桂林地區危巖崩塌的防控技術特點研究

摘要：危巖崩塌已成為桂林地區的主要地質災害之一，巖體類型多樣，地質條件特殊等因素加大了該地區危巖體的防治難度。筆者以市區內的白巖山中99塊危巖體為研究對象，對危巖體的發育機理、致災因子、力學機理進行研究，并運用極限平衡理論建立危巖體穩定性計算方法，對該地區危巖體類型多樣，在不同荷載組合下可能出現的一種或多種破壞失穩的情況，采用正交組合的方法，為危巖體的防治提出了例如“錨固-鋼絲繩（網）捆綁及灌漿”、“錨固-鋼絲繩（網）捆綁、灌漿及支撐”等幾種特殊而有效的防治方法。

關鍵詞：危巖崩塌 發育機理 致災因子 定量分析 正交組合

1前言

桂林地區獨特的巖溶地質條件為孕育地質災害提供了有利的條件，市區內大多數山體均有危巖崩塌發生，同時，危巖崩塌每年以4到6次的速度增加，嚴重威脅到市民的生命財產安全[1]，因此，對該地區的危巖地質災害進行治理迫在眉睫。

2工程概況

白巖山坐落于桂林市秀峰區西山路南側，該山體左鄰桃花江，前、后及右邊為住宅小區和商鋪。其北邊山坡曾于2003年2月發生一次崩塌，導致附近一棟民房被毀，小區道路和人防洞口被堵，造成直接經濟損失約120萬元。通過調查，該山體中至少發育有危巖體99處，平面分布如圖1所示。

3危巖體成因機制

該地區危巖體的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質構造、水文、人為因素等因素的影響。

3.1地形地貌

該山體地處孤峰平原，地形較為單一，山頂標高為220m，相對高差70m，峰谷間相對高差100m左右，上部覆蓋有較薄的殘坡積層，大部分基巖裸露，是誘發危巖失穩的主要因素。

3.2地層巖性

區內地層巖性主要由上泥盆統融縣組灰巖（D3r）和第四系土層（Q4dl+el））組成，

巖體風化明顯，巖溶裂隙較發育，巖體完整性差。

3.3地質構造

區域內巖溶發育強烈，層間裂隙和垂直裂隙十分發育，優勢節理裂隙為EW/⊥、NNW/82°∠85°和NE/140°∠77°三組，將巖體切割破碎，形態獨立的塊體。該結構面是危巖體不穩定的主要因素之一。

3.4水文因素

區域內年平均降雨量約為1900mm，降雨主要集中在4～7月份，占全年降雨量的62%，除此之外，每年還會出現幾次大、暴

雨天氣，大強度持續降雨是危巖地質災害的主要誘發因素。

3.5人為因素

前期市政道路、居民區、防空洞的修建時產生震動，加上后期區域內人類活動大大的加劇了危巖體的失穩。

4危巖體的穩定性分析

4.1計算分析

根據危巖體的結構和狀態特征，并結合該地區危巖體的分類方法，筆者將該99塊危巖體分為臨空型、貼坡型、孤石型三種[2]，計算原理及模型如下：

（1）臨空型計算公式

—危巖體重力（KN）；

—危巖體結構面傾角（°）；

—作用在危巖體上的地震力（KN）；

—主控結構面的等效粘聚力（Kpa）；

—主控結構面的等效內摩擦角（°）。

（2）貼坡型

式中參數物理意義同前。

（3）孤石型

式中：

—轉點A到重力延長線的垂直距離（m）；

—轉點A到水平地震力延長線垂直距離（m）

5區域內危巖防治技術體系研究

筆者根據白巖山危巖體的類型，結合國內外常采用的一些危巖體防治技術，通過力學機理類型分析，設計出一套適合桂林地區危巖體的防治方法。對于同一力學機理的危巖，該地區主要防治方法表1所示。

在實際工程中，即使是同一危巖單體，在不同的荷載或荷載組合下，其力學機理可能不同[3]，對于該情況，可以采用正交組合的方式確定適合該危巖體的防治措施，如表2所示。

根據每塊危巖體的力學機理情況，采用正交組合的方法計算，為每一塊危巖體確定最有效的防護措施。在此次危巖體治理過程中，采用支護措施的危巖體1塊；采用灌漿支護措施的危巖體4塊；采用清除措施的危巖體21塊；采用錨固—鋼絲繩、灌漿聯合支護措施的危巖體39塊；采用錨固—鋼絲繩、灌漿、清除聯合支護措施的危巖體18塊；采用錨固—鋼絲繩、灌漿、支撐聯合支護措施的危巖體16塊。

6.1清除工程

危巖體清除是以前廣泛使用的一類技術，簡單、經濟，通常適用于單個、外懸的危巖體[4]，其采用人工清除或靜態爆破清除的方法，但一定要注意清除下部的危巖容易誘發卸荷的發生，清除危巖主要以頂部第二級陡崖危巖為主，該方法在白巖山危巖體的防治過程中使用較為普遍。

6.2錨固—鋼絲繩（網）捆綁及灌漿聯合

已脫離母巖的危巖體，其穩定性差，若采用爆破清除措施容易造成四周危巖體的松動，危險性較大，通常采用鋼絲繩（網）錨固捆綁加上灌漿固結裂隙面來治理該類型的危巖體。本次治理工程中有39塊危巖體采取了該防治措施，占到了總數的39.4%，通過后期觀測，采用該防治措施的危巖體穩定性較好。

6.3錨固—鋼絲繩（網）捆綁、灌漿、支撐聯合

對于傾倒型危巖而言，采取支撐防治措施時，若支撐體的重心位于危巖體的外側，僅需要進行錨固、捆綁便能起到很好的防治效果，若支撐體的重心位于危巖體的重心內側時，則需采用支撐、錨固、捆綁結合的防治方法，另外，還需加以清除、灌漿等輔助治理措施，該方法在此次的治理過程中使用較多。

7結 語

（1）工作區內危巖體的形成主要受地形地貌、地層巖性、地質構造等內在因素及水文因素、人為因素等外在因素的影響。

（2）按照白巖山99塊危巖體的結構特征，并結合桂林地區危巖體的分類方法，將99塊危巖體分為臨空型、貼坡型、孤石行三種類型，并采用極限平衡理論建立了三種危巖體的計算模型和計算方法。

（3）根據桂林地區危巖體類型多樣的特點，

其力學機理也不一樣，采用正交組合的方法，提出一套適合該地區危巖體的防治方法，即“錨固-鋼絲繩（網）捆綁及灌漿”、“錨固-鋼絲繩（網）捆綁、灌漿及支撐”等。

（4）對采用新方法治理后的危巖體，根據監測結果可知治理后的危巖體穩定性好，新方法行而有效。后期，該新方法可在桂林地區危巖體的防治過程中逐步推廣開來。

參考文獻

[1].覃蘭麗等.桂林市巖溶區典型地質災害危險性評價[J].中國地質災害與防治學報.2009，20（3）：28-33.

[2].鄭金.桂林地區危巖崩塌的防控技術體系及其特點研究[D].桂林理工大學碩士學位論文.2012.6.

[3].黃治云等.不同荷載組合類型的危巖力學機理判定及防治方法分析[J].中國科技信息.2007：65-68.

[4].葉四橋等.危巖落石防治技術體系及其特點[J].公路.2010：80-84

作者簡介：鄭金（1985-），男，助理工程師，碩士研究生，主要從事巖土工程與地質災害防治工作。