m3，對(duì)坡面植被及坡腳公園綠道造成了嚴(yán)重破壞，威脅約110人，直接經(jīng)濟(jì)損失約600萬(wàn)，社會(huì)影響較大（見圖1和圖2）。

2.危巖崩塌體特征

馬鞍山山頂巖層主要由二疊系下統(tǒng)石灰?guī)r組成，巖層產(chǎn)狀較平緩，巖石垂向發(fā)育，巖體被切割形成陡壁危崖，整體坡向330°～360°，坡角達(dá)70°～85°（局部?jī)?nèi)傾），危巖體分布范圍坡高約20m～25m，寬約80m。危巖體主要為強(qiáng)～中風(fēng)化石灰?guī)r，一般塊體塊徑為0.5m～5m。山頂巖體節(jié)理裂隙軟弱面多被風(fēng)化剝蝕，同時(shí)有發(fā)育兩組主控結(jié)構(gòu)面，裂面一般張開2cm～10cm，這些節(jié)理裂隙及結(jié)構(gòu)面將巖體分割成塊狀，形成一系列的孤石、危巖體，局部巖體反傾向外側(cè)突出，在降雨和風(fēng)化作用下，當(dāng)結(jié)構(gòu)面強(qiáng)度降低至不足以牽制巖塊時(shí)，崩塌體就會(huì)脫離母體，順山坡滾落形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害，影響山頂涼亭、氣象塔、通訊塔及山腳環(huán)山綠道、運(yùn)動(dòng)場(chǎng)及相關(guān)人員生命財(cái)產(chǎn)安全。

3.危巖崩塌成因機(jī)制

3.1危巖形成的影響因素分析

據(jù)所處的地質(zhì)環(huán)境分析，危巖體的形成包括內(nèi)部條件和外部條件兩類，內(nèi)部條件包括地形地貌、地層巖性、坡體結(jié)構(gòu)、高陡臨空面；外部條件包括：降雨、風(fēng)化、植被、人類工程活動(dòng)等。在各種外界影響因素中，適宜的地形條件、節(jié)理裂隙發(fā)育、裂隙水壓力等都可能成為促進(jìn)崩塌發(fā)生的主要原因。

3.2危巖成因機(jī)制分析

馬鞍山山頂西北側(cè)危巖崩塌部位山頂巖體高陡、直立，山體經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期的風(fēng)化等地質(zhì)營(yíng)力作用，巖體節(jié)理、裂隙發(fā)育、結(jié)構(gòu)破碎，并存在外傾薄弱結(jié)構(gòu)面；加之巖體內(nèi)發(fā)育的兩組裂縫及層面的切割，將巖體切割成大小不等的塊體；崩塌激發(fā)因素為崩塌災(zāi)害發(fā)生前半個(gè)多月來(lái)的連續(xù)降雨，雨水入滲巖體裂隙、節(jié)理，使得結(jié)構(gòu)面充填物濕潤(rùn)、膨脹、軟化，巖體附著力降低，巖體在重力作用下脫離母巖崩落向低處山腳滾動(dòng)，形成此次危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害。

4.危巖崩塌穩(wěn)定性分析

4.1定性分析

本次危巖穩(wěn)定性評(píng)價(jià)采用赤平極射投影法進(jìn)行定性分析。赤平極射投影法是巖質(zhì)邊坡穩(wěn)定性分析中的一個(gè)重要的方法，既可以確定邊坡上的結(jié)構(gòu)面和邊坡臨空面的空間組合關(guān)系，確定邊坡上可能不穩(wěn)定楔形結(jié)構(gòu)體的幾何形態(tài)、規(guī)模大小，以及它們的空間位置和分布，也可以確定不穩(wěn)定結(jié)構(gòu)體的可能變形位移方向，直觀、初步做出邊坡穩(wěn)定性狀態(tài)評(píng)價(jià)[4]。

危巖體的赤平投影圖見下圖所示，根據(jù)野外實(shí)地調(diào)查和赤平投影圖中坡面、巖層層面以及主控結(jié)構(gòu)面三維空間組合來(lái)分析，危巖體處于穩(wěn)定狀態(tài)（見圖3）。

