危巖體成因及其防治對策的研究

周健

摘要：遼寧省某鎮公路東部公路村g 7斜坡體由于受前期暴雨及開礦爆破擾動等內、外動力的綜合作用，使之目前坡體上的懸空孤石和破碎巖體在大雨、暴雨期間多次發生崩落，造成該治理區下部河道堵塞，并對臨近礦區的工程設施、供電線路、通訊線路及過往車輛和行人構成威脅。危巖體崩落已成為威脅城市建設和人民生命財產安全的主要地質災害之一，而對于危巖體的成因和防治措施的研究，將會是資源性城市發展過程中必須要考慮和解決的課題。本文分析了導致危巖體發生的成因，并提出了相應的防治對策。

關鍵詞：危巖體 成因 治理對策

1、引言

隨著社會經濟的飛速發展，山區建設進程加快。山區的公路、鐵路以及水利樞紐的興建使得危巖體災害發生的頻率越來越高，人們也越來越重視對危巖體的防治。很多地區都存在著危巖體的地質災害隱患，而對危巖體進行穩定性分析，是消除這些災害隱患必不可少的工作。

某鎮公路東部斜坡體受到暴雨沖刷及礦山開采爆破擾動等內外動力的綜合作用，使之目前坡體上的懸空孤石和破碎巖體在大雨、暴雨期間多次發生崩落，造成該治理區下部河道堵塞，并對臨近礦區的工程設施、供電線路、通訊線路及過往車輛和行人構成威脅。

2、研究區地質環境背景

2.1氣象水文

研究區位于暖溫帶季風氣候區。春暖秋爽，夏熱冬寒，春季偏旱，少雨多風，蒸發量大；夏季多東南風，氣候炎熱，濕潤多雨；秋季短，降溫快，氣候涼爽；冬季冷，降雪少，降水主要集中在7和8月份，研究區內季均降雨量約400mm。海城市的年溫差和日溫差都較大，對巖石的熱脹冷縮和加速風化起到不可忽視的作用。

研究區地處中緯帶千山山脈南端，夏季季風迎風坡，雨量充沛。夏季多降暴雨。境內溝谷交錯，河溪縱橫如織，約500余條溪流匯集成14條支流

2.2地形地貌

研究區位于總的地勢是西北高，東南低。以中、低山和丘陵侵蝕剝蝕地貌為主，中間夾小塊沖積平原和山間盆地。

2.3 地層巖性

研究區出露地層有下元古界遼河群、中生界上侏羅系和新生界第四系。研究區基巖巖體為中厚層-塊狀大理巖，傾角較陡，表層巖體極為破碎，形成了不利于巖體穩定的結構面，進而促成危巖體形成。

2.4 地質構造

斷裂構造發育，尤其是北東向斷裂構造更為發育。主要斷裂構造為楊家堡—草河掌大斷裂，是新發現的規模較大的斷裂構造，走向為北東32°左右，延長大于140公里。該斷裂構造性質不明。

2.5 地震

根據建設部國家標準《建筑抗震設計規范》（GB50011-2001）規定，調查區的基本烈度為6度，設計基本地震加速度為0.10g，反應譜特征周期為0.35-0.40s，有發生強烈地震的可能性，有可能產生采空區地面塌陷次生災害。

2.6 水文氣象特征

研究區降水是坡體地下水的主要補給源，當降水進入坡體后，一方面不但增加了坡體的重量，同時也降低了危巖體及坡體上破碎巖體的抗剪強度，使其穩定性降低，導致危巖體及破碎巖體發生崩落；另一方面，進入坡體內的地下水將會產生動水壓力和靜水壓力，進而會加劇危巖體及破碎巖體發生崩落。

2.7 人類工程活動

區內人為工程活動強烈，主要是采礦及道路施工，以玉石礦產開采對環境影響最大。調查區內分布有多處礦山，目前有采礦證的有十一家礦山，開采方式都為地下開采。

3、研究區危巖體危害特征

3.1研究區危巖體危害特征及危害程度

危巖體治理區位于某鎮公路及河道東部緊鄰河道上方，危巖體危害對象均為坡腳處的河道、公路、供電線路、通訊線路、鐵礦房屋設施及過往車輛和行人，危害方式為破壞房屋設施，壓站公路、阻塞河道，毀壞供電、通訊線路及傷害過往車輛和行人。危巖體崩塌災害給當地礦山企業、供電及通訊部門造成了較大的財產損失，同時造成公路多次中斷，對人民群眾的生產、生活帶來了極大的不便。

3.1.1危巖體邊坡特征

危巖體邊坡位于公路及河道東側，為白云大理巖巖質邊坡。其基本特征為：坡體走向約60°，近乎平行于河道及公路走向，零散分布于17處危巖體，坡度大部分叫陡峭，約為40-85°，局部坡體前緣臨空，近乎直立，單個危巖體坡面高差1.16m-7.09m不等。

