云蒙山風景區崩塌地質災害勘查及防治方法探討

劉 伍，鄭小體，田志君，徐林山，金珊珊，劉延鵬

（北京市地質工程設計研究院，北京 100050）

云蒙山風景區崩塌地質災害勘查及防治方法探討

劉 伍，鄭小體，田志君，徐林山，金珊珊，劉延鵬

（北京市地質工程設計研究院，北京 100050）

山谷型風景區內的地質災害治理難度較大，主要是為了最大程度地保護風景區的自然景觀與自然資源，其次是由于景區內往往沒有寬大的混凝土主路，僅有崎嶇小路，治理工作所需的材料及設備運輸全靠人工完成，無法采用大型機械設備進行施工，因此，最終的治理方法受到很大限制。根據2015年在云蒙山風景區（南段）開展的地質災害調查及治理設計工作成果，本文重點介紹危巖體（帶）的地質災害特征及治理措施，并對山谷型自然風景區內的危巖體（帶）地質災害治理措施的合理選擇進行探討。

云蒙山風景區；危巖體（帶）崩塌地質災害；勘查與治理設計；探討

0 引言

云蒙山自然風景區位于北京市懷柔區與密云區交界處，總面積約300km2，景區（南段）崩塌地質災害勘查與治理設計工作涉及4個景區13個災害點。

1 巖漿雜巖體基本特征

云蒙山巖漿雜巖體在成因上非常特殊，明顯不同于一般的侵入型花崗巖成因，它的最大特點是既具有強烈的構造變形特征，又具有較深的變質特征，由此造就了云蒙山巖漿雜巖體分布區的獨特地形地貌及奇特的自然景觀，同時，也埋下了不少地質災害隱患。根據姬廣義等（2004）研究成果，概要如下：①云蒙山巖漿雜巖體由十余個侵入體組成；②巖漿雜巖體中的各侵入體均具有變形變質特征，具有輕微的片麻理構造；③云蒙山雜巖體巖漿侵位發生在燕山中期，侵位后曾經歷麻粒巖相區域變質作用，在燕山晚期隨變質核雜巖下盤的抬升又經歷了角閃巖相退變質作用；④云蒙山雜巖體主要巖石類型為片麻狀二長花崗巖，個別侵入體為花崗閃長巖。云蒙山風景區完全處于云蒙山巖漿雜巖體內。

2 崩塌地質災害特征

云蒙山雜巖體的巖石類型主要為花崗質巖石，其抗風化能力較強，但云蒙山巖體因經過多次構造運動，節理裂隙極為發育，普遍發育3組大型密集節理，在不同部位，其產狀、規模及組合型形式明顯不同，由于這3組節理的存在，使云蒙山巖體分布區廣泛發育崩塌地質災害（王亞軍等，2009），在本次地質災害勘查過程中，發現除危巖崩塌災害外，多處存在由較厚松散坡積物碎石土構成的不穩定斜坡災害（汪明春，2010）。本次的崩塌地質災害主要是危巖體（帶），崩塌類型主要有滑移式、墜落式及傾倒式，危巖體規模一般較小，多屬小型，僅有2處為中型，碎石土不穩定斜坡規模較小（圖1）。

圖1 地質災害勘查治理點分布簡圖Fig. 1 Distribution diagram about geological disasters investigation and treatment point

