桂林伏波山公園危巖地質災害調查評價與防治措施研究

王一鵬 范明卓 嚴晉奇 劉雪沛 釧思釗

（桂林理工大學博文管理學院，廣西 桂林 541004）

0 引言

通過對危巖的穩定性和防治方法兩方面進行研究，依據危巖破壞模式將危巖分為墜落式危巖、傾倒式危巖、滑移式危巖，通過對各個破壞模式的分析，闡述不同破壞模式的形成機理并給出判別條件；確定不同模式下危巖的穩定性計算公式，分析危巖的穩定性。并根據計算結果對危巖災害性、地質災害體發展變化趨勢進行預測。與已有工程經驗進行類比，結合實際環境，為不穩定危巖體提出防治建議。

1 自然地理地質環境條件

伏波山所屬孤峰平原地貌，平原地形較為平坦，地面標高153 m，孤峰平地拔起，聳立于平原之上，緊緊相連于漓江河岸，山頂海拔標高212.6 m，相對標高59.6 m。山體北側、東側與漓江相連，河床標高140～145 m，為區內最低排泄基準面。山體坡度50°～90°，北面山體巖壁直立，東西方向山脊陡峭，巖石相當破碎，山上植被發育，覆蓋率約60%，以低矮灌木和雜草為主。

經現場調查，并查閱區域地質資料可知，勘查區出露的地層有第四系（Q4al+pl）沖洪積粉質黏土、砂卵礫石雙層土體，下伏基巖為泥盆系上統桂林組（D3g）灰巖。

第四系（Q4al+pl）：主要分布河流階地，具二元結構，上部為粉質黏土、下部為砂卵礫石。土層厚度為0.1～5 m，基本分布于山腳。粉質黏土呈黃色、褐黃色，可塑狀，以粘粒為主，含量一般85%，硬質物約占總質量15%，為砂卵礫石，粒徑約0.5～1 cm，局部大于3 cm，分布不均，亞圓狀，強～中風化。砂卵礫石層分布于粉質黏土之下，母巖成分為砂巖。卵石、礫石粒徑一般為1.0～2.0 cm，個別達到5.0 cm，分布不均，呈次圓狀，中～微風化，充填物以黏性土為主，粗中砂次之。泥盆系上統桂林組（D3g）灰巖，淺灰色，隱晶質結構，中厚～厚層構造，巖石堅硬，性脆，結構破碎，巖溶較發育。巖層產狀124°∠12°。分布于第四系之下及整個山體，巖石按強度劃分屬較堅硬巖。

2 地質災害體災情險情評價

經現場實地調查確定，伏波山危巖位于伏波山山體各處，其中包括主要的5處危巖體，其總體積約為130.84 m3，其中四處傾倒式一處滑移式。伏波山山體危巖主要威脅景區游客、工作人員及龍珠路過往行人共約50人的生命財產安全，潛在經濟損失80萬元以上，如發生崩塌災害，后果不堪設想。因此，治理工程十分必要且迫在眉睫。根據廣西地方標準DB45/T 1696—2018《危巖防治工程技術規范》危巖防治工程勘查地質條件復雜程度分類，確定勘查地質條件復雜程度為中等，根據危巖地質災害危害程度分級表，確定危巖地質災害危害程度中等；根據危巖防治工程分級表，確定危巖防治工程分級為三級；根據危巖防治工程勘查等級劃分表，確定危巖防治工程勘查等級為二級。根據《地質災害治理工程勘查設計施工單位資質管理辦法》第十一條，保護人數小于100人，保護財產小于500萬元，治理經費小于100萬元，該治理工程屬小型地質災害治理工程。

