熊育燦
(貴州省地質礦產勘查開發局一〇一地質大隊,貴州 凱里 556000)
1.1.1 氣象
根據凱里市氣象局提供的氣象資料統計分析表明,年平均蒸發量為1401~1259mm,多年平均降水量為1140.0mm,日最大降水量為262.3mm,時最大降水量為66.4mm,10min 最大降水量25.5mm,降水年際變化較為明顯,最多年為1641.0mm,最少年為882.6mm,變化率達46.2%。
年內降水分布不均勻,4~10月集中了全年降水量的82%~84%,11 月至次年3 月份僅占全年降水量的16%~18%。
1.1.2 地形地貌
區內地貌類型屬溶蝕—侵蝕作用形成的低山地貌,地形起伏較大,斜坡坡度20°~90°,坡向約260°,斜坡剖面形態為折線形。區內最高海拔為北東側山頭737.66m,最低海拔為坡腳約589.70m,相對高差為147.96m。崩塌后緣高程約724.00m,前緣高程約656.14m,前后緣相對高差67.86m。
1.2.1 地層巖性
根據現場調查,斜坡基巖出露較好,區內地層從新到老為:第四系(Qel+d)l殘坡積層含碎石粘土,志留系翁項群(SWx)灰綠色鈣質粉砂質頁巖、石英砂巖,奧陶系大灣組(O1d)紫紅、灰色薄至中厚層生物屑灰巖、瘤狀灰巖、鈣質頁巖、粉砂巖,奧陶系紅花園組(O1h)灰、淺灰色中厚層灰巖、生物屑灰巖、白云質灰巖、砂質灰巖。
1.2.2 地質構造
區內地處揚子陸塊江南復合造山帶黔南坳陷區銅仁開闊復式褶皺變形區南西側,周邊發育兩條斷層,斷裂較發育,場區因受構造影響較大,巖層產狀:170°∠7°、100°∠35°、85°∠10°,基巖為奧陶系紅花園組(O1h)灰、淺灰色中厚層灰巖、生物屑灰巖、白云質灰巖、砂質灰巖為主。
根據現場調查,查明了崩塌隱患現狀變形特征、危巖體及堆積體現狀變形特征,詳見表1、表2及圖1。

