危巖地質(zhì)災(zāi)害防治工程設(shè)計研究

摘 要： 自2002年以來，鵝山共發(fā)生4次巖崩，這些巖崩多發(fā)生在夜晚或大雨后，鵝山公園的游覽設(shè)施、建筑物遭受嚴(yán)重破壞。本文在充分收集和分析已有資料的基礎(chǔ)上，通過合理的勘查手段，查明柳州市鵝山危巖的數(shù)量、分布范圍、規(guī)模、形成破壞機(jī)制及其發(fā)展演化趨勢，評價其穩(wěn)定性和危害性，提出對危巖的安全可靠、技術(shù)可行、經(jīng)濟(jì)合理的防治措施與建議，為設(shè)計工程治理施工圖提供必要的地質(zhì)依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 危巖； 地質(zhì)災(zāi)害； 防治工程； 設(shè)計流程

柳州市鵝山危巖位于柳州市西部鬧市區(qū)鵝山公園內(nèi)，四周為商業(yè)中心、住宅區(qū)、重要的電力設(shè)施、學(xué)校和交通要道等，鵝山山腳四周分布大大小小的居民點(diǎn)，常住人口近萬人，總資產(chǎn)超過5億元。鵝山頻發(fā)的危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害，引起了柳州市政府、市國土資源局、市園林局、市建設(shè)委員會等多部門的重視，多次對鵝山開展大量的地質(zhì)災(zāi)害基礎(chǔ)調(diào)查和地質(zhì)災(zāi)害應(yīng)急治理工作。近年來，柳州市各級人民政府為解決這項(xiàng)隱患做了很多的努力和嘗試，組織專人定期對山體巡視，發(fā)現(xiàn)危巖及時清理，但由于鵝山山體山高坡陡，危巖點(diǎn)多面廣，每年實(shí)施的應(yīng)急搶險工程只是對已經(jīng)發(fā)生災(zāi)害的地段采取局部減災(zāi)避險措施，無法從根本上徹底解決鵝山公園的危巖地質(zhì)災(zāi)害隱患問題，因此，對鵝山危巖地質(zhì)災(zāi)害盡快采取有效防治措施，十分緊迫而必要。

1. 柳州市鵝山危巖崩塌危害程度

歷史上鵝山曾發(fā)生過大規(guī)模巖崩，數(shù)萬立方的危巖從山頂崩塌而下，目前在鵝山山麓堆積的數(shù)萬立方米亂石即為古巖崩證據(jù)。自2002年以來，鵝山共發(fā)生4次巖崩，這些巖崩多發(fā)生在夜晚或大雨后，山上游人較少，故未造成人員傷亡，但鵝山公園的游覽設(shè)施、建筑物多次遭受嚴(yán)重破壞。

2004年6月16日23時許，鵝山北坡發(fā)生巖崩地質(zhì)災(zāi)害，一塊體積約0.45m3的巖塊從近40m高的陡坡上崩塌而下，砸中柳州鐵路局（現(xiàn)南寧鐵路局）8區(qū)22棟5單元的一居民雜房（平頂），所幸無人員傷亡，但造成了該雜房平頂樓面被砸穿及圍墻局部受損，直接經(jīng)濟(jì)損失約0.1萬元（圖1）。

2008年3月30日山體北西坡陡崖標(biāo)高240m處，寬約12m，高約6m，厚1.5m～2m，總體積約110m3的危巖向下崩落并解體，其中一塊體積約1.8m3的巖塊砸中柳州鐵路局機(jī)電廠美食城的圍墻，并砸穿直徑約1.3m的洞。本次巖崩未造成人員傷亡，但造成直接經(jīng)濟(jì)損失約0.2萬元。

圖1 2004年巖崩剖面圖

2. 柳州市鵝山危巖防治工程項(xiàng)目的必要性與緊迫性

2.1 地質(zhì)災(zāi)害分布位置、規(guī)模、范圍

柳州市鵝山危巖位于柳州火車南站西側(cè)鵝山公園內(nèi)大鵝山、小鵝山山體上，大鵝山最高峰頂高程約為302.0m，坡腳高程約為97.0m，相對高差約為205.0m；小鵝山最高峰頂高程約為155m，坡腳高程約為94.0m，相對高差約為61.0m。經(jīng)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查及訪問，共有危巖個體88處，總體積20371.0m3。

