榮成市北溝村危巖體穩定性分析及治理對策探討

衛聰聰 王輝 楊麗君 呂蘭頌

摘 要：在深入進行地質災害調查研究工作基礎上，總結了北溝村危巖體特征，對其穩定性進行分析評價，并提出相應的治理對策。

關鍵詞：危巖體；穩定性；治理對策

1 前言

榮成市北溝村地狹人多，建筑物長期以來不斷向山區上部推進，坡體頂部大量危巖體傾向坡下，使得附近相關人居安全受到極大威脅。北溝村山體曾發生多次危巖體墜落等崩塌災害。崩塌地質災害的發生曾損毀民宅，北溝村危巖體對當地村民的生命財產安全構成嚴重威脅。

2 危巖體特征及穩定性分析

根據崩塌隱患分布位置，將危巖段自東向西劃分W1、W2、W3、W4 4個危巖段。每個危巖段中又具體劃分出危巖體，其順序編號為①②……危巖體。

2.1 W1危巖段

W1處距民房較近，主滑面產狀170°∠25°，平直光滑，為軟弱結構面，結構面厚度約10cm，見有泥化夾層，見有滲水。西側面為裂隙面，產狀290?∠85?，平直光滑；東側面為裂隙面，與西側面平行；南側面呈鋸齒狀，見3條主裂隙與東、西側面大致平行；頂面見3條貫通裂隙，兩條近東西向裂隙，相交呈棋盤格狀。

W1相對東側圍巖已產生10cm的位移，有滑動跡象，屬潛在不穩定巖體。

按平面滑動法進行穩定性分析，采用公式如下：

實測γ=23.1 kN/m3，結構面粘聚力C= 15kpa，結構面摩擦角Φ=35°，結構面傾角θ=25°，則Ks=1.032。

W1近于極限穩定狀態，可能沿裂隙折斷，產生滑動或滾動。

2.2 W2危巖段

W2為危巖群，主要分布9個危巖和崩塌體。

（1）W2-①

W2-①底部呈線狀支撐，東部為點支撐（支撐點為一槐樹），巖體完整，地形（接觸面）坡度約32?，見有松軟粘性土充填。

W2-①底部已虛脫，支撐呈線狀、點狀，穩定性差，若底部線狀支撐被雨水沖刷，不穩定因素巖體可能以傾覆形式為翻滾墜落，巖體屬于暫時穩定。

（2）W2-②

有約8塊巖體組成，巖塊排列方式犬牙交錯，支撐方式為平面支撐、線狀支撐和點狀支撐，南端三塊巖體采用Φ25螺紋鋼插入坡體內進行簡易支擋。巖塊底部有細粒土充填，地形坡度約34°。

危巖體暫時處于穩定狀態，隨著鋼筋銹蝕支擋能力降低、雨水沖刷底部支撐面，W2-②仍潛在滑動、傾覆滾動不穩定因素。

（3）W2-③

地形坡度約30?，巖塊向東傾斜，底部呈線狀支撐，南端和西端呈點狀支撐（南端采用Φ25螺紋鋼簡易支撐），南側見4條基本平行裂隙，間距10～40cm，下部裂隙張開度約2～10mm，其他3條裂隙基本閉合，巖體容易從最下部裂隙墜落。

雖然進行了簡易支擋，但底部仍處于懸空狀態，危巖體暫時處于穩定狀態。隨著鋼筋銹蝕支擋能力降低、雨水沖刷底部支撐面，巖體可能以滑動形式墜落，存在不穩定因素。

（4）W2-④

巖體西側面見3條裂隙，北部裂隙呈水平錯動約30cm，中間裂隙開張度約10～50cm，南部裂隙開張度約10cm。地形坡度約25?，巖體呈平面支撐、線狀支撐、點狀支撐，裂隙產狀350?∠80?。

按平面滑動法定量分析評價，Ks=1.015，近于極限穩定狀態，將來的墜落或破壞方式為滑動→傾覆→滾動。

（5）W2-⑤

由8塊相互疊壓的巖塊組成，呈近南北向排列，地形坡度約30°，塊體呈平面支撐、線狀支撐、點狀支撐。支撐面下見粘性土，多被掏空。

按平面滑動法定量分析評價，Ks=1.013，近于極限穩定狀態，將來隨著雨水沖刷、巖體球狀風化，支撐面積減小，墜落或破壞方式以滑動為主，個別塊體為傾覆→滾動。

（6）W2-⑥

巖體下東西兩側有小的巖塊支撐，東側支撐巖塊裂隙發育，裂隙已貫通，裂隙張開度約2.5cm。西側支撐巖塊完整。地形坡度約30?，塊體呈平面支撐、線狀支撐、點狀支撐，底部大部分懸空，東側支撐面有滲水。

支撐體系受力比較復雜，根據支撐體的穩定性分析，東側支撐體破碎，存在被壓碎或受偏心荷載導致傾覆的可能性很大。因此，W2-⑥極不穩定，隨時會有向東傾覆、向下滑動的危險。

（7）W2-⑦

由5塊相互疊壓的巖塊組成，排列雜亂無序，呈平面支撐、線狀支撐、點狀支撐，支撐面下細粒土多被掏空，巖塊大部分向東傾斜，地形坡度約35°。

塊體排列雜亂無序，相互疊壓，支撐體系受力復雜。根據支撐狀態、地形坡度和雨水沖刷能力分析，隨著沖刷，支撐面積逐漸減小，塊體發生傾覆、滾動。

（8）W2-⑧

為近于直立的石壁，發育棋盤格狀裂隙，主裂隙走向近南北向，其產狀5?∠80?，裂隙多張開，張開度10～20mm，延伸5～8m。次級裂隙走向近東西向，產狀較緩，延伸0.5～1m。

