崩塌(危巖體)地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性與防治措施研究

孫明付

(貴州地礦基礎(chǔ)工程有限公司，貴州 貴陽(yáng) 550081)

0 引 言

分布于陡崖、陡坡位置的表層巖體經(jīng)過(guò)風(fēng)化、溶蝕等外界因素作用之后，在重力的作用下表層巖體沿后緣貫通卸荷裂隙就會(huì)脫離母體，形成崩塌地質(zhì)災(zāi)害，這是由于危巖體經(jīng)過(guò)風(fēng)化、溶蝕等外界因素作用下，使其穩(wěn)定性不斷降低，最終產(chǎn)生失穩(wěn)破壞，以墜落、傾倒、滑移的方式呈現(xiàn)。當(dāng)出現(xiàn)這種現(xiàn)象的時(shí)候，如果附近有交通要道、基礎(chǔ)工程或者各種建筑設(shè)施，就會(huì)導(dǎo)致重大的經(jīng)濟(jì)損失；如果附近有旅游區(qū)，人口密度高，就會(huì)嚴(yán)重威脅到人們的生命安全。由于這種現(xiàn)象導(dǎo)致的變形破壞往往是偶然發(fā)生的，原因非常復(fù)雜，其突發(fā)性決定了后果的嚴(yán)重性。崩塌(危巖體)多在地勢(shì)高陡之處分布，依靠人力很難達(dá)到事故現(xiàn)場(chǎng)，工作人員要獲得第一手調(diào)查資料是存在一定的難度的，就會(huì)存在資料不全、研究不夠深入的問(wèn)題。本文基于崩塌(危巖體)的基本概念，研究崩塌(危巖體)地質(zhì)災(zāi)害的穩(wěn)定性，提出相應(yīng)的防治措施。

1 崩塌危巖體的概念

1.1 產(chǎn)生崩塌(危巖體)的條件

崩塌(危巖體)主要發(fā)育于陡崖、陡坡區(qū)域，多處于斜坡中上部地段，而且大多數(shù)斜坡坡度超過(guò)55°，相對(duì)高差高度超過(guò)30 m。從整個(gè)地貌形態(tài)來(lái)看，坡面缺乏平整度，上面陡峭，下面比較平緩，而且主要是硬質(zhì)巖石，在巖體中節(jié)理裂隙較為發(fā)育，部分區(qū)域還夾雜著種軟弱結(jié)構(gòu)面，這種組合構(gòu)成的巖體很容易產(chǎn)生崩塌，因此形成地質(zhì)災(zāi)害。在山區(qū)地帶，白天的溫度與晚上的溫度存在較大差距，加之季節(jié)溫度不斷變化，同時(shí)在降雨作用下，沿裂隙下滲地表水將產(chǎn)生動(dòng)水壓力，加之地震災(zāi)害以及人類工程活動(dòng)，諸如在建房、修路切坡作用，或者植物的根劈作用等影響，就會(huì)發(fā)生地質(zhì)災(zāi)害。

1.2 崩塌(危巖體)主要失穩(wěn)破壞方式

1.2.1 危巖體產(chǎn)生傾倒式失穩(wěn)破壞

巖石的節(jié)理為柱狀或者陡傾角反傾向，以碳酸鹽巖和板巖為主，層面處于直立狀態(tài)，由于巖體處于懸崖上、陡峭的山坡上，長(zhǎng)期受到覆力矩的作用，就會(huì)導(dǎo)致向下傾倒，臨空墜落。

1.2.2 危巖體產(chǎn)生滑移式失穩(wěn)破壞

巖層是結(jié)構(gòu)面傾向臨空，坡度超過(guò)55°，在剪切力作用下產(chǎn)生滑移，臨空滾落。

1.2.3 危巖體產(chǎn)生鼓脹式失穩(wěn)破壞

在巖層的上面發(fā)育有巖層，厚大而且堅(jiān)硬，下部的軟弱巖層接近水平狀態(tài)，受到垂直擠壓產(chǎn)生鼓脹，并出現(xiàn)滑移，伴隨有下沉狀態(tài)，由此導(dǎo)致破壞。

