論山區道路危巖落石機理與防治技術

梁玉榮

山區道路兩側山體受多種因素影響，巖石墜落現象時有發生，輕則使公路和車輛遭到輕微毀壞，重則使道路中斷，給交通運輸帶來重大損失;更有甚者，落石的巨大沖擊能量嚴重威脅到人

民群眾生命安全，其危害程度不亞于泥石流、滑坡等地質災害。本文對山區道路落石的形成機制及防治的常用技術進行了論述，以期能針對不同的落石現象進行識別，選擇不同的防治技術，做到早識別、早發現、早治理。

1 危巖落石的形成機制

危巖指高陡斜坡產生了拉裂、松動變形并隨時可能發生破壞，向坡下運動的巖體;落石是個別危巖脫離母巖，向下墜落的現象。危巖落石形成具有影響因素復雜、形成規模不確定、發生時間難以預測，致災隨機性強的特征，它的形成機制受內在條件及外界誘發因素制約，主要有如下幾點。

1.1 形成危巖落石災害的內在條件

危巖落石形成的內在條件包括巖土類型、地質構造、地形地貌三個方面，統稱為地質條件。1)不同的巖土類型使得落石災害具有不同的物質條件，通常巖性堅硬的各類巖石及初具成巖性的石質黃土、結構密實的黃土等形成規模較大的落石，頁巖、泥灰巖等互層巖石及松散土層等，往往以墜落和剝落為主。2)不同地質構造(如節理、裂隙、層面、斷層等)對坡體的切割、分離，為落石的形成提供邊界條件。山體中的裂隙越發育、越易產生落石，與坡體延伸方向近乎平行的陡傾角構造面，最容易產生落石。3)山區道路兩側不同的地形地貌如人工邊坡、坡度大于45°的高陡邊坡、孤立山嘴或凹形陡坡等均容易產生落石。

1.2 形成落石災害的外界誘發因素

水是誘發落石的首要因素。融雪、暴雨和長時間的連續降雨，使地表水滲入坡體，軟化巖土及其中軟弱面，產生孔隙水壓力等，從而誘發落石。其次是凍脹、晝夜溫度變化、地震等也會誘發落石現象。另外，不合理的人類活動，如采掘礦產資源、道路工程削坡過陡、開挖山體，強烈的機械震動等改變坡體原始平衡狀態的人類活動，都會誘發落石現象。

2 落石防治工程的設計原則

危巖落石的防治方法可分為清除、加固、攔截、遮擋四大類別。

當道路兩側山體可能發生的危巖落石體積數量不大，且母巖的破裂程度不嚴重時，則以全部清除為宜;但由于清除技術對山體進行了擾動，應謹慎采用。加固類技術的防治理念在于通過支撐、錨固、注漿等技術措施，增強危巖的穩定性，阻止其發生崩落，而不至于致災;用于勘察確定的、不宜或難于消除的大型危巖體治理。攔截遮擋的防治理念在于對存在線狀危巖帶的道路兩側，假設危巖落石現象形成，通過攔截阻擋等防護技術措施，阻止落石到達道路范圍，全面有效保護行人車輛不受侵害;攔截遮擋措施適用于可能發生的漏勘漏治的規模不大，頻繁發生的中小型落石，通常作為加固技術的輔助措施。

四類防治措施各有優缺點，對于具體的危巖落石防治工程，可以采用不同技術結合使用，起到理想的防治效果。

3 落石防治技術體系

3.1 清除

清除分為一般清除和刷坡削坡。1)一般清除可采用人工、機械、爆破三種方式。在一定條件下，它是最為經濟的措施，但難以實現徹底清除，且隨著風化或侵蝕過程的繼續，必將產生新的危石，應謹慎采用。2)刷坡削坡是在危巖孤石突出的山嘴以及坡體風化破碎的地段，采用刷坡、削坡技術放緩邊坡，以減小斜坡體的重量，使斜坡坡度達到理想的穩定坡度。但削坡不宜在巖體破碎強烈，開挖影響較大的巖體上進行。