巖體裂隙發育，裂隙面且張開度較大，在球狀風化作用下，塊體支撐面積逐漸減小，將發生傾覆、滾動。

（9）W2-⑨

巖體北部巖體呈平面支撐，南部巖體懸空，巖體較完整。北部地形坡度約10?，南部地形坡度約30°。

該巖體為球狀風化體，在風化作用下，支撐面積逐漸減小、巖體強度逐漸降低，將發生整體傾覆、滾動，或在彎矩作用下發生折斷、墜落。

2.3 W3危巖段特征及穩定性分析

W3危巖段為危巖群，共劃分為5個危巖和崩塌體。

（1）W3-①

多個危巖體相互疊壓，沿地形坡向分布，呈面狀支撐、線狀支撐、點狀支撐，支撐面下見有松軟的細粒土充填，個別塊體下端懸空。形坡度30°～40?。

根據支撐狀態、地形坡度和雨水沖刷能力分析，隨著沖刷，支撐面積逐漸減小，塊體發生傾覆、滾動。

（2）W3-②

由多個危巖塊體組成，相互疊壓，沿地形坡向分布，地形坡度約30°～40?，支撐方式為平面支撐、線狀支撐和點狀支撐，支撐面下見有松細粒土充填。

危巖體支撐體系受力復雜。根據支撐狀態、地形坡度和雨水沖刷能力分析，隨著沖刷，支撐面積逐漸減小，塊體發生傾覆、滾動。

（3）W3-③

近于直立的巖壁，體積較大。北部巖壁向西傾斜，裂隙發育、多張開，張開度約5～50mm，見有明顯水平錯動。南部巖壁發育球狀風化裂隙，裂隙呈弧狀，產狀較平緩，張開度約5～10mm，見有明顯水平錯動，巖壁向南傾斜。

根據巖壁特征分析，北部巖壁隨著風化程度加劇，局部以傾覆或折斷墜落的可能性極大。南部巖壁會沿著球狀風化裂隙向下滑動，以傾覆方式墜落、滾動。

（4）W3-④

為近于直立巖壁，結構面為球狀風化裂隙和構造裂隙，球狀風化裂隙產狀平緩，構造裂隙產狀較陡，傾角約60?，張開度5～20mm，巖體沿球狀風化裂隙向東向南均有明顯錯動。

頂部巖體將來有沿著滑動面向東南滑動的趨勢，直至發生墜落。東部巖體體暫時相對穩定，但由于位于陡峭巖壁頂部邊沿，一旦產生小量位移就會發生墜落。

2.4 W4危巖體

巖體下端鑲嵌于V字形巖塊內，塊體絕大部分懸空，約呈50?角向南傾斜。塊體發育兩條裂隙，約呈90?相交，均有不同程度張開，張開度約5～100mm，裂隙將塊體切割成4個小塊體。

與巖體垂直的裂隙北端已張開，張開度約100mm，該巖體破碎，暫時處于穩定狀態，將來有發生折斷墜落的危險。

3 危巖體治理對策

危巖體的綜合治理措施一般有清除、支撐支擋、護坡護墻、錨固、攔截、遮蓋、封填、灌漿、排水、主被動防護網等，在治理設計上一般為幾種方式的組合。

3.1 W1危巖段

W1離居民房舍較近、塊體較大、破壞后果嚴重，建議建議采取人工清除方案。

3.2 W2危巖段

建議主要采取清除方案，清除前需根據各危巖體實際情況做好相應的治理防護措施，如封填、錨固等等措施。在危巖體懸空位置利用毛石混凝土做好支撐，在大塊危巖后部鉆孔至完整基巖內，插入錨桿，固定巖石，防止在治理過程中滑落，之后方可進行破碎清除。

3.3 W3危巖段

建議主要采取人工破碎清除。該危巖段整體危險程度高，清除難度大，清除前需采取多種安全防護措施。W3-①、W3-②巖體較小，可以按人工破碎清除方法進行清除，但是需要根據堆疊情況，自上而下清除，防止在清除過程中發生其他巖體滾落。W3-③巖體體積較大，工作面狹窄，建議采取防護措施，或搭設平臺，創造安全作業面后再進行清除。W3-④巖體臨近山崖，并且已發整體滑動，危險性大，清除前需將其錨固后，再進行清除。東側翹起的巖塊，建議利用多跟鋼絞線將其固定后，搭建施工平臺，從側面開始清除。同時，建議在山崖下方設置柔性防護網，降低可能崩塌滾落的危石對下方民房的危害。

3.4 W4危巖體

W4危巖體出露位置較高較陡，下方無寬廣、安全的工作面，治理難度大。建議采用多根鋼絞線套牢固定。

綜上，在深入調查的基礎上對各危巖體特征進行了總結，對各自穩定性進行了分析，并提出相應的治理對策和方案，以達到基本消除崩塌隱患對村民的安全威脅，保障受威脅群眾的生命財產安全，大大消除群眾的恐懼感增加安全感，促進經濟社會可持續發展，將會產生顯著的社會效益。

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（作者單位：1.山東省煙臺市地質環境監測站；2.山東省地質環境監測總站）