3 地質災害治理方法

在山谷型風景區，地質災害治理方法明顯不同于非景區，主要是為了最大程度地保護風景區的自然景觀與自然資源，其次是考慮到景區內沒有寬大的混凝土主路，僅有崎嶇小路，治理工作所需的材料及設備運輸全靠人工完成，無法采用大型機械設備進行施工，并且13個災害點分布位置距景區出口較遠，達1～4km，因此，地質災害治理方法受到極大限制。經過與景區經營單位及上級主管單位溝通，本次最終選擇的主要治理措施如下：①對危巖帶采用掛主動防護網（汪敏等，2011）；②在危巖帶下方適當位置布設柔性被動防護網（趙世春等，2013）；③在危巖帶下方適當位置布設落石槽（或擋墻）；④對危巖體下部（下方）的巖腔采用嵌補及基座加固；⑤對危巖體的坡腳進行擋墻防護；⑥對危巖體（帶）下方的景區小路進行封閉、改道，并修筑新小路、穿越溝谷的簡易橋涵；⑦對景區內已有建筑附近下方的破碎巖質陡壁采用鋼筋混凝土格構加固（程江濤等，2007），以保護基礎邊坡的穩定；⑧對景區小路相鄰的較厚松散坡積物碎石土不穩定斜坡采用擋墻防護；⑨對景區小路相鄰的松散坡積物陡立不穩定斜坡進行消坡及在坡腳設置石籠網擋墻；⑩對個別危巖體進行單獨錨固（表1）。

下面以工作區內的危巖體（帶）地質災害的治理方法為例，并重點介紹墜落式、滑移式、傾倒式崩塌危巖體（危巖帶）的治理。

3.1 墜落式崩塌危巖體

（1）概況

飛云瀑景點西側巖壁存在一崩塌巖腔，巖腔長約26m，最大凈空高度約5.5m，最大進深約3m，巖腔體積約255m3；巖腔上方為直立陡壁巖體，陡壁巖體節理裂隙極為發育，將其確定為危巖體（WY-1），此危巖體長約26m，高約10m，危巖體體積約690m3；在此危巖體陡壁坡腳下已存在大量崩塌堆積巖塊，體積約550m3；本災害點附近巖質山坡巖石為微風化片麻狀二長花崗巖（圖2）。

表1 災害點勘查評價及治理方法匯總表Tab. 1 The summary formation about geological disast -ers investigation and evaluation and treatment method

圖2 飛云瀑災害點：墜落式崩塌危巖體a.全貌圖；b.近觀圖Fig. 2 Geological hazard point of the Fei Yun waterfall: falling type collapse dangerous rockmass a.overall view; b.a closer look at a fgure

（2）穩定性評價結果

本危巖體的滑動破壞形式為墜落式崩塌，采用墜落式危巖穩定性計算模型進行計算，判定結果如下：危巖體在自然狀態下，欠穩定；在暴雨狀態下，欠穩定；在地震狀態下，不穩定（表2）。

表2 危巖體穩定系數及穩定性評價結果Tab. 2 Results about dangerous rockmass stability coeffcient and stability evaluation

（3）危巖體崩落運動計算結果

將危巖落石理想化為直徑2m的球體，采用Rockfall軟件對崩塌落石運動進行計算，計算結果顯示，危巖崩落水平距離達15m，已覆蓋附近景區小路。

（4）治理方法

案例1中教師的操作有兩個問題：第一，實驗的目的是驗證水的熱脹冷縮。試管里應該裝滿水，但教師用于實驗的試管卻有約20%空氣，而空氣的熱脹冷縮現象比水更加明顯。實驗觀測到的結果究竟是“水的熱脹冷縮”，還是“空氣的熱脹冷縮”導致的呢？這影響了實驗的準確性。第二，違反操作規程。在實驗過程中教師擅自取開氣球皮，人為改變實驗進程。這不利于培養學生正確的實驗觀和實驗操作方法。

本災害點與飛云瀑景觀直接相鄰，為了不破壞景觀，治理措施以避讓為主。即，清除崩塌堆積區巖塊；在飛云瀑景點附近設置防護欄，禁止游人靠近危巖體巖壁；在危巖體陡壁影響區范圍內的景區小路內側附近設置落石槽及擋墻，防止危巖體崩塌巖塊滾落沖擊至附近景區小路、碰傷游人（圖3、圖4）。

圖3 墜落式崩塌危巖體治理工程剖面圖Fig. 3 Section of treatment engineering for falling type collapse dangerous rockmass

圖4 墜落式崩塌危巖體治理：落石槽及攔石墻大樣圖Fig. 4 Treatment engineering for falling type collapse dangerous rockmass: detail drawing of stone-falling groove and retaining wall of rockfall