3.2 加固

加固是通過進行錨固、護坡、護墻、支撐、嵌補、噴射混凝土、柔性主動防護網、勾縫、注漿與排水等，以及各種技術措施綜合利用來實現危巖體的主動防護治理。

1)錨固。它是利用錨索、錨桿對有失穩可能的危巖體進行錨固，通過錨固力提供抵抗危巖體下滑力或傾覆力矩，保證危巖體的穩定。它的優點是結構簡單，不明顯改變環境，缺點是要完全查清坡面危石很難，且在采用錨固措施時，必須在危石上進行大量的鉆孔錨固作業，對母巖造成大的擾動，施工風險大。2)護坡、護墻。適用于易風化剝落的邊坡，用以封閉邊坡。邊坡陡者用護墻，邊坡緩者用護坡;對易風化的軟弱巖層，可用瀝青、砂漿或漿砌片石護面。護坡、護墻的缺點是破壞了植被生長條件，對坡面條件要求高，因結構抗力低，存在自身穩定性問題。3)支撐。它是以石砌、水泥混凝土、鋼筋混凝土或鋼軌等修建人工支撐體來提高危巖穩定性的一種防治技術，有墻式、柱式、拱式等不同類型;適用于位置確定、有支撐條件的較大巖腔，要求支撐體自身及基礎穩固，它的優點是不會對母巖造成大的擾動。4)嵌補。它是對外懸或坡面凹形的較小巖腔采用漿砌片石、混凝土或水泥砂漿填筑，以提高危石穩定性。嵌補結構要求具有穩定的基礎，且必須與坡面緊密結合;它的缺點是要修筑基礎，環境破壞性較大。5)噴射混凝土。該方法本身能通過添加纖維來提高強度和韌性，并常與錨桿、鋼筋網或鋼絲格柵結合使用，通常把它當作鋼筋混凝土結構，具有很高的承載能力。噴射混凝土對坡面有封閉作用，非常好地隔絕了地表水下滲，提高了邊坡的穩定性。優點是技術成熟，機械化程度高，施工速度快，對地形適應能力強，也比較經濟。缺點是毀滅坡面既有植被及其生長發育條件，對環境和自然景觀具有破壞性。6)柔性主動防護網。它是用錨桿、支撐繩固定方式將鋼絲繩網和鋼絲網覆蓋包裹在所需防護斜坡或巖石上，以加固或圍護危巖或落石的一種新的主動防護系統。它的特點是施工快捷、構件標準化、環境影響小，適用于小型、淺表層危巖體的防治。7)勾縫、注漿與排水。鑒于水是產生落石的重要因素，為提高邊坡的穩定性，對坡體中的裂隙、縫，可采用水泥砂漿、細石混凝土勾縫、注漿等進行封閉，以防止災害進一步發展;特別是對侵蝕作用比較敏感的邊坡，可設排水工程以攔截疏導斜坡地表水和地下水，通常作為輔助措施予以考慮。

3.3 攔截

對于僅在雨后才有墜石、剝落地段，可在坡腳或半坡上設置攔截構筑物，包括傳統的剛性系統(如落石槽、攔石墻、落石平臺等)，半剛性攔石墻、柔性被動攔石網等。

1)落石槽。落石槽是在坡腳留置或設置具有一定寬度和深度的溝槽來承接落石，它的設置要保證落石不致直接落到公路范圍。優點是就地取材，施工簡單;缺點是占地面積大，不經濟，且會帶來較大的環境破壞。2)落石平臺。當被防治的公路路基距有危巖落石隱患的山坡坡腳有適當距離，且路基高程與坡腳下平緩地帶高程相差不大(不超過2 m～2.5 m)時，宜修筑落石平臺。3)攔石墻。修建于落石路徑上(坡腳或坡面上)的攔擋結構，需要有穩定而龐大的基礎，由漿砌片石或澆筑混凝土構成。缺點是抗沖擊效果較差，受經濟、場地條件和結構自身穩定性等因素限制，對場地條件要求較高。4)柔性被動防護網。防護網由鋼絲繩網或環形網(需攔截小塊落石時附加一層鐵絲格柵)、固定系統(錨桿、攔錨繩、基座和支撐繩)、減壓環和鋼柱四個主要部分構成;系統的柔性和攔截強度足以吸收和分散傳遞預計的落石沖擊動能，消能環的設計和采用使系統的抗沖擊能力得到進一步提高。與剛性攔截和砌漿擋墻相比較，改變了原有施工工藝，使工期和資金得到減少，把飛石攔截在公路之外，避開災害對公路設施的毀壞。

3.4 遮擋

采用明洞(類似于隧道內襯的封閉式結構)或棚洞(封閉或半封閉的懸臂式結構)措施，將落石路徑隔離在路面以外，通常由混凝土或漿砌石構成，并可在洞頂鋪填砂土和礫石緩沖混合料，以防止落石對結構的破壞。優點是防落石效果好，不需要做任何維護，安全性和安全感均很高;缺點是造價高，常用于中、小型落石防治。

4 結語

山區道路兩側危巖落石災害影響因素復雜，發生難以預測，在公路新建時，應加強工程地質工作，對危巖落石地段，應采取繞避或必要的處治措施，防患于未然。對于運營中的公路，要加強日常檢查巡視，尤其做好季節性檢查與治理，以預防為主，治早治小，一次根治，不留后患，針對具體的災害成因及特點，及時采取措施，確保公路安全運營。

［1］ 曾 廉.崩塌與防治［M］.成都:西南交通大學出版社，1990:23-50.

［2］ 胡厚田.崩塌與落石［M］.北京:中國鐵道出版社，1989:78-105.

［3］ 葉四橋，陳洪凱，唐紅梅.危巖落石防治技術體系及其特點［J］.公路，2010，7(18):80-84.