三峽庫(kù)區(qū)典型危巖形成機(jī)制及治理技術(shù)研究

許家美

(重慶市涪陵區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 涪陵 408099)

三峽庫(kù)區(qū)典型危巖形成機(jī)制及治理技術(shù)研究

許家美

(重慶市涪陵區(qū)地質(zhì)環(huán)境監(jiān)測(cè)站，重慶 涪陵 408099)

危巖是三峽庫(kù)區(qū)分布廣、危害大的常見地質(zhì)災(zāi)害類型。研究了典型危巖的基本特征、破壞方式及形成機(jī)制，指出其破壞方式有墜落式、滑塌式、傾倒式3種類型，且危巖體破壞模式中有鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的影響。砂巖及泥(頁(yè))巖的強(qiáng)度和抗風(fēng)化性能差異大，泥(頁(yè))巖因強(qiáng)度低、易軟化、易風(fēng)化而成為軟弱基座，且破碎松脫之后形成凹巖腔，上部砂巖即成為危巖。研究表明：在正確分析危巖形成機(jī)制的基礎(chǔ)上，在此類地區(qū)采取“人工清方+點(diǎn)錨+掛網(wǎng)噴漿+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)”技術(shù)對(duì)危巖進(jìn)行工程治理，效果明顯。

巖土工程；危巖；形成機(jī)制；治理

0 引 言

危巖是多組巖體結(jié)構(gòu)面組合而構(gòu)成，在重力、地震、水體等誘發(fā)因素作用下處于不穩(wěn)定、欠穩(wěn)定或極限平衡狀態(tài)的結(jié)構(gòu)體[1-2]。危巖體一般存在于高陡邊坡及陡崖上，其失穩(wěn)、運(yùn)動(dòng)而形成崩塌墜落，對(duì)周邊建筑物及民眾的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅，是山區(qū)常見的地質(zhì)災(zāi)害類型之一。近年來(lái)國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)危巖的形成機(jī)理及治理技術(shù)等進(jìn)行了研究。陳洪凱等[3]對(duì)石質(zhì)山區(qū)的危巖崩塌災(zāi)害形成機(jī)制展開研究，運(yùn)用地貌學(xué)方法揭示了紅巖山崩塌災(zāi)害鏈?zhǔn)窖莼?guī)律，發(fā)現(xiàn)巖腔的形成過(guò)程是崩塌災(zāi)害演繹關(guān)鍵環(huán)節(jié)。L.TUTLUOGLU等[4]、陳洪凱等[5]從斷裂力學(xué)方面研究危巖的破壞機(jī)理。鄧躍等[6]、劉海軍等[7]研究了動(dòng)力作用下危巖的穩(wěn)定性及破壞模式。一些學(xué)者針對(duì)危巖提出了相應(yīng)的治理措施，工程上取得了較好效果[8-10]。

重慶市涪陵區(qū)是三峽庫(kù)區(qū)危巖發(fā)育較典型的地區(qū)，據(jù)近期排查，全區(qū)尚有26處危巖帶，大小危巖體2 000多塊，嚴(yán)重威脅該區(qū)人民群眾生命財(cái)產(chǎn)安全，對(duì)該地區(qū)危巖的形成機(jī)制以及其科學(xué)防治研究已顯得尤其重要和緊迫。創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖位于重慶市涪陵區(qū)長(zhǎng)江與烏江交匯處的烏江東岸，該危巖區(qū)歷史上多次出現(xiàn)掉塊、崩落等，危及學(xué)校師生安全，也影響崖頂村民的日常生產(chǎn)生活秩序，存在重大的安全隱患，危巖帶屬于中型危巖帶，危巖體屬于中型-大型危巖體。筆者以創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖為例，研究危巖的形成機(jī)制和治理技術(shù)，為類似工程提供一定的借鑒意義。

