危巖崩塌地質災害勘查與治理

路正昆，楊 松

（重慶市地質礦產勘查開發局107 地質隊，重慶 400000）

0 引言

危巖崩塌是一種由于一些出現在陡峻斜坡上的巖（土）體突然之間發生傾倒或瞬間脫落的現象。根據崩塌類型劃分危巖可大致分為傾倒式崩塌、滑移式崩塌以及墜落式崩塌3 種形式。判斷危巖崩塌發育特征時，要結合邊坡的內在結構要素和外在因素進行綜合分析[1]。我國地理特征從西到東各地差異較大，總體上呈現西高東低的趨勢。總的來說，地層發育齊全，活動帶與穩定區并存，地質構造復雜，地質災害泛生。為了能夠從容地應對地質災害發生，降低危巖崩塌發生時的風險和損失，人們需要對災害進行實地勘查，分析其活動變形情況[2]，為了能在災害發生時科學靈活、從容不迫地應對，應該準確掌握其成因機制。

1 危巖成因機制

有關崩塌的成因可以簡化為根據不同的裂隙面和結構面的組合與切割導致，其實其成因種類繁多，成因也十分復雜。有關學者曾對我國天山山脈9 個特大型巖質邊坡進行實地調查，發現大多數破壞位于危巖的活動斷層附近，這些學者認為強烈度震級可能使這些大規模的巖體出現滑動破壞現象。另外，有其他學者對魯甸地震導致的紅石巖崩塌災害進行分析，認為紅石巖山體發生破壞的主要原因是地震持續時長和地震加速度引起。一些學者在評價工程巖體穩定性研究中得出陡崖底部泥巖內腔的形成會發生崩塌災害。再有一些行業人員對鎮地壩古崩塌進行分析，總結出在崩塌形成過程中前后依次經歷了以下6 個階段：地層形成、地殼抬升、溶蝕初期、溶洞擴大、溶洞垮塌、傾倒崩塌，提出崩塌的直接原因歸屬于地下溶洞垮塌。此外，一些地質人員對南川甑子巖山體崩塌案例進行研究得出，崩塌的原因主要有巖溶風化、巖石自然孕育以及人類活動等多個方面。最開始在巖體中出現傾斜節理發育，隨后陡崖邊緣在卸荷作用下會形成張拉裂隙，加上地下采空加速軟弱造成基座破壞變形，當應力疊加超過巖體抗破壞強度時發生崩塌現象。由此可見，不同地區發生崩塌災害的成因機理都不盡相同，不僅會受到多個內部主控因素的耦合作用的影響，如巖體自身強度、結構面性質以及邊界條件等，還會受到來自降雨、冰凍、地震、月球和太陽對地球產生的固體潮及人類活動等一些外部致災成因的影響[3]。

2 關于某部區域危巖地質災害勘查工作開展

2.1 項目概況

重慶市某部區域位于距重慶市中以城區12.5km處，其鄉內古鎮建于重慶某河畔陡峭的危巖之上，背倚青山，三面環水，砌石為門，壘石為墻，自然地質條件十分復雜，地形起伏大，地質環境總體較脆弱，加之近年來人類對環境的破壞以及地震、大風、降雨等各種不利氣候，極大地加劇了地質災害的發生。某部區域危巖位于學校南面陡坡上，其危害的主要對象有學校的600多余名師生、居民、道路、農作物、學校固定資產等。歷史上，該地屢次發生剝落、墜落事件，這對某部區域人民而言是極大的威脅。目前，經勘查，某部區域各地危巖體隱患點都處于不穩定狀態，隨時都有產生崩塌的可能，若不及時采取防止措施，將嚴重危脅某部區域人民生命財產安全。因此，科學的規劃崩塌（危巖）地質災害防治工作，科學、合理地開發利用地質環境資源，最大限度地避免和減少地質災害給人們生命財產造成的損失，可以切實落實保護生態環境、有效利用地質環境資源，促進全面協調可持續發展的思路，實現人和大自熱的和諧相處具有重要指導和借鑒意義。