圖1 崩塌隱患全景圖

表1 崩塌隱患現狀變形特征一覽表

表2 危巖體及堆積體現狀變形特征一覽表
根據該崩塌隱患的變形特征,結合其所處的地質環境條件的綜合分析,該崩塌隱患形成原因主要有如下幾點。
1.4.1 形成因素
該崩塌隱患的形成,主要受地形地貌、巖性、節理裂隙、降雨、植物根劈等因素共同作用控制的結果。
1.4.1.1 地形地貌斜坡地形坡度較大,坡度一般20°~90°,為危巖體變形提供了動力條件。
1.4.1.2 地層巖性基巖為奧陶系紅花園組(O1h)灰巖,部分巖層含白云質,易風化形成節理裂隙,為相對含水層。
1.4.1.3 不良結構面
出露基巖風化程度高,局部節理裂隙發育,切割巖體,使得巖體脫離母巖,在降雨、采石活動等外力作用下易發生變形、破壞,引發局部巖體松動或崩塌,形成地質災害隱患。
1.4.2 誘發因素引起崩塌隱患的變形因素主要有大氣強降水、地表水亂流、風化、人類工程活動等作用。
1.4.2.1 大氣強降水作用
大氣強降水是誘發崩塌局部巖體松動、崩塌的主要因素。降水后,造成地表水亂流,其滲入巖體的節理裂隙,在節理裂隙中靜水壓力的作用下,使巖體抗剪強度指標降低,是形成崩塌隱患的外力因素之一。
1.4.2.2 風化作用
風化作用加速了出露的基巖節理裂隙的擴展,裂面抗剪強度降低,使得巖體差異風化增強,不斷剝蝕形成的溶穴、溶槽,形成新的臨空面,增加引發崩塌隱患的地形條件,是誘發崩塌隱患的外力因素之一。
1.4.2.3 人類工程活動
采石場爆破震動:采石場在開采過程中產生的爆破震動,會加速危巖體裂隙的擴張,利于危巖體崩塌的形成及成災。
根據現場調查及分析,判斷崩塌隱患在降雨等外力作用下,發生局部變形、破壞的可能性大,再次崩塌的可能性大。崩塌隱患的破壞模式以奧陶系紅花園組(O1h)灰巖局部墜落式或傾倒式崩塌為主。一旦再次成災,將直接威脅崩塌下方的村民16 戶80 人、鄉村公路過往行人和車輛的生命財產安全,其危險性較大、危害性較大。
根據崩塌危巖體變形特征以及穩定狀態,結合上節穩定性計算結果,本次設計采用“清除危巖體+被動防護網+植被恢復”對該崩塌進行綜合治理。
2.2.1 鋼管防護欄
本工程位于新巖村,施工區下方為硬化路及村民住宅,為了防止施工期間老百姓、牲畜、車輛等進入施工現場,引發安全事故,鋼管防護欄搭設在施工區域的兩側及堆積體下方道路外側。對施工區域進行全封閉施工。同時,堆積體下方有房屋建筑及田地等,在進行清理不穩定的土石方、松石時,防護欄可擋住滑落的土體和中小落石,保證施工的安全。
鋼管架防護欄主要材料為鋼管架、安全網、竹跳板等。鋼管防護欄搭設高度為3m,長度240m;鋼管防護欄搭設必須牢靠,竹跳板全部用鋼絲繩連成整體牢靠,確保牢固;防護欄外側搭設一定數量支撐斜桿,防止防護欄傾倒失效。使防護欄在一定程度上能擋住滑落的土體和中小落石。
2.2.2 落石槽
根據工程的特點及施工現場的地形情況,危巖體下方有老百姓房屋,下方沿線還有老百姓的田地等,在進行危巖體清除時,防止危巖體石頭垂落、崩彈滾落到施工區域外,造成損失或者安全事故,因此,在村道上方危巖掉落彈跳區外側挖設落石槽。
落石槽設置在道路上方8~10m 處,槽寬5m,向內傾斜10°~15°,沿危巖帶平行布置,落石槽兩端的長度應超出危巖體10m。
施工順序依照先進行地表植被清理、放樣,然后進行土石方清除外運;為保證施工進度各工序之間形成搭接,依據由外向里的原則施工[1]。
2.2.3 堆積體不穩定的土石方、孤石清除
堆積體不穩定的土石方、孤石清除采用人工加機械配合的方式進行,施工前,對堆積體不穩定的土石方、孤石進行排查,清除周邊雜草,采用挖掘機破碎錘對孤石進行破除,小塊碎石塊可采用人工進行搬運至下方道路堆放,較大塊石采用裝載機裝運至下方道路;部分區域若機械施工擾動過大,影響安全,則全部采用人工施工。用人工將大的松石解小后,搬運至下方道路。清理完畢的孤石、碎石經與村委會聯系,由其聯系車輛清運出現場。
2.2.4 被動防護網
被動防護網設在落石槽外側,被動防護采用RXI-200型被動防護網,RXI-200型:攔截撞擊能2000kJ[2]。
構成:環形網R19/3/300+鋼柱+上下支撐繩(?22mm雙繩、每跨每根各1/2 個減壓環)+上拉錨繩(?18mm單繩、人字形布置、每根一個減壓環)+側拉錨繩(?18mm雙繩)+下拉及中間加固錨繩(?18mm 雙繩)+縫合繩(?14mm 單繩)+拉錨錨桿(?16mm 鋼絲繩,上拉錨桿、下拉錨桿、側拉錨孔長度均為9.5m,錨桿長度為9.0m,0.5m的沉渣段,錨桿孔徑不小于90mm)。
2.2.5 危巖體清除
危巖體清除采用人工開挖的方式。危巖體采用“從上至下、逐層開挖,逐層清運”的原則[3]。
危巖體施工施工技術和安全防護要點:
(1)危巖體清除施工前,先施工兩排錨固樁,錨固樁上預埋鋼環。錨固樁設在危巖體施工后面,遠離危巖體,按雙排設置,按5m 間距設置,前排與后排距離1~2m,錨固樁采用10cm 的矩(圓)形鋼筋混凝土柱或同等規格的鋼管,錨固環采用?32mm圓鋼制作。錨固樁作為危巖體清理時施工人員拉繩、防護網拉繩及危巖拉網的栓繩樁。
(2)危巖體清除防護網:危巖體清除防護網采用柔性材料防護網(如鋼絲防護網等),防護網的網孔不宜大于10cm。危巖體清除防護網分兩層,一層為豎向防護網,豎向防護網沿危巖體垂直布設,在危巖體懸崖底布置栓繩樁,樁采用?100mm鋼管預埋固定,埋深5m,采用打孔灌漿固定,離懸壁1~2m,清除某部位危巖體前,用防護網一端栓在懸崖底的樁上,另一端栓懸崖上方的錨固樁上,將準備該部位危巖全覆蓋在網內,減輕施工時可能發生垂落石頭的石頭沖擊力,使石頭沿著網順落而下,沿坡滾至落石槽內。另外一層防護網為空中防護網,空中防護網一頭栓懸崖上方的錨固樁上,另一頭栓在鋼管防護欄的鋼管上,主要是防止可能發生垂落石頭滾落過程中發生崩彈,使崩彈的石頭遇到防護網后能滾到防護溝內。
(3)危巖體施工時,不得有任何人員及機械在作業區域下方,危巖體下方村民要撤離,同時安排3~4名人員在安全線外值守,不得讓任何人進入危險區域。
(4)危巖體清除作業人員必須嚴格按照安全生產規章制度和規程進行施工,正確佩戴勞動安全防護用品,不得違章作業[4]。
(5)項目部安排專人指揮,專人監測,隨時注意施工現場情況,隨時監測危巖體的變化狀況,及時消除安全隱患,確保施工安全。
2.2.6 植被恢復工程
由于清除危巖體時,崩塌堆積體分布區的植被將遭受損壞,地質環境條件遭受破壞,為恢復崩塌堆積體分布區的地質環境條件,應對該區域進行植被恢復。于遭受破壞的斜坡上種植一排灌木進行植被恢復,灌木冠徑40.0cm,水平間距1.0m,種植灌木約130棵。