1 自然環(huán)境背景

1.1 地形地貌

研究區(qū)地貌屬構(gòu)造剝蝕丘陵岸坡地貌，區(qū)域地貌特征明顯受到地層巖性和地質(zhì)構(gòu)造的控制。研究區(qū)高程為240～350 m，地形總體北高南低，總體坡角20°～35°。該危巖位于創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校北側(cè)的兩級(jí)陡崖，危巖帶主要發(fā)育17處危巖單體，且多發(fā)育于2級(jí)陡崖上。危巖帶東西全長(zhǎng)約310 m，南北寬約140 m，如圖1。

圖1 危巖治理前照片F(xiàn)ig.1 Photos of perilous rock before governance

斜坡上陡下緩，從下至上發(fā)育兩級(jí)陡崖，第一級(jí)陡崖崖頂高程269.20～329.78 m，崖底高程約260.24～288.82 m，相對(duì)高差約9～20 m之間，發(fā)育危巖6塊(W01、W02、W03、W04、W05、W06)。第二級(jí)陡崖高程299.13～346.23 m，崖底高程約286.9～334.74 m，相對(duì)高差約11～13 m之間，發(fā)育11個(gè)危巖單體(W07、W08、W09、W10、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W17)。兩級(jí)陡崖間存在35 m寬緩坡平臺(tái)地帶。陡崖坡角70°～80°，局部呈直立狀，在陡崖的下部發(fā)育有巖腔。巖腔發(fā)育高0.5～1.0 m，深0.2～0.8 m。在斜坡下部為緩斜坡，坡角10°～20°。陡崖南部為重慶市涪陵區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校，如圖2。

圖2 危巖體分布圖Fig.2 Perilous rock distribution

1.2 氣象水文

研究區(qū)屬亞熱帶濕潤(rùn)季風(fēng)氣候，溫暖濕潤(rùn)，雨量充沛，具有春早夏長(zhǎng)、秋雨連綿、冬季多霧的特點(diǎn)。多年平均氣溫18 ℃，極端最低氣溫-1.5 ℃(1978年1月15日)，最高氣溫44.1 ℃(1983年7月28日)。多年平均降雨量為1 210.20 mm，但雨量在時(shí)間上分布不均，一般集中在5～9月，降雨量約占全年的2/3，且多大雨、暴雨，最大年降雨量為1 408.3 mm，最小年降雨量為783.2 mm，平均日最大降雨量為125 mm。區(qū)內(nèi)未見大型地表水體。在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)存在兩處泉眼，水源以基巖裂隙水為主。經(jīng)調(diào)查該泉眼四季常流水，流量約0.1～0.5 L/s。

1.3 地質(zhì)巖性

研究場(chǎng)地的區(qū)域構(gòu)造單元屬揚(yáng)子準(zhǔn)地臺(tái)四川臺(tái)坳川東南褶皺束的珍溪場(chǎng)向斜南東翼，受地殼運(yùn)動(dòng)影響，南西翼近向斜末端掀斜抬升，表層巖體受剝蝕。研究區(qū)抗震設(shè)防烈度6度。巖層呈單斜產(chǎn)出，其產(chǎn)狀為335°～349°∠10°～12°，主要發(fā)育兩組裂隙：220°～227°∠75°～81°，120°～125°∠72°～87°。

研究場(chǎng)地主要由基巖組成，巖性為侏羅系下統(tǒng)自流井組砂巖、泥(頁(yè))巖互層結(jié)構(gòu)，主要是陸相碎屑沉積；上覆第四系崩坡積土。

1.4 水文地質(zhì)條件

研究區(qū)位于斜坡中上部地帶，地形坡度大，大氣降水沿坡面徑流，向地勢(shì)低洼處排泄，排泄條件良好，地下水主要為基巖裂隙水，靠大氣降雨及地表水補(bǔ)給，通過(guò)基巖裂隙通道排泄于崖腳，最終排泄入烏江。

2 危巖基本特征及形成機(jī)制

研究范圍包括整個(gè)危巖帶并適當(dāng)外延，在縱向延伸至后緣壁頂部以上50 m或卸荷裂隙帶以外，向下包括其可能造成危害及次生災(zāi)害的范圍。陡崖及斜坡構(gòu)成上是由中厚層～厚層狀砂巖組成，其間夾雜多層薄層狀泥(頁(yè))巖。泥(頁(yè))巖由于易風(fēng)化的特點(diǎn)，在陡崖底部及陡崖與斜坡交界處，泥(頁(yè))巖夾層位置多風(fēng)化形成凹巖腔，在陡崖下斜坡上多覆蓋崩坡積碎塊石土，多見崩落塊石。

