淺談山體崩塌特征、危害及治理的必要性
——以西場村崩塌為例

范余敏 付永光 宋睿智

河南有色巖土工程公司

淺談山體崩塌特征、危害及治理的必要性
——以西場村崩塌為例

范余敏 付永光 宋睿智

河南有色巖土工程公司

西場村崩塌發生于2010年8月5日夜間，崩塌體位于林州市石板巖鄉桃花洞西場村的西北山體的半山腰部位，崩塌山體巖性為石灰巖，坡腳高程1000m左右，崩塌危巖頂面高程約1200m，墜落高差約200m。山坡總體坡度75°～85°，山前斜坡坡角45°～50°，坡長100m左右，山體坡腳處有樹林、農田、旅游公路和居民點，屬小型巖質崩塌。崩落的塊石一部分堆積于坡面，另一部分崩落于河谷和農田中。目前，山體上還分布著較多未崩落的危巖和斜坡上崩落的浮石約4500m3，崩塌危巖高度約80m，最大寬度約25m，最大厚度約12m，呈倒錐形態，母巖為寒武系灰巖，崩塌體積約4500m3，崩落最大水平距離約130m，最大塊度 3m×3m×3m。本次產生崩塌的山體在1990年曾對山體危巖進行過爆破清理，但危巖未脫離母巖墜落，所以，當年的爆破清危與本次山體崩塌有著直接的關系。

山體崩塌；特征；危害；治理

1 山體崩塌造成的危害

本次山體崩塌損壞小型汽車1輛，損毀農田8畝、旅游水泥道路350m、樹木5000余株，威脅通信基站2座、電力設備1臺套，對坡腳下西場村9戶42人、房屋83間構成威脅，此外還威脅來此旅游人員的生命安全，嚴重影響了當地村民的正常生產、生活秩序和旅游業的發展。根據《滑坡防治工程調查規范》，綜合判定該危巖地質災規模小型，場地為復雜場地，危害等級為三級。

2 山體崩塌成因機制分析

2.1 影響因素

（1）地形地貌

調查區為構造侵蝕地貌，斜坡坡度較陡，山體平均坡度75°～85°，局部地段甚至陡立，山體切割較深，相對高差約350m，臨空條件好。高陡的地形地貌為危巖的形成和崩塌的發生提供了物質來源和空間條件。

（2）地層巖性

區內出露地層主要為寒武系灰巖，局部有厚度在50cm內的泥質頁巖與薄層灰巖互層的軟弱層帶，抗風化能力弱，巖體節理裂隙發育，巖層產狀近于水平，山體巖石豎向裂隙發育，與巖石層面形成的結構面切割巖石呈塊狀，在風化作用和熱脹冷縮的外力作用下，巖體結構不斷遭受破壞，最終重力克服巖石的內聚力而產生崩塌破壞。

（3）地質構造

調查區位于太行大峽谷內，區域上有一條斷層從溝谷通過，也對兩側巖體產生了不利影響，使巖體節理裂隙發育程度增強，客觀上降低了巖體的抗風化強度，加速了巖體的風化分解。

（4）日照與溫差

調查區屬暖溫帶半濕潤大陸性季風氣候，因受當地特殊的地形在貌影響，構成了獨特的山區氣候特征。四季分明，光照充足，具有春暖、夏熱、秋涼、冬寒的氣候特點。

該區晝夜溫差較大，氣候較為干燥，客觀上熱脹冷縮對巖體的結構產生了明顯的破壞，加速了巖體風化裂隙的形成和延展，使巖體因差異性風化而分割成塊狀，不斷產生的結構面降低了巖體的穩定性。

（5）風化作用

調查區地層以灰巖、頁巖為主，崩塌山體主體為灰巖，由于所處的地理位置的特殊性，巖體遭受較強烈的風化作用降低了巖體抗風化能力，風化作用加速了危巖體裂隙的發展，結構面強度降低，促進了巖體穩定性的進一步降低，在一定條件下就會形成崩塌或滑坡。

（6）人類活動

特別是1990年的爆破清危，在爆破力的作用下，使原有的裂隙延長、開啟度擴張，并在巖體較軟弱部位形成新的震動張裂隙，加劇了巖體結構的破壞，使其完整性進一步降低，縮短了產生崩塌形成的過程，為崩塌的產生起到了助推作用。

綜上所述，在各種不利影響因素達到一定程度，巖體崩塌就成為必然。

2.2 變形破壞機制

西場村崩塌危巖區內山體因地形高陡、強烈的日照溫差、風化地質作用和人類活動等因素的共同影響，巖體豎向裂隙（風化卸荷）發育，所形成的危巖塊體點多、面廣。本次著重對危巖區山體的陡崖、陡坡段的巖性、結構面特征、斜坡形態以及對“8·5”崩塌形成的條件、特點的進行類比分析。

