珠海市孤石調(diào)查與防治對(duì)策

江貴榮， 周燕紅， 魯 威， 耿協(xié)威

(1.廣東省地質(zhì)局第一地質(zhì)大隊(duì)，廣東 珠海 519002； 2.南昌工程學(xué)院，江西 南昌 330099)

針對(duì)孤石問題，特別是花崗巖球狀風(fēng)化體研究很多，不過多集中在工程勘察、基礎(chǔ)施工領(lǐng)域，主要研究包括物理特性、施工處理等。在地質(zhì)災(zāi)害防治方面，孤石或危巖作為一種潛在崩塌，很多學(xué)者從破壞類型、滾落途徑等方面進(jìn)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(tái)地等區(qū)域多孤石分布(圖1)，孤石塊徑0.5～7 m，單個(gè)孤石方量約0.3～180 m3。本文依托珠海市香洲區(qū)華南名宇后山自然斜孤石調(diào)查項(xiàng)目，對(duì)珠海市孤石防治方法進(jìn)行了初步研究。

圖1 珠海市若干孤石發(fā)育區(qū)現(xiàn)狀

1 調(diào)查區(qū)概述

調(diào)查區(qū)位于廣東省珠海市香洲區(qū)，地理坐標(biāo)范圍為北緯22°17′37.3″～22°17′37.3″，東經(jīng)113°33′34.7″～113°33′59.4″。調(diào)查區(qū)處于鴨貴門山體東南麓，往北為筆架山，南側(cè)山腳為華南名宇小區(qū)，東側(cè)距珠江入?？谙阒逓臣s700 m，西側(cè)距大鏡山水庫約500 m。調(diào)查區(qū)屬低山殘丘地貌，海拔15.0～115.5 m，其氣候?qū)賮啛釒Ъ撅L(fēng)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(diào)查區(qū)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(chǎng)斷裂等；近東西向斷裂有大鏡山斷裂、鴨貴門斷裂等。

2 調(diào)查對(duì)象及方法

本次調(diào)查對(duì)象為出露地表一半以上的花崗巖孤石。野外調(diào)查以穿越法為主，追溯法為輔，路線間距5～10 m，基本做到調(diào)查對(duì)象“零”遺漏，主要工具包括手持GPS、數(shù)碼相機(jī)、皮尺和鋼卷尺和地質(zhì)錘等。通過對(duì)調(diào)查路線上及相鄰部位的每一個(gè)孤石(孤石群)進(jìn)行精確定位，全方位各角度拍照，測(cè)量孤石的尺寸大小，測(cè)量孤石及所處基巖發(fā)育的結(jié)構(gòu)面產(chǎn)狀等，同時(shí)對(duì)孤石所處的自然環(huán)境、地質(zhì)環(huán)境進(jìn)行系統(tǒng)的調(diào)查，并完整記錄調(diào)查數(shù)據(jù)。

3 孤石穩(wěn)定性初步評(píng)價(jià)

本次調(diào)查中，調(diào)查了孤石(群)共64處，總方量約4 664 m3。

3.1 穩(wěn)定性評(píng)價(jià)體系

根據(jù)《滑坡崩塌泥石流災(zāi)害調(diào)查規(guī)范(1∶50000)》，同時(shí)考慮植被、坡度等因素，制定了孤石穩(wěn)定性野外定性判斷依據(jù)(表1)。

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

表1 孤石穩(wěn)定性野外定性判斷表

表2 較穩(wěn)定及不穩(wěn)定孤石評(píng)價(jià)一覽表

3.2 破壞模式

參考相關(guān)技術(shù)規(guī)范標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)，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(wěn)定及不穩(wěn)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(wěn)定及不穩(wěn)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(duì)孤石的防治措施也可參考崩塌地質(zhì)災(zāi)害的防治措施，目前使用的措施主要有加固、柔性網(wǎng)防護(hù)、爆破清除、監(jiān)測(cè)預(yù)警等，并結(jié)合各個(gè)孤石(群)具體情況，提出了相應(yīng)的防治建議(見表3)。

(1)加固。采取工程手段對(duì)孤石(群)進(jìn)行支護(hù)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(chǔ)硬化防止沖刷、掛網(wǎng)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(wěn)定巖土體錨固在穩(wěn)定的巖土層上，使其互相連接，以傳遞拉力和剪力的技術(shù)方法?；问侵冈诠率牡撞考釉O(shè)支撐系統(tǒng)，用以支撐或托住孤石，支撐系統(tǒng)必須滿足自身結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、基礎(chǔ)牢固、連接可靠，且強(qiáng)度必須滿足要求，其可分為鋼結(jié)構(gòu)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(fēng)化、節(jié)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(wǎng)防護(hù)。邊坡防護(hù)網(wǎng)按其結(jié)構(gòu)形式、防護(hù)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(dòng)防護(hù)系統(tǒng)和阻攔斜坡上滾落石的被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)。主動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是通過固定在錨桿或支撐繩(張拉繩)上并施加一定預(yù)張拉的鋼繩網(wǎng)對(duì)整個(gè)邊坡形成連續(xù)支撐，其預(yù)張拉作業(yè)形成了阻止局部巖塊或土體移動(dòng)的預(yù)應(yīng)力，從而阻止落石現(xiàn)象的發(fā)生。被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)是由鋼絲繩網(wǎng)、高強(qiáng)度鐵絲格柵網(wǎng)、錨桿、工字鋼柱、上下拉錨繩、消能環(huán)、底座及上下支撐繩等部件構(gòu)成，主要設(shè)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(hù)的對(duì)象。

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

(4)監(jiān)測(cè)預(yù)警。除人工巡查判斷孤石穩(wěn)定性及其周邊條件變化外，可以通過自動(dòng)化監(jiān)測(cè)技術(shù)進(jìn)行孤石外部變形監(jiān)測(cè)及內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)。外部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)包括測(cè)量機(jī)器人技術(shù)、GPS技術(shù)和三維激光掃描技術(shù)等；內(nèi)部變形監(jiān)測(cè)技術(shù)包括聲發(fā)射技術(shù)、時(shí)域反射技術(shù)及無線射頻識(shí)別技術(shù)。

除上述措施外，可以考慮引入保險(xiǎn)制度以減少孤石滾落造成的損失。珠海市孤石(群)長(zhǎng)期存在，穩(wěn)定性難以定量計(jì)算及明確判斷。同時(shí)，孤石(群)作為一種地質(zhì)景觀資源，在無法確定滾落的前提下可以考慮在現(xiàn)狀基礎(chǔ)上加強(qiáng)巡查監(jiān)測(cè)，同時(shí)對(duì)受危險(xiǎn)人員及財(cái)產(chǎn)購置專項(xiàng)保險(xiǎn)，以減少可能造成的損失。

5 結(jié)語

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

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

(3)本文主要對(duì)孤石(群)穩(wěn)定性及破壞模式進(jìn)行了初步研究，提出了防治建議，并在珠海市地質(zhì)災(zāi)害防治中，首次提出保險(xiǎn)制度的引入。不足之處在于對(duì)孤石(群)穩(wěn)定性未進(jìn)行定量計(jì)算，以及保險(xiǎn)制度如何實(shí)施未做進(jìn)一步研究。