2.1 危巖體形態(tài)特征

據(jù)調(diào)查，研究區(qū)內(nèi)巖體主要發(fā)育有兩組節(jié)理，其產(chǎn)狀分別為①220°～227°∠75°～81°，②120°～125°∠72°～87°。研究區(qū)內(nèi)危巖卸荷裂隙，裂隙發(fā)育程度強(qiáng)烈，裂隙泥質(zhì)充填，部分裂隙受植物根系及構(gòu)造作用張開寬度達(dá)到2 cm以上。兩條卸荷裂隙成大角度相交切割巖體(砂巖)。裂隙間距20～45 cm，裂面較為平直，偶見錳、鐵質(zhì)斑塊。兩組節(jié)理及層面裂隙(產(chǎn)狀335°～349°∠10°～12°)的不利組合，使該區(qū)陡崖處巖體整體性受到破壞，形成大小不等，形態(tài)各異的不規(guī)則狀、柱(錐)狀、塊狀、薄板狀塊體。個(gè)別危巖體已經(jīng)脫離母體形成孤石。

2.2 危巖破壞方式

研究區(qū)內(nèi)危巖體的破壞方式受多方面因素的影響，通過(guò)對(duì)危巖體形態(tài)特征規(guī)模、底界以及分布特點(diǎn)的分析，區(qū)內(nèi)危巖體失穩(wěn)破壞的模式具有鮮明特點(diǎn)，危巖帶主要以砂泥(頁(yè))巖互層狀中位于底部易風(fēng)化泥(頁(yè))巖風(fēng)化后形成巖腔為主，頂部形成危巖塊體，該類危巖在外觀上體量并不大，但經(jīng)過(guò)探槽、探坑、鉆探等手段調(diào)查后發(fā)現(xiàn)，裂隙切割深度較大，僅清除表面塊體會(huì)引起危巖后部巖體卸荷進(jìn)而形成新危巖。在位于陡崖一側(cè)巖體受到層間裂隙發(fā)育影響，形成薄-中厚層狀塊體；在兩組陡傾豎向裂隙切割下，陡崖巖體形成堆砌狀，該類巖體下部受到侵蝕掉落后即形成大小不一巖腔。故在危巖破壞方式中不僅僅考慮墜落式、滑塌式、傾倒式3種類型(圖3)，還應(yīng)充分考慮此類危巖體破壞模式中上述鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的影響(圖4)。墜落式破壞方式在研究區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的危巖有10個(gè)(W02、W03、W06、W08、W11、W13、W14、W15、W16、W17)。滑塌式破壞方式在區(qū)內(nèi)可能發(fā)生的危巖有1個(gè)(W05)。區(qū)內(nèi)可能產(chǎn)生傾倒式破壞的危巖統(tǒng)計(jì)有6個(gè)(W01、W04、W07、W09、W10、W12)。在整個(gè)研究區(qū)內(nèi)還主要受到巖體鏈?zhǔn)椒磻?yīng)影響的危巖主要為W03、W05、W06 、W07、W08、W09、W10、W11、W12、W13、W14、W15、W16、W17，在后續(xù)防治過(guò)程中應(yīng)引起重視。

圖3 危巖破壞失穩(wěn)的3種模式Fig.3 Three damage and failure modes of perilous rock

圖4 危巖破壞鏈?zhǔn)椒磻?yīng)Fig.4 Chain reaction diagram of perilous rock damage

2.3 危巖形成的影響因素

當(dāng)組成陡崖斜坡的巖性不同或巖性組合不同時(shí)，斜坡變形破壞形式有較大的差異。從巖體結(jié)構(gòu)控制論的觀點(diǎn)來(lái)看，巖體結(jié)構(gòu)節(jié)理面是控制斜坡變形破壞的最主要因素之一。針對(duì)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖帶的危巖體(巖層傾角不大且為反傾向)，兩組節(jié)理共同作用于巖體，致使巖體被切割得較為破碎，節(jié)理面成為控制變形破壞的主要結(jié)構(gòu)面。