3 危巖體基本特征和形成機制及影響因素

危巖主要分布于山體陡坡上，其受巖性、結構面、微地貌特征控制，單體形狀不一，規模大小不等。WY1、WY3、WY4、WY5危巖體發育于母巖之上，重心外傾，底部坐于粗糙基巖面之上，但接觸面傾斜，現危巖體被裂隙切割，裂隙面內溶蝕現象明顯，黏結強度低，若長期處在振動、風化、強降雨等不利因素作用下極可能發生傾倒式崩塌。WY2危巖體風化、溶蝕現象很明顯，表面可見數條縱橫交錯的裂隙切割巖體。危巖體四周植被生長茂密，其受到的根劈作用十分強烈。危巖體前緣臨空，底部坐于母巖之上，但已局部懸空，整塊危巖體在峭壁上顯得較為突出，穩定性差，易發生滑移式崩塌。

伏波山危巖體形成機制：危巖微地貌屬陡坡，巖體內的自重應力迫使臨空面周圍巖體發生卸荷作用由于卸荷作用，坡體向臨空方向回彈，使巖體原有構造陡傾裂隙進一步加深加大，形成卸荷裂隙帶。卸荷裂隙的形成為其進入時效變形破壞創造了條件，受風化、振動、降水等作用，泥質砂巖巖體被切割成分離的塊體。巖體在自重作用下向臨空方向產生進一步變形，陡傾裂隙進一步拉裂擴張，形成危巖。危巖形成后，在降雨、振動、根劈等外動力因素作用下，極可能出現失穩破壞。

伏波山危巖的形成因素有外部及內部因素兩類，其中以外部影響因素為主，氣候變化是形成危巖的外在因素，地質構造作用是形成危巖的內在因素，巖體表層和沿節理裂隙溶蝕風化作用，晝夜溫差變化、凍脹作用及植物根劈作用是形成危巖的外在因素，在雷雨天氣等振動情況下，易形成新裂縫。

4 地質災害體發展變化趨勢及危害性預測

根據成災條件和成災可能性推斷伏波山公園危巖區5處主要危巖體在暴雨、溫差變化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影響和觸發下，各危巖群極可能失穩崩塌，一旦危巖群發生崩塌地質災害，將嚴重危害山體下方的過往游客生命財產安全，危害程度較大。對于母巖來說山體陡崖巖體完整性較好、巖壁平整，未發現凸出塊體和鷹嘴巖，截至目前，山體穩定性較好。

5 危巖穩定性評價

根據野外調查，危巖體位于山體陡崖及陡坡處，各危巖體呈高聳突兀之勢，組成危巖的巖性為上泥盆統桂林組（D3g）灰巖，中厚層狀，巖體表面溶蝕作用強烈，溶溝、溶槽極發育，同時灰巖性脆，節理裂隙發育，巖體破碎，危巖體穩定性差。采用赤平投影定性分析及從穩定性計算結果皆可看出，在天然狀況下，危巖體處于基本穩定；在暴雨狀況下，危巖體處于欠穩定狀態，故在暴雨狀態下極有可能發生崩塌。

6 防治建議

目前，治理危巖的主要措施有靜態爆破、人工清除、錨桿錨固、防護網等，針對危巖不同的邊界條件及巖石結構特征，危巖治理會產生不同的工程效果和經濟效益，存在各自的優缺點。

在危巖體的野外調查的基礎上，綜合地質因素、危巖體特點及施工條件具體情況，以及安全、可行、經濟等因素進行對比分析，提出危巖的綜合治理方案為：WY1危巖體采用錨桿鋼絲繩網防護；WY2、WY5危巖體采用錨桿鋼絲繩網臨時防護+靜態爆破清除；WY3危巖體采用底部現澆砼柱支撐+錨桿鋼絲繩網防護；WY4危巖體人工清除，此治理方案針對性強，可行性好，且能就地取材，合理利用當地勞動力。

7 結語

伏波山公園危巖區5處主要危巖體在天然狀態下處于基本穩定，在暴雨狀態下處于欠穩定狀態，在暴雨、溫差變化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影響和觸發下，各危巖群極可能失穩崩塌，一旦發生崩塌地質災害，將對山體下方過往游客生命財產安全產生嚴重危害。有關部門應加強監測，并及時對危巖采取防護工程治理措施。