4.2定量計(jì)算

根據(jù)本區(qū)危巖體主要受兩組外傾結(jié)構(gòu)面控制，其失穩(wěn)破壞方式為拉剪—傾倒式[5]，對(duì)本區(qū)危巖崩塌體選用極限平衡法的模式進(jìn)行計(jì)算（圖4）。

（1）計(jì)算模型

（3）計(jì)算參數(shù)

結(jié)構(gòu)面物理力學(xué)參數(shù)取值詳見表1所示。

（4）計(jì)算結(jié)果

通過(guò)對(duì)巖體崩塌斷面在天然工況及暴雨工況狀態(tài)下的計(jì)算，判斷危巖體在天然工況狀態(tài)下整體穩(wěn)定性為穩(wěn)定，在暴雨工況狀態(tài)下整體穩(wěn)定性為不穩(wěn)定，穩(wěn)定系數(shù)及穩(wěn)定性評(píng)價(jià)見下表2。

5.危巖崩塌防治對(duì)策

根據(jù)危巖崩塌的防治原則[6]，結(jié)合本次危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害的特點(diǎn)對(duì)本次危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害影響范圍采取“錨桿鋼筋砼支撐墻（柱）+掛網(wǎng)噴砼+裂縫注漿+監(jiān)測(cè)方案”的綜合治理措施，具體防治措施如下：

（1）清除坡腳、殘留半山坡面及山頂崩塌區(qū)的危巖巖塊，以消除二次崩塌滾落造成繼發(fā)性地質(zhì)災(zāi)害的隱患，確保治理加固施工及山腳公園道路及運(yùn)動(dòng)場(chǎng)人員安全；

（2）對(duì)巖體大型裂縫進(jìn)行灌漿充填加固，有效地防止地表雨水滲入加劇裂隙風(fēng)化，提高上下盤巖體的結(jié)合力及整體穩(wěn)定性；

（3）對(duì)破碎風(fēng)化巖體表面進(jìn)行掛網(wǎng)噴砼護(hù)面，可阻止雨水沿節(jié)理入滲加劇巖體風(fēng)化，進(jìn)一步提高巖體的整體穩(wěn)定性；

（4）對(duì)山頂西北側(cè)危巖崩塌部位凸出巖體設(shè)置鋼筋砼墻柱進(jìn)行支撐加固，有效地阻止下部破碎巖層的風(fēng)化剝落，同時(shí)又對(duì)陡峭巖體崩落形成的凹進(jìn)巖腔進(jìn)行嵌補(bǔ)以及對(duì)上部凸出巖體進(jìn)行支撐，增強(qiáng)了山頂巖體的整體穩(wěn)定性；

（5）在危巖頂部設(shè)置水平位移長(zhǎng)期監(jiān)測(cè)點(diǎn)和安裝伸縮儀對(duì)裂縫變形情況進(jìn)行測(cè)量，并安裝報(bào)警器，在崩塌體頂部修建截水溝，對(duì)崩塌上方匯水區(qū)的地表水進(jìn)行截排，防止其對(duì)危巖的進(jìn)一步?jīng)_刷[7]；

（6）建立群策群防管理體系，自然資源主管部門對(duì)危巖崩塌體派專人定期對(duì)危巖頂部進(jìn)行巡查，另外，降雨期間封閉馬鞍山環(huán)形綠道禁止行人在危巖崩塌體下方游玩散步（圖5）。

6.結(jié)語(yǔ)

韶關(guān)市曲江區(qū)馬鞍山山頂西北側(cè)危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害隱患點(diǎn)經(jīng)過(guò)治理加固后，崩塌部位山頂巖體整體穩(wěn)定性大大提高，有效避免和該部位危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生。既對(duì)山頂氣象通訊建構(gòu)筑物和公園設(shè)施進(jìn)行有效的保護(hù)，又為曲江馬鞍山人民公園優(yōu)美的市民休閑活動(dòng)空間提供了安全保障，對(duì)類似的危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害防治具有一定的指導(dǎo)和借鑒意義。

參考文獻(xiàn)：

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