危巖變形破壞的成因是多種多樣的，斜坡本身的物質(zhì)成分和巖性組合不同，結(jié)構(gòu)面性質(zhì)及空間發(fā)育規(guī)律不同，其變形破壞模式也不同，這是危巖產(chǎn)生變形的內(nèi)在因素。通過(guò)分析，認(rèn)為創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖的主要影響因素有以下幾個(gè)方面。

2.3.1 臨空面

受褶皺地質(zhì)構(gòu)造影響，研究區(qū)域處于單斜構(gòu)造，在地貌上即為丘陵區(qū)域，地形上存在著一定高差，為巖崩發(fā)育提供了良好的臨空面，由于風(fēng)化差異還形成兩級(jí)陡崖，臨空面導(dǎo)致卸荷裂隙生成，成為一組主要結(jié)構(gòu)面。

2.3.2 構(gòu)造節(jié)理

研究區(qū)位于珍溪場(chǎng)向斜南西翼，在該區(qū)域內(nèi)由于地殼褶皺擠壓作用，上部巖層受到張拉，易形成拉張裂隙，下部擠壓，內(nèi)應(yīng)力增大，陡崖形成卸荷后，下部巖層易擠壓破碎，致使節(jié)理裂隙密度大，延伸長(zhǎng)，切入深，使巖體較破碎松散。

2.3.3 巖性組合特征

研究區(qū)內(nèi)主要出露的基巖為侏羅系下統(tǒng)自流井組砂、泥(頁(yè))巖，砂巖呈中厚～厚層狀，在第一級(jí)危巖帶中砂巖與泥(頁(yè))巖互層，泥(頁(yè))巖主要以多層薄層狀為主。由于砂巖巖質(zhì)較硬，泥巖(頁(yè))巖質(zhì)軟，泥(頁(yè))巖易風(fēng)化等因素的影響，在上部砂巖重力作用下，夾層泥(頁(yè))巖處多形成凹巖腔，此種巖體組合最易形成巖體崩落掉塊。

第二級(jí)危巖巖性以砂巖為主，由于陡崖裂隙發(fā)育，在卸荷作用下，陡崖底部砂巖崩落形成巖腔，頂部形成凸出的危巖體，危巖破壞以墜落式為主。

2.3.4 大氣降水

本區(qū)降水豐富，尤其是在高差較大地區(qū)，氣流抬升山頂易成云霧致雨。暴雨襲擊、雨水下滲入裂隙，不僅產(chǎn)生動(dòng)靜水壓力等外加荷載，而且降低結(jié)構(gòu)面的物理力學(xué)性能，軟化泥(頁(yè))巖，成為巖體發(fā)生位移的潤(rùn)滑劑和膨松劑，是直接導(dǎo)致巖崩的重要原因。

2.3.5 生物作用

本區(qū)陡崖頂和裂縫處植被發(fā)育，多為灌木，由于裂隙處往往被黏土充填，植被常沿裂隙生長(zhǎng)，植物的根劈以及生物腐蝕作用都會(huì)使裂隙發(fā)育加劇，風(fēng)化剝落，逐漸形成危巖。

2.3.6 人類工程活動(dòng)

該區(qū)域存在的直接作用于危巖體上及對(duì)危巖體造成間接作用的人類工程活動(dòng)主要有3部分：① 第二級(jí)危巖頂部村道及房屋修建對(duì)危巖頂部荷載有一定影響，并加速了危巖頂部卸荷裂隙的發(fā)育；② 學(xué)校在第一級(jí)臺(tái)階陡崖及下部邊坡種植植被與部分陡崖基腳漿砌片石進(jìn)行的砌筑活動(dòng)；③ 在山坡坡腳處的學(xué)校用地范圍內(nèi)學(xué)校修建兩級(jí)漿砌條石擋墻及道路與操場(chǎng)等構(gòu)筑物，在陡崖底部斜坡開挖對(duì)陡崖中危巖發(fā)育起到了促進(jìn)作用。

