珠海市海島孤石特征及防治措施

摘要：孤石在廣東省分布廣泛，尤其是珠三角地區。珠海市位于廣東省南部、珠江口西岸、瀕臨南海。隨著對海島區域的開發建設，孤石災害愈發頻繁。本文依托珠海市海島孤石調查項目，著重研究珠海市海島孤石形成機理和特性，對孤石提出了具體的防治建議，可供類似工程借鑒。

關鍵詞：海島孤石；珠海市

1引言

珠海市萬山群島位于珠江口東側，西距珠海市區27.5海里，當廣州至香港、粵東沿海港口航線要沖。受后期構造抬升和侵蝕切割，有較明顯的山鞍，峰頂多呈穹隆狀，較平緩圓滑，山坡坡度20°～30°，局部有陡崖展布；島中央主峰伶仃峰高311.8m。山腰和山腳部位坡度稍大，達30°～40°；溝谷中等切割，多呈“V”字型。由燕山期花崗巖構成，地勢東西高，北和中間稍低。山體大部分保持原始地形地貌，坡面植被覆蓋率高，地表殘存較多花崗巖孤石，孤石直徑1～5m，個別大者5m以上。

2.海島孤石的發育分布特征

2.1調查對象

目前，對于“孤石”的概念尚無準確或權威的定義，孤石即為受不均勻風化或地質構造作用，脫離于母巖且部分或全部裸露于地表的中—微風化狀巖體。有潛在的威脅對象及潛在不穩定性，在一段時間內外力或自重作用下有發生破壞的趨勢，可能威脅到居民區、交通干道或人員安全。

2.2孤石的發育分布特征

海島孤石分布范圍較廣，相對比較集中。

（1）在垂直方向，從山腳一直到山頂總體上分布較為均勻（表1、圖2），主要集中在80.0m高程以下的坡面。

（2）從平面上劃分，孤石相對集中分布在三個區域。

（3）從埋深來看，孤石埋深都很淺，大部分直接出露于地面，且多呈堆疊狀。

3.海島孤石形成原因分析

3.1地質構造對海島孤石形成的影響

海島區內褶皺構造較少（詳見圖4），但受蓮花山深大斷裂影響，區內次級小斷裂較發育，以北東向斷裂為主。根據現場調查和附近其它項目地質勘查及區域地質資料，海島基巖節理裂隙較發育，且存在明顯的外傾結構面。該島基巖主要發育的節理有3組，產狀分別為：①332°∠43°、②325°∠39°、③25°∠84°，為硬性結構面，延展性一般—較好，多呈閉合狀，滿足3組節理切割巖體的假說的條件。花崗巖體裂隙使巖體在風化帶中交易破碎、抗風化能力降低，同時形成良好的地下水通道，加速了風化作用的進行，形成孤石在呈疊狀向坡腳排列。被切割的巖塊和貫通的節理、裂隙為花崗巖的深入風化提供了充分條件，是外伶仃島花崗巖風化層發育孤石的重要外因。

3.2礦物對海島孤石形成的影響

海島構造巖體為燕山三期侵入巖，主要為中粗粒黑云母花崗巖，呈巖株及巖基產出。巖石結構一般為中粗粒狀結構，局部呈斑狀或類斑狀結構，巖性很不均勻，這些是孤石形成的內在條件。中心相巖石的主要礦物為長石（60%）、石英（30%）、綠泥石和角閃石、黑云母等其它礦物（10%），長石、石英礦物晶形為自形—半自形，硬度較大，抗風化能力較強。綠泥石和角閃石、黑云母等其它礦物的抗風化能力較弱。礦物間抗風化能力差異大。

3.3氣候水文對海島孤石形成的影響

氣候是風化作用進行的外因。氣候影響主要包括兩個方面：溫度和水文。珠海市地處北回歸線以南，冬夏季風交替明顯，終年氣溫較高，氣溫的年際變化一般在21.6℃～23.2℃之間。珠海市雨量充沛，1979年～2016年，年平均降雨量為2066.1mm，降雨最多的2008年為2894.6mm，最少的1991年為1312.6mm。逐年雨量對歷年平均值的百分率在+50%～-45%之間變動，特別是在每年的7月～9月份，多臺風與暴雨。綠泥石和角閃石、黑云母等其它礦物在濕熱環境中，在水作用下極易被溶蝕變成高嶺石、絹云母等，增加了巖體裂隙發育程度，進而加劇其它礦物的風化。