1.2.4 崩塌危巖體產(chǎn)生拉裂式失穩(wěn)破壞

巖層軟硬相間，經(jīng)過(guò)長(zhǎng)期風(fēng)化，在重力作用下所產(chǎn)生的拉力超過(guò)了巖石自身所具備的抗拉強(qiáng)度，上部的巖體懸出，就會(huì)引發(fā)地質(zhì)災(zāi)害。

1.2.5 崩塌危巖體產(chǎn)生錯(cuò)斷式失穩(wěn)破壞

巖層發(fā)育有垂直裂隙，質(zhì)地堅(jiān)硬，沒(méi)有向臨空面傾向的結(jié)構(gòu)，在巖體自身的重量下導(dǎo)致巖體的內(nèi)部產(chǎn)生坡角為45°的剪切面。

2 崩塌(危巖體)破壞性分析

2.1 崩塌危巖體產(chǎn)生傾倒式破壞

崩塌危巖體的上部分和下部分都裂開(kāi)都與母體分開(kāi)，產(chǎn)生裂縫。當(dāng)遇到雨雪天氣的時(shí)候，水或者雪就會(huì)從巖石滲入，此時(shí)就會(huì)產(chǎn)生靜水壓力，加之地震力的作用，就會(huì)導(dǎo)致崩塌危巖體產(chǎn)生傾倒，因此導(dǎo)致破壞。

2.2 崩塌危巖體產(chǎn)生滑移式破壞

崩塌危巖體的平面包括3種形態(tài)，即平面滑動(dòng)形態(tài)、弧形面滑動(dòng)形態(tài)、楔形雙滑面滑動(dòng)形態(tài)。在滑移形成的起始階段，可以按照抗滑穩(wěn)定性將巖體的穩(wěn)定性計(jì)算出來(lái)。

2.3 崩塌危巖體產(chǎn)生鼓脹式破壞

崩塌危巖體中有軟弱巖層，而且比較厚，由于軟化性非常強(qiáng)，經(jīng)過(guò)水的浸泡作用，使得軟弱巖層逐漸軟化。當(dāng)上部巖體所施加的壓力超過(guò)軟弱巖層的抵抗壓力，擠出軟弱巖層，就會(huì)出現(xiàn)鼓脹現(xiàn)象，此時(shí)上部巖體就會(huì)逐漸下沉，產(chǎn)生滑移或者出現(xiàn)傾倒的現(xiàn)象，最終崩塌現(xiàn)象產(chǎn)生。

2.4 崩塌危巖體產(chǎn)生拉裂式破壞

當(dāng)拉應(yīng)力集中在巖石沒(méi)有開(kāi)裂部位的時(shí)候，當(dāng)拉應(yīng)力已經(jīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過(guò)巖石的抗拉強(qiáng)度，上部巖體懸出的部分就會(huì)崩塌，因此失穩(wěn)。

2.5 崩塌危巖體產(chǎn)生錯(cuò)斷式破壞

如果不對(duì)附加應(yīng)力對(duì)巖石產(chǎn)生的影響予以考慮，忽略靜水壓力的作用和地震作用，巖體自身的重量發(fā)揮作用，當(dāng)與鉛直方向?yàn)?5度角的時(shí)候，剪應(yīng)力最大，此時(shí)，巖體失去了穩(wěn)定性，就會(huì)產(chǎn)生破壞。