2.4 危巖形成機(jī)制分析

根據(jù)巖體的破壞理論，該崩塌區(qū)的危巖體是由于斜坡體位于高地勢(shì)，巖體長(zhǎng)期處于卸荷回彈狀態(tài)，在陡崖頂部產(chǎn)生拉應(yīng)力，沿構(gòu)造結(jié)構(gòu)面產(chǎn)生卸荷裂隙；而在陡崖中間分階處及底部產(chǎn)生壓應(yīng)力集中，兩方面應(yīng)力的作用結(jié)果，致使巖體遭受破壞。

區(qū)內(nèi)的危巖巖性主要為砂巖及泥(頁(yè))巖，基座泥(頁(yè))巖為薄層～中厚層狀，泥(頁(yè))巖因其抗壓強(qiáng)度相對(duì)較小、遇水易軟化、易風(fēng)化等特性，故為該危巖帶的軟弱基座，且破碎松脫之后形成凹巖腔，在砂巖層間裂隙、結(jié)構(gòu)裂隙和卸荷裂隙的共同作用下，致使凹巖腔局部發(fā)育較深較高，從而進(jìn)一步影響上部危巖體的穩(wěn)定性。

研究區(qū)的兩級(jí)陡崖延伸方向近于平行。陡崖傾向180°～200°，陡崖傾角約53°～80°，發(fā)育兩組構(gòu)造裂隙，即第①組123°∠80°、第②組223°∠81°。第②組為外傾裂隙，通過(guò)對(duì)陡崖帶頂部及陡崖巖體調(diào)查并利用極射赤平投影分析可知：陡崖帶坡向與第②組裂隙順向外傾，陡崖坡向與第①組裂隙及巖層產(chǎn)狀切向相交，陡崖帶穩(wěn)定性受裂隙②的外傾影響。陡崖存在順向結(jié)構(gòu)面，大部分結(jié)構(gòu)面并不臨空，陡崖整體穩(wěn)定，但局部順向臨空陡崖形成危巖，危巖體可能出現(xiàn)失穩(wěn)，現(xiàn)狀屬于欠穩(wěn)定至基本穩(wěn)定。

在現(xiàn)有危巖體中，危巖多數(shù)巖體變形均為墜落破壞，分析陡崖巖體目前整體穩(wěn)定，受結(jié)構(gòu)面及差異風(fēng)化的影響，局部處于變形破壞階段。

在變形破壞階段，要分析危巖體的穩(wěn)定性，關(guān)鍵是掌握裂隙的空間組合特征，現(xiàn)階段多數(shù)墜落型危巖體由于凹巖腔已形成，且后緣卸荷裂隙多貫通且較深，大多數(shù)的穩(wěn)定性較低，現(xiàn)狀多處于欠穩(wěn)定至基本穩(wěn)定狀態(tài)；其余滑移型及傾倒型危巖體由于其變形破壞條件已成熟，在受強(qiáng)降雨及地震的影響下危巖體易破壞崩塌，處于欠穩(wěn)定至基本穩(wěn)定狀態(tài)。

通過(guò)對(duì)危巖頂部及底部巖腔的調(diào)查發(fā)現(xiàn)，雖然危巖體巖腔與頂部突出塊體體積較小，但由于危巖頂部后緣裂隙發(fā)育，裂隙間距小，切割深度較深，且多數(shù)巖腔內(nèi)受裂隙切割充分，故在現(xiàn)有塊體崩落后會(huì)形成新的危巖體，危巖塊體破壞模式屬于鏈?zhǔn)狡茐模r巖體實(shí)際需要治理體積遠(yuǎn)大于現(xiàn)有調(diào)查出現(xiàn)危巖巖體體積，應(yīng)根據(jù)危巖帶頂部后緣裂隙最大寬度與危巖體卸荷裂隙切割深度控制危巖塊體崩落體量。