根據調查結果，自然狀態下危巖區中處于欠穩定狀態的危巖4處，另外在桃花洞村斜坡危石2處。危巖體都為破碎狀態的灰巖，受風化作用、風化卸荷作用及人類破壞活動的影響，巖體結構面發育，危巖體均處于山體中上部，巖層裂縫呈斷續狀延伸，一般長度3m～5m，裂縫寬2cm～50cm，呈開放狀態，無充填膠結，人類的破壞活動加劇了巖體結構的破壞，故在不利工況下危巖會再次產生崩落失穩。

3 山體崩塌治理的必要性與緊迫性

根據現場調查，“8·5”崩塌后山體仍不斷有零星小石墜落，現狀條件下該處山體上殘留的危巖體大都處于欠穩定～不穩定狀態，在各種不利因素作用下，危巖體穩定性逐漸降低，其發生崩塌破壞的可能性大。一旦發生崩塌破壞，不僅對坡腳下西場村9戶83間房屋42人的生命財產安全構成威脅，還會對來此旅游的人員生命構成威脅，對坡下農田、林木、旅游道路造成損毀，必將造成不良社會影響，限制當地經濟社會的發展和建設。

通過地質災害的治理有利于當地社會的穩定，可避免造成進一步的損失，使居民安居樂業、社會穩定和促進當地旅游業的進一步發展。因此，對該危巖進行治理是必要的，其緊迫性為一般。

治理崩塌等地質災害的技術是比較成熟的，每年全國各地都有多例，在防治地質災害方面積累了大量的寶貴的經驗，取得了較多防治危巖體、滑坡及類似地質災害的成功經驗。

西場村崩塌危巖體為墜落式-滾動式小型崩塌，防治該類地質災害——采用清危、主動防護及被動防護在技術上并沒有多大難度，完全能夠通過采取被動防工程手段進行防治。

4 不同方案的治理工程分項設計

4.1 方案一（清危+攔石墻+柵格防護網+被動防護網方案）

首先進行清危、整理山前斜坡，之后在崩塌山體的斜坡地帶中上部，架設一道柵格（剛性）被動防護網，在斜坡陡坎沿公路修筑鋼筋混凝土攔石墻，再在柵格（剛性）被動防護網與攔石墻之間架設一道柔性被動防護網。

（1）清危：對正對村莊處陡崖段附著于斜坡上的危巖進行全面清除，防止危巖崩塌掉塊，其清方量估計1000m3。

清除危巖時：

A.杜絕在清除危巖過程中誘發危巖崩落災害，造成對其前方居民及建筑物的毀損；

B.清除危巖應以人工清除為主，根據情況可采用膨脹劑進行脹裂分解清理，禁止使用炸藥爆破，清除時盡量減少由于人工松動危巖而造成危巖體的整體崩落、彈跳、沖擊；

（2）柔性被動防護網

被動防護系統主要用于攔截落石，因此通常也稱為“攔石網”，有時也用以攔截泥石流、雪崩等。被動防護系統的攔截能力用其所能承受的沖擊動能指標（能級）來表示。根據本項目的情況，在坡體中下部居民點上方設置RXI-150柔性被動網防護系統，根據計算的塊石能量為1301.97KJ和最大彈跳高度為6.15m，選用4m高被動網防護，網型選用RXI-150型柔性被動防護系統，抗沖擊的能量為1500kJ，防護長度為90m。統計共需被動網360m2。

4.2 方案二（清危+主動防護網+錨桿方案）

（1）清危：對正對村莊處陡崖段附著于斜坡上的危巖進行全面清除，防止危巖崩塌掉塊，其清方量估計1000m3。

清除危巖時：

A.杜絕在清除危巖過程中誘發危巖崩落災害，造成對其前方居民及建筑物的毀損；

B.清除危巖應以人工清除為主，根據情況采用粉碎性定向爆破，人工清除時盡量減少由于人工松動危巖而造成危巖體的整體崩落、彈跳、沖擊；

（2）主動防護網

危巖體處于欠穩定狀態，進行SNS主動攔石網工程措施固定上部危巖體，設計采用GPS2型，產品編號DO/08/300主動防護系統，該防護系統由鋼絲繩網+鋼絲柵格[或邊沿（上沿）錨固（鋼索錨桿2m～4m 距4.5m）+縱橫向支撐繩（2～φ16）+鋼絲繩網（RN 08/300/4*4m2）+縫合繩（φ8）+WN/2.2/50鐵絲柵格+系統錨固組成，系統防護面積1500m2。

（3）錨桿

根據各危巖帶（體）實際情況，錨桿分別選用ф32HRB335鋼筋或ф28HRB335鋼筋、全長粘結型壓力注漿錨桿，經檢算巖體破裂角約65°，設計錨桿長度根據各危巖帶（體）為5m、6m、8m或10m，其中錨桿錨固段長一般3m～5m，錨固段長度根據各危巖帶（體）錨固段計算結果確定。

墊墩尺寸為60cm×60cm×25cm，采用C25鋼筋混凝土結構。錨孔鉆孔直徑為110mm，鉆孔角度為-15°～-25°，孔內注漿采用水灰比為0.45:1～0.50:1、灰砂比為1.0:1～1.2:1（重量比）的水泥砂漿、砂漿強度采用M30、全孔注漿。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.001