環江縣明倫鎮中心小學危巖崩塌穩定性分析及治理措施

曾 齊

（廣西壯族自治區三一〇核地質大隊，廣西桂林541213）

1 工程概況

危巖區地貌屬溶蝕峰叢洼地谷地地貌，山峰峰頂標高880.50m，坡腳標高約629.00m，山體中上部坡度較陡，坡面為坎坡或陡崖，坡度一般61°～79°，山體下部坡腳坡度較緩，坡面為緩斜坡，坡度一般15°～23°。

本文針對環江縣明倫鎮中心小學東側山體中上部發育的2處危巖體（WY1、WY2）的形態特征、巖體結構和變形特征進行研究，危巖體受巖性、結構面、微地貌控制，其基本特征分述如下：

WY1 危巖體：分布高程840.0～849.0m，呈不規則狀，高約9.0m，寬約7.0m，厚約3.0m，總體積約189.0m3。失穩方式為傾倒式，主崩方向260°，落差約208.5m。

WY2 危巖體：分布高程782.5～794.5m，呈不規則狀，高約12.0m，寬約8.0，厚約2.5m，總體積約240.0m3。失穩方式為傾倒式，主崩方向275°，落差約151.0m。

2 工程地質條件

環江縣屬亞熱帶季風氣候，氣候溫和，雨水充沛，年平均氣溫21.1℃，多年年均降水量1550.0mm。危巖區出露地層有第四系殘積粘土（Q4el），下伏基巖為石炭系中統黃龍組（C2h)灰巖。其中粘土主要分布于山體下部斜坡，褐黃色，硬塑狀，土質較細膩均一，厚度0.50～3.00m?；規r為淺灰色，中厚層狀，隱晶質結構，主要礦物成份為方解石，力學強度較高，堅硬，構造裂隙、節理裂隙較發育，巖體較破碎，完整性較差，巖層產狀187°∠20°。

危巖區地下水類型為純碳酸鹽巖裂隙溶洞水，賦存于溶洞、裂隙及溶隙之中，水量豐富，屬HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型低礦化度淡水，該層地下水低于危巖所處標高，對危巖區危巖體的穩定性無影響，但大氣降水對危巖的影響大。危巖區范圍內歷史上地震活動強度不高，頻度也較低，歷史上無破壞性地震記錄。危巖區未見活動性斷裂構造通過。

3 危巖穩定性分析

結合危巖所處的環境、影響因素及變形機制，將危巖穩定性計算劃分為兩種工況：天然工況（工況Ⅰ），考慮自重；暴雨工況（工況Ⅲ），考慮自重+裂隙水壓力。危巖穩定性狀態按《地質災害防治工程勘察規范》（DB50/143-2018）劃分，見表1。

表1 危巖穩定性狀態劃分表

WY1、WY2危巖體失穩模式為傾倒式。傾倒式危 巖發生于被裂隙貫通后與母巖分離的危巖體中，暴雨是其主要誘發因素，其穩定性由后緣巖體抗拉強度控制，按下式計算：

式中：F——危巖穩定系數；

H——后緣裂隙上端到未貫通段的垂直距離，m；

W——危巖體自重，kN/m；

flk——危巖體抗拉強度標準值，kPa，根據巖石抗拉強度標準值乘以0.4的折減系數確定，設計取960kPa；

h——后緣裂隙深度，m；

hw——后緣裂隙充水高度，m，暴雨時取0.3～0.5h（根據裂隙發育情況而定）；

V——裂隙水壓力，kN/m，V=0.5γwhw2；

β——后緣裂隙傾角，(°)；

a——危巖體重心到傾覆點的水平距離，m；

b——后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點之間的水平距離，m；

h0——危巖體重心到傾覆點的垂直距離，m。

根據以上公式計算結果見表2。

表2 危巖體穩定性計算結果

環江縣明倫鎮中心小學山體危巖體位于后山陡崖、陡坡上，巖性為巖性硬脆的灰巖，受當地氣候溫暖潮濕，雨量較充沛，植被根系發達，根劈作用強，溶蝕風化、剝蝕等作用影響，加上構造作用加劇影響。陡崖、陡坡凸出的巖體，裂隙發育，且被切割成塊體，裂隙受上述影響，不斷發展，變寬、變深，直至貫穿，后緣脫離，前緣被擠碎變形，最終失穩，發生巖體崩塌。根據以上公式計算結果，WY1、WY2 在天然狀態下處于基本穩定狀態，在暴雨狀態下處于欠穩定狀態。如危巖體長期處在振動、風化、強降雨、地表水沖刷掏蝕及植物根劈等不利因素作用下極可能發生崩塌，且崩塌具突然性和不可預測性，對其采用合理可行的治理是非常必要和緊迫的。

4 危巖治理措施

在危巖體的野外調查的基礎上，綜合地質因素、危巖體特點及施工條件具體情況，以及安全、可行、經濟及治理效果方面等因素進行分析，提出危巖的綜合治理方案為：對WY1、WY2危巖體采用靜態爆破清除，同時在坡腳斜坡上布設被動防護網。

靜態爆破工程：主要施工工序為：設置安全欄護措施→搭設施工平臺→布設錨桿鋼絲繩網臨時防護→危巖體鉆孔→安裝爆破藥物（靜態爆破劑）→爆破→清理小塊危巖體→爆破工序→爆破完成→場地破碎巖塊集中運出→驗收→拆施工平臺、清理場地、退場。

被動防護網設計：被動防護網布設在坡腳相對較為平緩的斜坡上，被動防護網類型采用F-RIX-200型柔性網，根據危巖崩塌特征，預測危巖經崩塌、平拋及解體后沿主崩方向兩側25°～40°扇形區堆積，確定設置總長度780m，防護網網高為4.0m。防護網型號為R16/3/300，柱距為10.0m，上拉錨桿以鋼柱為中心每2m一根，側拉錨桿布置在兩端。

5 結語

（1）綜合野外調查及穩定性分析表明，WY1、WY2危巖體在天然狀態下均處于基本穩定狀態，在暴雨狀態下均處于欠穩定狀態，失穩方式均為傾倒式，需采取防治措施。

（2）根據現場調查和理論計算分析，WY1、WY2危巖體治理措施采用靜態爆破清除，同時在坡腳空地上布設被動防護網。