2.2 主要危及對象及破壞后造成損失估算

據(jù)現(xiàn)場調(diào)查及訪問統(tǒng)計，鵝山山腳四周分布大大小小的居民點(diǎn)，常住人口近萬人，且四周為商業(yè)中心、住宅區(qū)、重要的電力設(shè)施、學(xué)校和交通要道等，總資產(chǎn)超過5億元。柳州火車南站距鵝山直線距離約200m。枝柳、湘桂、黔桂線在此交匯，而湘桂復(fù)線的高鐵線路也將從此處通過。此外鵝山公園是柳州市的著名游覽休閑勝地，如今已建設(shè)為開放式公園，每天都有附近居民到鵝山公園進(jìn)行體育鍛煉，加上山勢高陡，一旦發(fā)生危巖崩塌，將會造成巨大經(jīng)濟(jì)損失和嚴(yán)重的社會影響，后果不堪設(shè)想。

3. 柳州市鵝山危巖形成機(jī)制

3.1 巖體特征演異階段

危巖體地貌屬陡崖或坡度較大的陡坡，巖體內(nèi)的自重應(yīng)力迫使臨空面周圍巖體發(fā)生卸荷作用，臨空周圍主應(yīng)力跡線發(fā)生明顯偏轉(zhuǎn)，在其附近產(chǎn)生應(yīng)力集中帶，臨空面趾部附近形成最大剪力增高帶，而產(chǎn)生與坡面平行的拉裂面；坡緣附近形成張力帶，巖體被拉裂，形成與坡面近于平行的拉裂面。由于卸荷作用，坡體向臨空方向回彈，使巖體原有構(gòu)造陡傾裂隙進(jìn)一步加深加大，形成卸荷裂隙帶。

3.2 巖體的時效變形破壞階段

卸荷裂隙的形成為其進(jìn)入時效變形破壞創(chuàng)造了條件，受風(fēng)化、震動、降水等作用，巖體在雨水的作用下風(fēng)化，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(chǎn)生進(jìn)一步變形，陡傾裂隙進(jìn)一步拉裂擴(kuò)張，形成危巖體。

3.3 巖體破壞階段

危巖形成后，在降雨、震動、根劈等外動力因素作用下，可出現(xiàn)滑塌、傾倒、墜落等失穩(wěn)破壞。

4. 柳州市鵝山危巖防治工程具體措施

4.1 靜態(tài)爆破

對危巖采用自上而下臺階法靜態(tài)爆破，在實(shí)施爆破前，先搭架子平臺，對危巖采取鋼繩捆綁、掛網(wǎng)及加密竹跳板等安全防護(hù)措施，以防止危巖崩裂掉下，對一些堆積于斜坡面上較小的巖塊，由于周邊沒有捆綁拉結(jié)點(diǎn)，可因地制宜采用其他方法，如利用施工平臺墊托及防護(hù)，以防浮石滾動崩塌，確保施工及周圍建筑物的安全。每次爆破后要將碎裂巖塊清除干凈，再對下一臺階進(jìn)行爆破。施工前對危巖采取的安全防護(hù)方案，必須經(jīng)過監(jiān)理和業(yè)主審核批準(zhǔn)后方可實(shí)施。安全防護(hù)→設(shè)置防護(hù)措施→搭設(shè)施工平臺→鋪設(shè)（安裝）臨時安全防護(hù)措施→危巖體鉆孔→安裝爆破藥物（靜態(tài)爆破劑）→爆破→清理小塊危巖體→爆破工序→爆破完成→場地破碎巖塊集中運(yùn)出→M30水泥砂漿充填固結(jié)裂隙面→驗(yàn)收→拆施工平臺、清理場地、退場。

4.2 錨桿加固

錨索工程施工前，應(yīng)根據(jù)錨固工程的設(shè)計條件、現(xiàn)場地層條件和環(huán)境條件編制施工組織設(shè)計。施工前，應(yīng)檢查原材料和施工設(shè)備的主要技術(shù)性能是否符合設(shè)計要求。錨索施工前采用M30水泥砂漿充填固結(jié)危巖體裂隙面，防止錨索注漿時漏漿及裂隙內(nèi)錨索外露腐蝕、生銹。