伊嘉公路危巖體穩定性評價與治理措施建議

■田靜成

（黑龍江省水文地質工程地質勘察院黑龍江哈爾濱150030）

伊嘉公路危巖體穩定性評價與治理措施建議

■田靜成

（黑龍江省水文地質工程地質勘察院黑龍江哈爾濱150030）

論述了伊嘉公路危巖體所處的地質背景、危巖體特征、形成原因和破壞模式并對危巖體進行了地質定性分析和定量計算。最后綜合分析評判了危巖體的穩定性并提出了危巖體的治理措施意見。

伊嘉公路 危巖體 穩定性分析 治理措施

1 引言

危巖體是指陡峭邊坡上被多組結構面切割，在重力、風化營力、地應力、地震、水體等作用下與母巖逐漸分離，穩定性較差的巖體。破壞型式有滑塌、墜落和傾倒3種[1]。

伊嘉公路危巖體位于伊春區伊春河大橋下游東側邊坡上，距河水面高差約60m，斜坡的坡度大于45°。危巖體分布地段長約250m，共有4處危巖體，總體積249.4m3。危巖在重力、自然風化、裂隙水等影響下，可能剪斷下部薄弱基腳，失穩破壞，對其下部的旅游區公路過往車輛和行人構成嚴重威脅。本文對伊嘉公路危巖體穩定性進行評價，并據此提出了治理該危巖體的可行對策。

2 危巖發育地質環境條件

伊春河大橋下游東側邊坡，其下部伊春河岸邊海拔高228～234m，危巖帶海拔高程為260～320m，相對高度30～90m，河谷邊坡陡峭，自然坡度為40～60°，人工邊坡60～80°。屬小興安嶺山脈之東南段，地形復雜。地貌屬中低山丘陵區，地勢呈南東高，北西低。

危巖帶出露地層為華力西期白崗質花崗巖和第四系壤土及殘坡積物，其中花崗巖從上到下風化程度為全風化、強風化、中風化。邊坡表層的殘坡積物厚0.2～0.70m，巖性為碎石夾粘性土。

區內影響危巖穩定性的地下水類型有基巖裂隙水和松散層孔隙潛水。地下水受大氣降雨補給，由于邊坡坡度大，地下水徑流條件好，多排泄到前緣的伊春河及其低洼地帶。

3 危巖體特征

危巖邊坡長約250m，平均每立方米發育裂隙3～10條，巖體較完整，邊坡整體穩定，4處危巖體中危巖1、2、3屬塊狀危巖體，其主要受斷層、裂隙和巖體厚度控制，同時也受巖體強度控制。危巖后壁受與坡面大致平行的卸荷裂隙切割，危巖體體積較大，母巖強度較高，它們共有一條控制裂隙——裂隙L3，產狀85～95°∠11～22°，長約150m，傾向與邊坡傾向相反，張開度0.1～0.5m，泥質或碎石充填，充填飽滿，該結構面形成巖體的軟弱夾層。危巖4為不規則狀巖體，其主要受裂隙和巖體厚度控制，分布在強度較高、厚度較大的母巖上，體積較小，巖性為中風化-強風化花崗巖，節理裂隙發育，每立方米發育裂隙2～5條。

4 危巖體破壞特征

危巖1、2、3均發育有巖腔，抗風化能力減弱，在差異風化作用下，在松動破碎處形成深0.5～2.0m，高1.0～3.0m的巖腔。同時危巖1～3控制裂隙貫通，張開度大，近期坍塌跡象明顯，陡巖相對不穩定，卸荷帶寬度為10～20m。危巖4不發育巖腔，上有植被覆蓋，整體較穩定，但在斷層兩盤1～2m范圍內因斷層錯動導致裂隙發育，巖體碎裂，故可能發生小規模的落石，不會發生大規模的崩塌。

危巖體失穩方式，受多方面因素的影響。根據對區內危巖總體形態、發育規模、基底和底界層特征和空間分布特征分析，其中危巖4可能發生墜落時破壞，危巖1、2、3均有可能發生傾倒式破壞。

5 危巖體穩定性分析評價

5.1 定性分析

主要采用野外穩定性定性判斷為主，輔以室內計算的方式對危巖體進行評價。以危巖1為例，坡面產狀270∠70，后壁產狀90∠71，側壁產狀20∠80，底面85∠13。通過赤平投影[2]可以分析得出，危巖1目前處于不穩定狀態，可能發生傾倒破壞。同樣方式可推斷危巖2和3亦處于不穩定狀態，也可能發生傾倒破壞。危巖4基本穩定，不過可能有塊石墜落。