3.2 滑移式崩塌危巖體

（1）概況

本災害點為一巖質坡體，近于直立，中段坡面上部反傾，坡面高度22～33m，坡面巖體節理裂隙極為發育，坡面巖體破碎，局部有松動巖塊及凌空巖塊，形成危巖帶，危巖帶分布長度約60m，危巖帶高度13～28m，沿坡面面積約1500m2，危巖帶內存在3個危巖體（WY-1、WY-2、WY-3），危巖體（WY-1）位于反傾區南段，屬滑移式崩塌，體積約350m3；危巖體（WY-2）位于WY-1下方，屬墜落式崩塌，體積約23.4m3；危巖體（WY-3）位于反傾區北段，屬滑移式崩塌，體積約214m3；3個危巖體總體積為587.4m3；本災害點附近巖質山坡的巖石為微風化片麻狀二長花崗巖。

本災害點巖質陡壁坡腳處為景區小路（無其它主路），小路距坡腳0～5m，小路外側附近為景區主溝谷河道，附近谷底寬度15～20m，谷底常年流水，平常水量不大，但在特大暴雨時，洪水水位會淹沒現有小路（圖5）。

圖5 不倒翁災害點：滑移式崩塌危巖體c.全貌圖；d.危巖體近觀圖Fig. 5 Geological hazard point for the Bu Dao Wong: slip type collapse dangerous rockmass c. overall view, d. closer view of the dangerous rockmass

（2）穩定性評價結果

對危巖體（WY-1）、（WY-3）采用滑移式崩塌危巖穩定性計算模型進行計算，對危巖體（WY-2）采用墜落式崩塌危巖穩定性計算模型進行計算，判定結果見表3。

表3 危巖體穩定系數及穩定性評價結果Tab. 3 Results for dangerous rockmass stability coeffcient and stability evaluation

（3）治理方法

先對巖質陡壁坡面反傾部位進行消坡、清除危巖體（WY-1、WY-2、WY-3），并清除坡面松動巖塊，然后采用主動柔性防護網進行坡面加固（圖6）。

圖6 滑移式崩塌危巖體治理工程剖面圖Fig. 6 Section of treatment engineering for sliding type collapse dangerous rockmass

3.3 傾倒式崩塌危巖體

（1）概況

本災害點位于獨秀峰景點處，該景點核心體為為一松散巖柱。此巖柱北側、東側、西側坡面陡立，巖柱（危巖體WY-1）沿坡面水平寬度約6m，向山體內進深厚度約5m，體積約336m3，外傾節理極為發育，與側向陡立節理組合后，將巖體切割成多個柱體，各柱體之間形成上寬下窄的"V形縫"，縫寬一般為10～50mm，其中最大縫寬達1.2m，在垂向上多數縫隙已由巖柱頂向下貫穿至巖柱底部。在危巖體根部附近的巨大縫隙已發展成2個巖腔洞穴，洞穴最高約1.5m，最寬約1m，進深約2m。根據現場量測計算，裂縫及洞穴總體積約占整個巖柱體的10%～15%，在危巖體的中下部，裂縫及洞穴的總體積約占中下部巖柱體的20%～30%。本災害點及附近巖石均為微風化片麻狀二長花崗巖。

景區小路從危巖體（WY-1）腳下經過，危巖體對過往游人構成極大威脅（圖7）。

圖7 獨秀峰災害點：傾倒式崩塌危巖體Fig. 7 Geological hazard point for the Du Xiu Feng: toppling type collapse dangerous rockmass

（2）穩定性評價結果

本危巖體的滑動破壞形式為傾倒式崩塌，采用傾倒式崩塌危巖穩定性計算模型進行計算，判定結果見表4。

表4 危巖體穩定系數及穩定性評價結果Tab. 4 Results table for dangerous rockmass stabilitycoeffcient and stability evaluation