4.孤石防治措施建議

4.1孤石防治主要措施

孤石的破壞形式主要是崩塌，因此對孤石的防治措施也主要參考崩塌地質災害的防治措施，目前使用最多的措施主要有如下幾種：

（1）加強巡查，即安排人員對孤石進行巡查，并布設一定的監測手段，發現問題及時上報并采取應急措施；

（2）專業技術監測，即通過監測技術掌握孤石變形位移及其周邊環境的變化情況；

（3）清除潛在災害點，即消除隱患，采取靜態爆破、機械或人工破碎和搬運等手段；

（4）就地加固，即采取工程手段對災害點進行支護或加固，主要工程措施有：SNS柔性網防護、錨桿錨索加固、基座支撐、砂漿填縫、掛網噴射混凝土等。

4.2孤石就地加固主要工程措施

（1）SNS柔性網防護

SNS柔性防護網是在邊坡整體穩定的情況下，防治各種斜坡坡面崩塌、落石地質災害的柔性安全防護系統。邊坡防護網按其結構形式、防護功能和作用方式的不同分為以覆蓋、包裹斜坡或巖石的主動防護系統和阻攔斜坡上滾落石的被動防護系統。

（2）錨桿（索）加固

錨桿（索）加固是把不穩定巖土體錨固在穩定的巖土層上，使其互相連接，以傳遞拉力和剪力的技術。錨桿的長度應穿過滑動面或軟弱結構面，為保證錨桿（索）加固的效果，在每兩根錨桿（索）之間布設鋼筋混凝土橫梁，并在錨頭和橫梁上掛設鋼絲網，然后在鋼絲網上噴上水泥漿，以防止坡面碎石滾落，并使邊坡巖石構成一個與錨桿（索）加固的完整系統，加強了坡面的穩定性。

（3）基座支撐

基座支撐是指在孤石的底部加設支撐系統，用以支撐或托住孤石。支撐系統必須滿足自身結構穩定、基礎牢固、連接可靠，且強度必須滿足要求。根據支撐系統使用的材料不同主要可分為：鋼結構支撐、鋼筋混凝土支撐、漿砌石支撐等，也可多種支撐系統綜合使用。

（4）砂漿填縫

即采用水泥砂漿將孤石中的風化、節理裂隙或孤石間的裂縫或孤石與基巖間的裂縫填滿封閉，以避免雨水滲入或沖刷。

（5）掛網噴射混凝土

掛網噴射混凝土是將孤石及其周邊坡面整體處理的一種措施。它可以及時封閉坡面的巖石，免受風化、潮解和剝落，同時又可以加固巖石提高巖石的強度。掛網噴射混凝土可單獨用來加固孤石及其周邊坡面，也可以和錨桿配合使用，噴層厚度一般為10cm～15cm。

以上介紹的五種防治措施可單獨使用也可以多種措施綜合使用。

5.結論

（1）孤石的穩定性受諸多因素影響，且多為動態因素，故孤石的穩定狀態亦是動態的。隨著地質環境條件、氣候的變化以及人類工程活動的加劇，孤石的穩定性很容易受到影響而發生改變。

（2）海島北東向斷裂等作用下，區域內形成了多組平行或相交的節理、裂隙組，為花崗巖孤石發育提供了形成巖塊的地質條件，是花崗巖孤石形成的外因。

（3）燕山三期巖漿活動強烈，侵入巖極為發育，侵入巖的結構相帶較為明顯，在巖體從邊緣相向中心相，巖石化學變化明顯，巖石內礦物含量的不均勻分布，礦物間其抗風化能力差異大。

（4）氣候水文條件是花崗巖孤石分布的重要環境條件。

（5）本文對海島孤石的特征和形成原因進行初步分析，提出了多種防治措施，為類似地質條件的孤石防治提供了參考。

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