研究表明，對(duì)于墜落式的危巖單體，由于大多裂縫發(fā)育深度較深，且底部凹巖腔已具一定規(guī)模，呈現(xiàn)深且高的形態(tài)，對(duì)該類危巖體的穩(wěn)定性影響極大，在不利工況的情況下，該類危巖體極易發(fā)生墜落式的崩塌破壞。對(duì)于滑移式的危巖單體，雖然后緣裂縫發(fā)育多貫通，但由于陡崖呈現(xiàn)切向坡的形態(tài)，其底部接觸面的傾角較緩，其下滑力較抗滑力多數(shù)小得多，目前絕大多數(shù)該類危巖體能保持穩(wěn)定，但由于底座多為薄層泥(頁(yè))巖，在未來(lái)的幾年內(nèi)泥(頁(yè))巖的風(fēng)化脫落會(huì)很明顯，底部凹巖腔進(jìn)一步發(fā)育，會(huì)造成該類危巖體由滑移式向傾倒式發(fā)育破壞。對(duì)于傾倒式危巖單體，目前能在天然工況下保持較好的穩(wěn)定性，但在不利工況下危巖體可能會(huì)出現(xiàn)失穩(wěn)破壞，該類危巖體目前底部凹巖腔也處于繼續(xù)發(fā)育的一個(gè)態(tài)勢(shì)，且由于巖體的風(fēng)化速度較快，凹巖腔進(jìn)一步發(fā)育加深加高，故該類危巖在不利工況下均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

推測(cè)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖體落石運(yùn)動(dòng)形式應(yīng)為復(fù)合式，包含墜落、滑移、滾動(dòng)及滑動(dòng)等形式，其運(yùn)動(dòng)形式與山坡坡度關(guān)系密切，參考相關(guān)研究資料，可將引起危巖運(yùn)動(dòng)形式變化的邊坡形態(tài)分成3種代表性的地帶：① 自由墜落地帶，邊坡坡度角60°～90°，本崩塌代表坡面長(zhǎng)度約15 m(分別位于第二級(jí)危巖下坡地與第一級(jí)危巖下部計(jì)算機(jī)學(xué)校)；② 加速運(yùn)動(dòng)地帶，山坡坡度角度30°～60°之間，本崩塌代表坡面長(zhǎng)度20～40 m；③ 減速運(yùn)動(dòng)地帶山坡坡度小于30°，本危巖代表剖面至威脅對(duì)象距離為95～280 m。

3 危巖治理措施

依據(jù)DB 50/143—2003《重慶市地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》及相關(guān)規(guī)范，重慶市涪陵區(qū)創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖地質(zhì)環(huán)境復(fù)雜等級(jí)為中等復(fù)雜，根據(jù)致災(zāi)地質(zhì)體成災(zāi)后可能造成的損失大小和危害對(duì)象重要性，危巖的地質(zhì)災(zāi)害防治工程等級(jí)確定為2級(jí)。根據(jù)本工程特點(diǎn)，危巖采取“人工清方+點(diǎn)錨+掛網(wǎng)噴漿+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)”的治理方案。治理工程于2014年9月實(shí)施，已經(jīng)歷2個(gè)水文年考驗(yàn)，如圖5。

圖5 危巖治理后照片F(xiàn)ig.5 Photos of perilous rock after governance

3.1 危巖清除

對(duì)于危巖帶范圍內(nèi)W1～W17危巖單體，表部約1～3 m厚的巖體已松動(dòng)解體或接近脫離母巖或僅局部支撐，大多呈單個(gè)散體狀，這些單個(gè)松散體在自身重力下，隨時(shí)都有可能向下墜落或向低處傾倒，應(yīng)將表部極破碎巖體進(jìn)行清除，清除的標(biāo)準(zhǔn)按后緣陡傾結(jié)構(gòu)面張開度大于5 cm、連通率大于80%、長(zhǎng)度大于5 m的結(jié)構(gòu)面進(jìn)行控制。危巖清除前應(yīng)在坡底設(shè)臨時(shí)攔石排架等攔截設(shè)施，以防止因施工引起的落石及未發(fā)現(xiàn)的或新發(fā)育的危巖體沿坡面滾落威脅創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校安全。危巖清除采用人工靜態(tài)清除，清除順序?yàn)橛缮现料?，由外至?nèi)，清除過(guò)程中利用人工及適當(dāng)?shù)碾妱?dòng)工具將危巖體切割為不大于0.2 m3的單體或條石，由安全路徑運(yùn)出，禁止沿坡面拋下，測(cè)算出清方量約465 m3。除17塊主要危巖單體外，陡崖壁存在零散小塊體，在清除以上危巖時(shí)應(yīng)適當(dāng)擴(kuò)大清除范圍以確保徹底清除危巖(含孤石)。