2.2 危巖地質災害勘查方法及內容

從2014 年開始研發團隊就對某部區域地質情況展開勘查，其中某部區域勘查范圍包括南側以斜坡坡頂為界、北側以重慶河為界，東側及西側已某部區域范圍外延100m 為界的所有區域。

2.2.1 勘察方法與手段

根據某部區域南側危巖帶的出露條件及特征，勘察工作采取了資料收集（在勘查前，通過遙感圖及歷史資料分析，收集了危巖所在地區的地形圖、地質資料、水文氣象字、威脅對象等資料）、地質測繪（對巖體結構特征，結構面特征等進行收集，對危巖體產出的位置、形態、大小、規模、物質組成以及其可能發生的破壞方式、崩塌破壞的規模和范圍、滾石的落距、災情及險情核實等進行測繪預算）、勘探與實驗（對頂部覆蓋層的危巖便捷條件、變形嚴重的邊坡、可能可以采取的防護措施等進行了計算和模擬）等種勘查方法[4]。設置E 級GPS 控制點 2 個，1:1000 工程地質測量 1.99km2，1:1000剖面線測量1.559km，砂巖物理力學試驗9 件，如圖1所示。

圖1 危巖體剖面

2.2.2 地形地質條件

研究區屬侵蝕性低山河谷陡斜坡地貌類型，從地形上來看，整個學校位于河谷陡坎以下平臺地帶，現崩塌（危巖）就形成于該陡崖地帶。從其后來看，整個地區冬季春旱，夏季炎熱多伏旱，全年日照少，初夏晚秋多陰雨，年平均降水量為1286.8mm，主要集中在夏季，區域立體氣候和地區差異顯著。從地質構造來看，工作區無大的斷層通過，巖層呈單斜產出，區內巖體節理裂隙發育，以 20°∠75°、112°∠85°兩組節理最為發育，共同組成“X”型共軛節理，節理面光滑，局部粗糙，裂隙寬0.1～1cm，局部有粘土充填，節理間距 10～40cm，平均密度2 條/m，最密處可達4 條/m，節理裂隙的密集發育致使整個危巖帶較為松動破碎，為崩塌地質災害的發生提供了條件。危巖帶巖石主要以白堊系嘉定群下段（Kjd1）：紫色紅色石英砂巖、偶夾泥巖為主，整體泥巖質軟，易風化、崩解、軟化，透水性差，易風化，在外力作用下極易發生滑坡、崩塌等地質災害。

2.2.3 研究區危巖勘察評價

某部區域某部區域危巖帶總長約400m，傾向約15°，傾角約70°；區內主要有危巖單體12 個，總體積約19928.7m3。研究區內發育的危巖體均受外傾、陡傾裂隙控制，危巖體頂部陡傾裂隙為巖體內部硬性結構面，貫通性較好，裂隙走向基本與危巖帶走向接近，在114°～150°，傾角在 65°～82°不等，寬度 1～30cm 不等，大部分有泥土、石塊等充填，局部無充填。此類危巖體由于底部支撐巖石或土體側向約束力較小，頂部又發育陡傾裂隙，且基本貫通至危巖體底部，其處于極限平衡狀態，危險性、危害性大。從現場調查訪問得知，某部區域上方的危巖體歷史上曾發生過數次規模不等的零星崩塌，該危巖帶每次雨季后均會發生小規模剝、墜落跡象；根據勘察、分析、評價，區內有10 處危巖體處于欠穩定狀態，1 處危巖體處于基本穩定狀態，如圖2 所示。