5.2 定量分析

根據危巖體受力情況及最可能的破壞形式，采用剛體極限平衡理論進行計算和分析，此處選用傾倒和墜落式兩種基本模型來計算

[3]。

傾倒式危巖

墜落式危巖

計算參數的選擇系結合野外調查及試驗結果來綜合確定，根據野外場地地質調查結果，危巖體屬較堅硬巖，結構面的結合程度一般，參照《建筑邊坡工程技術規范》（GB 50330-2002），危巖體結構面抗剪強度指標標準值：內擦角(φ)取20°～35°，內聚力(C)取20～30Kpa。在進行穩定性計算時考慮兩個工況，工況一：自重(天然狀態)和工況二：自重+裂隙水壓力(暴雨狀態)，工況一時取中值，即取φ=31°，C=30Kpa，工況二時取小值，即取φ=27°，C=20Kpa。滑塌式危巖計算時考慮裂隙水，天然狀態取三分之一裂隙水柱高，暴雨期間取二分之一裂隙水柱高。本場地不考慮地震影響因素，采用單個危巖體塊體穩定性計算方法，結合實際加以累積疊加進行計算。巖體比重依據室內試驗結果結合當地工程經驗，天然狀態下取24.3K/m3，暴雨狀態下取24.8K/m3。對W1-W4危巖體進行計算,危巖體穩定性計算結果見表1。

5.3 危巖穩定性綜合評價

表1 危巖體穩定性計算結果表

由以上危巖穩定性計算結果可知，W1在天然狀態下穩定，在暴雨狀態下不穩定；W2在天然狀態下欠穩定，在暴雨狀態下不穩定；W3在天然狀態下穩定，在暴雨狀態下欠穩定；W4在天然狀態下欠穩定，在暴雨狀態下處于欠穩定狀態。

危巖體W1、W2、W4穩定性較差，破壞性結構面已基本形成，近期在暴雨等外界因素作用下，發生破壞產生崩塌的概率很高，必須立即進行治理。危巖體W3穩定性較好，由于破壞結構面尚未完全形成，但受各種因素尤其是降水、人類活動等影響，其破壞面將會逐漸形成，也應該及時納入治理范圍。

5.4 危巖體整治處理

伊嘉公路危巖體主要破壞形式為崩塌、落石。治理工程宜采用清除、嵌補、支撐、攔擋及錨固等措施相接合以達到護坡固坡之目的。根據工程區的工程地質特點，治理工程建議如下：危巖體清除+坡面整形＋SNS柔性防護系統+坡腳種植攀藤植物地蔓等。

其中SNS(Safety Netting System)系統是以高強度柔性網(鋼絲繩網、環形網、高強度鋼絲格柵)作為主要構成部分，并以覆蓋和攔截兩大基本類型來治理各類斜坡坡面崩塌落石、風化剝落等地質災害和雪崩、岸坡沖刷、爆破飛石、墜物等危害的新型柔性防護結構，它是一種集構件設計與加工、系統配置設計與定型、現場設計選型、現場布置與施工設計的系統化技術。SNS系統具有良好的地形適應性，其開放性為邊坡的植被生長提供了可能，同時施工快速方便，施工過程干擾小，施工工期短，工程視覺效果相對較好[4]。

6 結論

通過綜合分析評判，伊嘉公路危巖體W3處于欠穩定～穩定，W1、W2、W4處于不穩定～欠穩定。不穩定的危巖在風化作用、水文地質作用(降雨、水的凍脹)、植物根劈、地震等各種時效作用影響下，極易坍塌，對坡腳處的居民及行人、車輛構成嚴重威脅。

針對W1～W4危巖體所處的地形地質條件，結合危巖體分布位置及其穩定性，建議對危巖體采取SNS柔性防護系統和坡腳種植攀藤植物地蔓等治理措施，這樣既能確保安全，又能美化自然環境，真正體現了工程設計“人與環境和諧發展”的理念。

[1]楊淑碧，董孝壁.重慶市中心危巖穩定性研究 [M].成都：成都科技大學出版社，1994

[2]曾憲明.宜萬鐵路五爪觀危巖體穩定性分析 [J].鐵道勘察,2009(4)：23～26

[3]陳洪凱，唐紅梅，王蓉.三峽庫區危巖穩定性計算方法及應用 [J].巖石力學與工程學報，2004，23(4)：614～619

[4]陽友奎.崩塌落石的SNS柔性攔石網系統 [J].中國地質災害與防治學報，1998，(增刊)：313～321

TU94+3.2[文獻碼]B

1000-405X（2016）-5-161-2