3.2 點(diǎn) 錨

經(jīng)穩(wěn)定性判定，除W5危巖外，其余各危巖單體范圍內(nèi)應(yīng)設(shè)置錨固工程。錨墩水平間距2 m，豎向間距2.5 m，采用C30鋼筋混凝土，錨固段采用M30砂漿注漿，錨桿傾角為20°，錨孔直徑90 mm，采用1根25 mm(HRB400)錨筋，錨固段應(yīng)穿過(guò)外傾裂隙面不少于2 m。錨桿長(zhǎng)4～7 m不等，共設(shè)置錨桿283根。

對(duì)傾倒式危巖W5范圍內(nèi)設(shè)置錨固工程，錨墩水平間距2 m，豎向間距2 m，采用C30鋼筋混凝土，錨固段采用M30砂漿注漿，錨桿傾角為20°，錨孔直徑110 mm，采用2根28 mm(HRB400)錨筋，錨固段應(yīng)穿過(guò)外傾裂隙面不少于3 m。錨桿長(zhǎng)5.5～6.5 m不等，共設(shè)置錨桿32根。

3.3 掛網(wǎng)噴漿

對(duì)于第一級(jí)陡崖帶下方部分校園公路邊裸露巖壁、第一級(jí)陡崖帶和第二級(jí)陡崖帶W10、W12危巖體存在的泥巖夾層進(jìn)行噴射素砼封閉處理。按GB 50330—2002《建筑邊坡工程技術(shù)規(guī)范》中巖石錨噴支護(hù)構(gòu)造要求設(shè)計(jì)，掛網(wǎng)噴漿采用φ90錨釘，鋼筋采用1φ22，全黏結(jié)錨桿，長(zhǎng)度為3 m，入射角為20°，間距2.0 m×2.0 m，梅花型布置，噴射砼采用C25混凝土，厚度為100 mm。另外，在掛網(wǎng)噴漿前，需對(duì)坡面破碎巖體進(jìn)行清除，清方量約1 000 m3。

3.4 主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)

第二級(jí)陡崖表面松動(dòng)巖塊進(jìn)行人工清除后，在該陡崖設(shè)置主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)進(jìn)行坡面整體防護(hù)。將防護(hù)范圍適當(dāng)向外擴(kuò)展，防護(hù)網(wǎng)沿陡崖走向方向設(shè)置長(zhǎng)度約300 m，上邊界至陡崖頂部，下邊界設(shè)置于陡崖下部高程300.53～347.21 m一帶，左邊界為W17危巖單體以西37 m處，右邊界為W7危巖單體以東25 m處，布設(shè)GPS2型主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)面積約2 336 m3。主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)選用GPS2型主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，除能有效防止巖體掉塊以外，還能起到防止局部滑塌的作用，該防護(hù)網(wǎng)系統(tǒng)錨桿可與陡崖錨固的錨桿結(jié)合裝載，可加強(qiáng)主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)防護(hù)能力。采用GPS2型縱橫交錯(cuò)的φ16橫向支撐繩和φ12縱向支撐繩，采用2.5 m×3 m及3 m×4 m矩形模式防護(hù)網(wǎng)防護(hù)，布置的鋼絲繩錨桿相連接并進(jìn)行預(yù)張拉，支撐繩構(gòu)成的每個(gè)2.5 m×3 m或3 m×4 m掛網(wǎng)單元內(nèi)鋪設(shè)一張DO/08/300/2.5×3 m或3 m×4 m型鋼絲繩網(wǎng)，每張鋼絲繩網(wǎng)與四周支撐繩間用縫合繩縫合連接并拉緊。該預(yù)張拉工藝的優(yōu)點(diǎn)是使系統(tǒng)對(duì)坡面施以一定的法向預(yù)緊壓力，從而提高表層巖土體的穩(wěn)定性，盡可能地限制表層巖土體在一定的空間內(nèi)運(yùn)動(dòng)，同時(shí)，在鋼繩網(wǎng)下鋪設(shè)小網(wǎng)孔的SO/2.2/50型格柵網(wǎng)，以阻止小尺寸巖塊的崩落或限制局部巖土體的破壞。