（3）治理方法

該松散巖柱既是危巖體，同時也是本景區景點，稱為“獨秀峰”，為了不破壞該景觀，采取以避讓為主的治理措施。具體措施為：①對危巖體巖壁下方的景區小路進行封閉，將原小路從危巖體西側附近改移向北，與景區現有混凝土主路相接；②在危巖體北側附近設置坡腳防護擋墻，防止本景區主溝內的暴雨洪流沖刷侵蝕本危巖體根部（圖8、圖9）。

圖8 傾倒式崩塌危巖體治理：改建道路平面圖Fig. 8 Treatment engineering for toppling type collapse dangerous rockmass: plan of the path rebuilt

4 治理措施探討

（1）處于山谷型自然風景區的危巖體（帶），其治理方法受到極大限制，其一是為了最大程度的保護景觀及景區的自然環境，其次是因為景區內往往無寬大混凝土主路，基本是窄小自然小路，無法采用車輛運輸材料及大型設備，僅靠人工運輸，成本將數倍增加。因此，治理方法應以避讓為主、防治結合的方法，工程選擇應以輕型為主，加大景區的災害管理意識、宣傳力度，加大景區內的日常安全巡視工作，采取綜合治理措施。

圖9 傾倒式崩塌危巖體治理：坡腳防護擋墻剖面圖Fig. 9 Treatment engineering for toppling type collapse dangerous rockmass: section of retaining wall for slope toe

（2）個別災害點的治理難度很大，不僅場地條件很差，而且僅從點上治理并不能解決根本問題，因此，需要系統治理（但成本會很高），甚至需要景區對局部地段進行重新規劃。

[1]姬廣義，汪洋，孫永華.北京云蒙山巖漿雜巖體的巖石學和構造變形特征[J].北京地質，2004，16(3)：1～11.

[2]王亞軍，王亞民，朱宏斌.河北省平山縣大柳樹村崩塌地質災害治理設計[J].中國地質災害與防治學報，2009，20(4)：7～12.

[3]汪明春.四川汶川縣政府后山不穩定斜坡整治方案[J].公路交通技術，2010，27(4)：28～32.

[4]程江濤，晏鄂川，劉莉.格構錨桿組合加固技術在高邊坡治理中的應用[J].三峽大學學報（自然科學版），2007，29(3)：230～233.

[5]汪敏，石少卿，陽友奎.邊坡主動防護系統加固力簡化計算方法研究[J].公路交通科技，2011，28(5)：12～17.

[6]趙世春，余志祥，韋韜，等.被動柔性防護網受力機理試驗研究與數值計算[J].土木工程學報，2013，46(5)：122～128.

Discussion about Investigation and Treatment Method of Rockfall Geological Disaster in the Yunmeng Mountain Scenic Spot

LIU Wu, ZHENG Xiaoti, TIAN Zhijun, XU Linshan, JIN Shanshan, LIU Yanpeng
(Beijing Geological Engineering Design Institute, Beijing 100050)

The geological disaster treatment is so diffcult in natural valley type scenic spot: The frst reason is to protect the natural landscape and natural resources of the scenic spot as possible; The second reason is few wide concrete road (only a rugged path)to the scenic spot. As a result, the materials and equipments are transported into de scenic spot only by artifcial overall. Therefore, the ultimate treatment approach is limited by lots of factors. According to the working achievement about rockfall geological disaster investigation and treatment design in the Yunmeng Mountain Scenic Spot（southern section）in 2015, this paper mainly introduces the characteristics of geological disaster and treatment measures for the dangerous rockmass (belt), and discusses the appropriate selection of treatment measures for dangerous rockmass (belt) about natural valley type scenic spot.

Underground space exploitation and utilization; Geological environment; Constraints; Ningbo

P642.23

A

1007-1903（2016）04-0044-06

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.04.008

基金課題：旅游景區地質災害治理工程勘查設計項目（懷柔區）

劉伍（1965- ），男，高工，主要從事巖土工程勘察、設計及地災治理工作。E-mail：liuwu1832＠163.com