3.1.2危巖體特征

危巖體在坡體頂部、前緣均有分布，其中，研究區中部危巖體個體體積相對較大且有部分基本懸空，距坡腳高度45m；坡體上發育的二組節理（5°∠30°，160°∠40°）將危巖體及坡面巖體縱橫切割，使之分割成為規模各異的個狀松散塊體，這樣，不但造成了坡體表層的巖體支離破碎，同時，受采礦爆破的內動力地質作用，致使坡體前緣表層地段的巖體沿結構面產生松動，調查時不時有個體較小的松散巖體發生崩落，其崩落形式多為傾倒式。

4、研究區危巖體穩定性計算、評價及成因分析

4.1 危巖體穩定性分析

研究區內主要為滑移式危巖、傾倒式危巖；當軟弱結構面傾向山外，上覆蓋體后緣裂隙與軟弱結構面貫通，在動水壓力和自重力作用下，緩慢向前滑移變形，形成滑移式危巖，其模式見圖（圖4.1-1）；當軟弱夾層形成巖腔后，上覆蓋體重心發生外移，在動水壓力和自重作用下，上覆蓋體失去支撐，拉裂破壞向下傾倒，形成傾倒式危巖（圖4.1-2）。

4.2危巖穩定性計算

根據危巖結構特征和形態特征，本區危巖破壞模式主要為滑移式和傾倒式危巖。

4.2.1滑移式危巖體計算

（1）計算參數：

危巖體容重2.79-3.04g / cm3；抗壓強度標準值39.99-120.37MPa。

灰巖裂隙面大多平直光滑，呈微張狀，部分石英脈充填，裂隙面結合差，裂隙抗剪強度低，綜合確定，裂隙抗剪強度為：內摩擦角取43.61-55.01°，5.23-12.76MPa。裂隙水壓力按裂隙蓄水能力和降雨情況確定。

（2） 計算工況

計算工況選取如下三種：

工況Ⅰ：自重+現狀裂隙水壓力，（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/5～1/2）；

工況Ⅱ：自重+暴雨（強度重現期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2～2/3）；

工況Ⅲ（校核工況）：自重+地震+暴雨（強度重現期按20a考慮），（其中裂隙充水高度取取裂隙深度的1/2～2/3）；

4.2.3危巖穩定性評價

根據《滑坡防治工程勘查規范》（DZ/T0218-2006），防治工程等級一級，滑塌式危巖穩定安全系數取值為1.3， 傾倒式危巖穩定安全系數取值為1.5，可建立下列評價標準：

根據以上不穩定的基本條件分析和依照危巖體穩定性驗算結果，本次危巖體地段可以確認為不穩定或穩定性差，需要進行治理。

4.3危巖體成因分析

危巖體所處的坡體為人工切坡，前期公路建設過程中爆破取石、開挖路基已造成巖體沿結構面產生松動，并在坡體的表層形成了規模各異的松散塊體，由于該切坡的坡度陡立或前緣臨空，使得這些松散塊體大部分已形成危巖體，隨時都有崩落的可能。且研究區當年汛期雨量較大，且持續時間較長，當降水進入坡體后，一方面不但增加了坡體的重量，同時也降低了危巖體及坡體上破碎巖體的抗剪強度，使其穩定性降低，導致危巖體及破碎巖體發生崩落；另一方面，進入坡體內的地下水將會產生動水壓力和靜水壓力，進而會加劇危巖體及破碎巖體發生崩落。

5、危巖體防治對策

研究區危巖體治理應以保護坡腳處的河道、公路、礦山企業、公路及供電和通訊線路的財產安全為首要任務，當前對于危巖體崩落的防治原則主要為以防為主、防治結合，首先應對未發生危巖體崩落的地區進行預防，以防災害的發生，而對已經發生災害的地區，應及時進行治理，以防災害進一步擴大。

（1）對未發生崩落的地區進行詳細的勘察，根據勘察結果來制定預防措施。清除崩落區危巖，在坡低安裝簡易防護，沿裂隙面撬危巖體將其清除。

（2）針對危巖體的規模、發育及危害特征進行專項設計，錨桿錨固、危巖清理、GPS2型SNS主動防護網防護工程配合使用，在危巖體表面設置錨釘，將SNS主動防護網固定在錨釘上。防護網為鋼絲繩網，掛網采用垂網布設，將網的頂部固定在危巖體后部的穩定巖體或錨釘上，中部及下部網體自由垂落，作為松動危巖體的護幕。

6、結論

目前，研究區危巖體崩塌已經對公共設施造成了破壞，雖暫時未對周圍居民造成人身傷害，但仍存在極大的隱患，因此危巖綜合治理，不但能保證危巖整體及局部穩定性，而且能給予人們心理上的安全感，造福于一方人民。

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