3.5 效果監(jiān)測(cè)

治理工程完成后，開展運(yùn)行效果監(jiān)測(cè)，并且根據(jù)監(jiān)測(cè)資料分析危巖體所處狀態(tài)，提出險(xiǎn)情預(yù)告，及時(shí)采取必要的措施。該治理工程建成運(yùn)行2年來(lái)，該危巖帶未出現(xiàn)變形現(xiàn)象，穩(wěn)定安全，發(fā)揮了良好作用。

4 結(jié) 語(yǔ)

創(chuàng)新計(jì)算機(jī)學(xué)校危巖位于學(xué)校北側(cè)的兩級(jí)陡崖帶，陡崖下部局部發(fā)育有巖腔，危巖體落石運(yùn)動(dòng)形式包含墜落、滑塌、傾倒等形式，也有鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的影響。由于差異風(fēng)化，凹巖腔進(jìn)一步發(fā)育，裂隙擴(kuò)大，危巖穩(wěn)定性極差，在不利工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。隨著降雨的沖刷和地下水位變幅的影響，軟弱基座差異性風(fēng)化進(jìn)一步發(fā)展，崖腔進(jìn)一步擴(kuò)大，裂隙逐漸連續(xù)貫通，危巖體將失去穩(wěn)定產(chǎn)生崩塌，直接威脅學(xué)校4 000余名師生安全。因此，對(duì)危巖采取“人工清方+點(diǎn)錨+掛網(wǎng)噴漿+主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)”的綜合治理措施進(jìn)行治理，是非常必要和可行的。通過(guò)2個(gè)水文年的監(jiān)測(cè)顯示，該治理工程在經(jīng)歷汛期降雨考驗(yàn)后，各監(jiān)測(cè)點(diǎn)都是穩(wěn)定的，危巖整治效果明顯，保護(hù)了廣大師生和村民安全，治理工程發(fā)揮了重要作用。

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(責(zé)任編輯：譚緒凱)

Formation Mechanism and Control Technology of Typical Perilous Rock in Three Gorges Reservoir Area

XU Jiamei

(Geological Environment Monitoring Station of Fuling District，F(xiàn)uling 408099，Chongqing，P. R. China)

Perilous rock is a kind of common geological disaster with great harm，which is widely distributed in the Three Gorges Reservoir area.The basic features，the damage ways and the formation mechanism of typical perilous rock were studied.It was pointed out that there were three damage types，including falling type，sliding type and dumping type；and the chain reaction had influence on the damage modes of perilous rock.There was a great difference on the strength and weathering resistance between sandstone and mudstone (shale).The mudstone (shale) was easy to become a weak base because of its low strength，its easiness to be softened and weathered.Therefore，the mudstone (shale) became concave rock cavity because it was shattered and loosened；and the upper sandstone became perilous rock.The research shows that based on the correct analysis on the formation mechanism of perilous rock，the “artificial removing + point anchoring + suspended spray anchor + active protective net” technology is adopted to control the perilous rock in such areas，and the effect is obvious.

geotechnical engineering；perilous rock；formation mechanism；governance

10.3969/j.issn.1674-0696.2017.08.13

2015-11-07；

2016-05-23

重慶市國(guó)土資源和房屋管理局2013年地質(zhì)災(zāi)害防治項(xiàng)目(渝國(guó)土房管〔2012〕355號(hào)文批準(zhǔn))

許家美(1969—)，男，重慶墊江人，教授級(jí)高工，主要從事地質(zhì)災(zāi)害防治和工程地質(zhì)方面的研究。E-mail：xjm6666@163.com。

X43；TU94+3.2

A

1674-0696(2017)08-070-06