圖2 危巖體地質災害治理工程勘查立面

3 危巖防治目標原則

3.1 防治原則

鑒于某部區域地質環境脆弱，危巖體大部分處于欠穩定狀態，局部處于基本穩定—穩定，由于受該危巖體威脅對象重要，防治原則確定為工程措施與非工程措施并舉，綜合整治，加強監測，作好預報。本次我們的工程措施應執行“突出重點、因害設防，技術可行、經濟合理，施工方便，工程結構安全可靠，一次性根治不留后患”的原則，實施永久性防災工程[5]。此外，還應加強政府的職能管理，減少人為活動對地質環境的影響，提高防災意識，保護地質環境；同時作好監測、預報工作。

3.2 治理目標

根據某部區域危巖體的發育規模及影響對象，本著“以人為本”的原則，采取有效的工程治理措施徹底根除安全隱患，同時選擇的工程類型要設防安全系數高，盡量減少不可預見因素，總體穩定可靠度大。鑒于此，治理總體目標為重點保護某部區域人民的生命財產安全[6]。

4 關于危巖的治理工作

目前常見的危巖的治理方法包括主動防護（通過人為工程方式直接清除或加固危巖，使其變得穩定）和被動防護（在一定范圍內攔截已經失穩的危巖體，使巖體崩塌后不會傷害到保護對象）兩種，具體治理方式如下。

4.1 主動防護

在危巖的治理中，主動防護適用于能準確判斷的單個危巖體和危險帶，指的是通過人工的干涉，對危巖進行加固，其主要包括清除、錨固、嵌補支撐、主動防護網等。在某部區域的危巖治理地帶以一級陡巖（主要表現為陡巖底部巖腔及探頭巖體、柱體、塊狀危巖體）和三級陡巖（零星危巖體，個頭小，受風化裂隙切割）為主，在治理防護過程中采取的是以底部支撐嵌補+錨固為主，清除、主動防護網為輔的綜合治理方式，經勘查，某部區域的危巖帶具備先關的施工條件，我們對其的治理措施是分別針對每個危巖單體和危巖帶采用“削方+嵌補+排水溝”的方式給予防護和治理[7]。

4.2 被動防護

被動防護主要是設置攔石結構，包括石槽、被動攔石網、攔石墻、棚洞等，這主要適用于地質情況復雜、危巖分布密集地帶，這種治理方式對單個危巖治理難度較大，且不容易達到治理效果。在某部區域的危巖治理中，考慮到危巖帶下方為丙安小學，我們在小學上方布置了攔石網和攔石墻。這樣一來，一旦災害發生，在主動防護無效的情況下，能通過攔石網和攔石墻阻擋掉落的巖石，以確保周圍居民的生命財產安全[8]。

4.3 加強管理，促進治理工作有效開展

在勘測過程中，我們發現該區域在早年修建公路和斜坡下部的民房時房屋的切坡對斜坡坡腳曾造成影響，這也在一定程度上形成了危巖體崩塌的誘因。因此，某部區域危巖體隨時有崩塌的危險，除了需要采取以上措施進行主動和被動治理外，還需要從人文方面加強管理采取相關措施，在危險區邊緣顯著地段設置警示牌，加大防災宣傳力度，提高全民防災意識。當地政府應做好并落實地質災害防災預案和應急措施方案，以確保災難發生時，能采取及時的措施，減少危巖災害帶來的損失。根據目前地質環境現狀，應形成強有力的管理機制，依法嚴格控制地質環境惡化和災害隱患區的不規范開荒、建筑等活動，規范土地資源利用的行為。向片區周圍群眾廣泛宣傳保護地質生態環境、預防災害的科普知識，宣傳法規和政策，提高全社會保護環境、防災減災的意識。

5 結語

某部區域的危巖帶直接威脅著周圍居民的生命財產安全，也直接影響著政策教學活動的開展，及時對其開展防治工作，是確保師生和居民生命財產安全的唯一方式。但危巖的變形破壞受多種因素的影響，在多種因素的共同作用下，危巖帶的變形具有不可預見性和突發性，如何在最短的時間內采取行之有效的治理方式，只有從各個方面綜合考慮，做到實時監控，從多方做好預防和預警，才能充分做好地質災害的防治工作，為群眾創造良好的生活環境。