珠海市孤石調查與防治對策

江貴榮， 周燕紅， 魯 威， 耿協威

(1.廣東省地質局第一地質大隊，廣東 珠海 519002； 2.南昌工程學院，江西 南昌 330099)

針對孤石問題，特別是花崗巖球狀風化體研究很多，不過多集中在工程勘察、基礎施工領域，主要研究包括物理特性、施工處理等。在地質災害防治方面，孤石或危巖作為一種潛在崩塌，很多學者從破壞類型、滾落途徑等方面進行了研究。

珠海市地表出露除第四系外，以燕山期花崗巖為主，在低山、丘陵、臺地等區域多孤石分布(圖1)，孤石塊徑0.5～7 m，單個孤石方量約0.3～180 m3。本文依托珠海市香洲區華南名宇后山自然斜孤石調查項目，對珠海市孤石防治方法進行了初步研究。

圖1 珠海市若干孤石發育區現狀

1 調查區概述

調查區位于廣東省珠海市香洲區，地理坐標范圍為北緯22°17′37.3″～22°17′37.3″，東經113°33′34.7″～113°33′59.4″。調查區處于鴨貴門山體東南麓，往北為筆架山，南側山腳為華南名宇小區，東側距珠江入海口香洲灣約700 m，西側距大鏡山水庫約500 m。調查區屬低山殘丘地貌，海拔15.0～115.5 m，其氣候屬亞熱帶季風氣候，日照充足，雨量充沛，歷年平均氣溫為22.7 ℃，多年平均降雨量2 066.1 mm。調查區為燕山期花崗巖山體，主要斷裂有北北東和近東西向2組，其中北北東向斷裂有新村斷裂、山場斷裂等；近東西向斷裂有大鏡山斷裂、鴨貴門斷裂等。

2 調查對象及方法

本次調查對象為出露地表一半以上的花崗巖孤石。野外調查以穿越法為主，追溯法為輔，路線間距5～10 m，基本做到調查對象“零”遺漏，主要工具包括手持GPS、數碼相機、皮尺和鋼卷尺和地質錘等。通過對調查路線上及相鄰部位的每一個孤石(孤石群)進行精確定位，全方位各角度拍照，測量孤石的尺寸大小，測量孤石及所處基巖發育的結構面產狀等，同時對孤石所處的自然環境、地質環境進行系統的調查，并完整記錄調查數據。

3 孤石穩定性初步評價

本次調查中，調查了孤石(群)共64處，總方量約4 664 m3。

3.1 穩定性評價體系

根據《滑坡崩塌泥石流災害調查規范(1∶50000)》，同時考慮植被、坡度等因素，制定了孤石穩定性野外定性判斷依據(表1)。

根據孤石穩定性野外定性判斷表，64處孤石(群)中處于穩定的有36處；較穩定13處，方量973 m3；不穩定15處，方量2 346 m3，詳見表2。

表1 孤石穩定性野外定性判斷表

表2 較穩定及不穩定孤石評價一覽表

3.2 破壞模式

參考相關技術規范標準及文獻，崩塌或危巖的破壞模式包括傾倒式、滑移式和墜落式三種破壞模式，將孤石破壞模型劃分為牽引-滑移式和傾倒-墜落式兩類。在較穩定及不穩定的孤石(群)中，以牽引-滑移式破壞為主，有19處(見表3)。

表3 較穩定及不穩定孤石(群)破壞模式及防治建議表

4 防治建議

孤石(群)的破壞形式主要是崩塌，因此對孤石的防治措施也可參考崩塌地質災害的防治措施，目前使用的措施主要有加固、柔性網防護、爆破清除、監測預警等，并結合各個孤石(群)具體情況，提出了相應的防治建議(見表3)。

(1)加固。采取工程手段對孤石(群)進行支護或加固，主要工程措施有錨桿(索)加固、基座支撐、砂漿填縫、基礎硬化防止沖刷、掛網噴射混凝土等，其中以錨桿(索)加固、基座支撐、砂漿填縫最為常見。錨桿(索)加固是把不穩定巖土體錨固在穩定的巖土層上，使其互相連接，以傳遞拉力和剪力的技術方法。基座支撐是指在孤石的底部加設支撐系統，用以支撐或托住孤石，支撐系統必須滿足自身結構穩定、基礎牢固、連接可靠，且強度必須滿足要求，其可分為鋼結構支撐、鋼筋混凝土支撐、漿砌石支撐等。砂漿填縫采用水泥砂漿將孤石中的風化、節理裂隙或孤石間的裂縫或孤石與基巖間的裂縫填滿封閉，以避免雨水滲入或沖刷。

(2)柔性網防護。邊坡防護網按其結構形式、防護功能和作用方式的不同分為以覆蓋或包裹斜坡或巖石的主動防護系統和阻攔斜坡上滾落石的被動防護系統。主動防護系統是通過固定在錨桿或支撐繩(張拉繩)上并施加一定預張拉的鋼繩網對整個邊坡形成連續支撐，其預張拉作業形成了阻止局部巖塊或土體移動的預應力，從而阻止落石現象的發生。被動防護系統是由鋼絲繩網、高強度鐵絲格柵網、錨桿、工字鋼柱、上下拉錨繩、消能環、底座及上下支撐繩等部件構成，主要設置于斜坡上一定位置，用于攔截斜坡上的滾落物以避免其破壞擬保護的對象。

(3)爆破清除。在孤石(群)爆破中，為防止產生飛石，建議采用靜態爆破。靜態爆破可在無振動、無飛石、無噪音條件下破碎或切割巖石，而且爆破時不會損壞周圍的任何物體，又能達到破碎的目的。

(4)監測預警。除人工巡查判斷孤石穩定性及其周邊條件變化外，可以通過自動化監測技術進行孤石外部變形監測及內部變形監測。外部變形監測技術包括測量機器人技術、GPS技術和三維激光掃描技術等；內部變形監測技術包括聲發射技術、時域反射技術及無線射頻識別技術。

除上述措施外，可以考慮引入保險制度以減少孤石滾落造成的損失。珠海市孤石(群)長期存在，穩定性難以定量計算及明確判斷。同時，孤石(群)作為一種地質景觀資源，在無法確定滾落的前提下可以考慮在現狀基礎上加強巡查監測，同時對受危險人員及財產購置專項保險，以減少可能造成的損失。

5 結語

(1)本次共調查了孤石(群)64處，總方量約4 664 m3，其中處于穩定的有36處；較穩定13處，方量973 m3；不穩定15處，方量2 346 m3。

(2)在較穩定及不穩定的孤石(群)中，以牽引-滑移式破壞為主，達到19處，并對處于較穩定及不穩定孤石(群)提出了具體的防治建議。

(3)本文主要對孤石(群)穩定性及破壞模式進行了初步研究，提出了防治建議，并在珠海市地質災害防治中，首次提出保險制度的引入。不足之處在于對孤石(群)穩定性未進行定量計算，以及保險制度如何實施未做進一步研究。