3 崩塌(危巖體)主要的防治措施

防治崩塌(危巖體)，要知道危巖體是如何形成的，對(duì)此進(jìn)行調(diào)查，還要研究巖石結(jié)構(gòu)面和各類節(jié)理面，對(duì)崩塌(危巖體)產(chǎn)生破壞的原因進(jìn)行分析，預(yù)測(cè)其是否存在擴(kuò)展的趨勢(shì)，具有針對(duì)性地采取防治措施。崩塌(危巖體)的防治措施分為主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)兩種，主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防護(hù)方式的選擇主要根據(jù)危巖體的特征、位置、被威脅對(duì)象以及投資、施工難易程度等多中因素進(jìn)行綜合考慮后進(jìn)行確定。

3.1 主動(dòng)防護(hù)

主要防護(hù)措施主要有錨桿(錨索)錨固、人工清理危巖體、掛網(wǎng)噴漿、巖體體底座支撐等方式。采用錨桿(錨索)錨固措施的危巖體多呈塊狀，后緣卸荷裂隙未貫通，通過(guò)錨固的方式提高危巖體的穩(wěn)定性；對(duì)于規(guī)模較小的危巖體，且通過(guò)清危作用不會(huì)產(chǎn)生次生危巖體的危巖單體，多采用人工清危方式實(shí)施處理；對(duì)于裂隙極為發(fā)育的坡面危巖體，多采用掛網(wǎng)噴漿方式，掛網(wǎng)能對(duì)小塊危巖體起到有效攔擋作用，噴漿能較小巖體的風(fēng)化作用，對(duì)裂縫的擴(kuò)展也可以起到預(yù)防作用。采用底座支撐方式的危巖體多呈塊狀，危巖體底部因差異風(fēng)化、地表水淘蝕或溶蝕作用發(fā)育有凹巖腔，危巖體潛在傾倒式崩塌破壞，采用支撐的方式可有效提高危巖體的穩(wěn)定性。

3.2 被動(dòng)防護(hù)

被動(dòng)防護(hù)主要針對(duì)被保護(hù)對(duì)象而設(shè)置的工程防治措施，常見(jiàn)被動(dòng)防護(hù)措施有被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)工程、被動(dòng)攔石墻及落石槽工程，對(duì)上部失穩(wěn)破壞危巖體進(jìn)行有效攔擋，從而減小崩塌對(duì)受威脅對(duì)象的危害程度。被動(dòng)防治工程多設(shè)置于危巖體下方地勢(shì)相對(duì)較為平緩區(qū)域，設(shè)置攔擋高度以及攔石墻、被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的規(guī)格則通過(guò)對(duì)潛在危巖體失穩(wěn)破壞后滾落至擬設(shè)支擋位置的彈跳高度以及沖擊荷載進(jìn)行計(jì)算確定。常見(jiàn)被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)型號(hào)有RXI-50、RXI-100、RXI-150、RXI-200，攔石墻必須結(jié)合落實(shí)槽以及反沖墊層配套使用。

另一種被動(dòng)防護(hù)措施為搬遷避讓，當(dāng)崩塌地質(zhì)災(zāi)害威脅對(duì)象較少，對(duì)危巖體實(shí)施工程治理投資費(fèi)用巨大是，使用這種方法更為有效，防止崩塌(危巖體)危害到人民的生命，造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失。如果是峽谷地帶，在地勢(shì)高陡斜坡處，下面有城鎮(zhèn)或者村莊，就要采用搬遷避讓的方式，避免威脅造成嚴(yán)重后果。

4 結(jié) 語(yǔ)

綜上所述，崩塌(危巖體)是在陡峭的山地上經(jīng)過(guò)風(fēng)化形成的，由于缺乏穩(wěn)固性與母體脫離，導(dǎo)致地質(zhì)災(zāi)害發(fā)生。如果在下面有基礎(chǔ)設(shè)施或者城鎮(zhèn)、旅游區(qū)等等，就會(huì)造成人員傷亡，導(dǎo)致巨大的財(cái)產(chǎn)損失。為了減小因崩塌地質(zhì)災(zāi)害的發(fā)生產(chǎn)生嚴(yán)重的后果，就要采取相應(yīng)防治措施提高其穩(wěn)定性。