環(huán)江縣明倫鎮(zhèn)中心小學(xué)危巖崩塌穩(wěn)定性分析及治理措施

曾 齊

（廣西壯族自治區(qū)三一〇核地質(zhì)大隊，廣西桂林541213）

1 工程概況

危巖區(qū)地貌屬溶蝕峰叢洼地谷地地貌，山峰峰頂標(biāo)高880.50m，坡腳標(biāo)高約629.00m，山體中上部坡度較陡，坡面為坎坡或陡崖，坡度一般61°～79°，山體下部坡腳坡度較緩，坡面為緩斜坡，坡度一般15°～23°。

本文針對環(huán)江縣明倫鎮(zhèn)中心小學(xué)東側(cè)山體中上部發(fā)育的2處危巖體（WY1、WY2）的形態(tài)特征、巖體結(jié)構(gòu)和變形特征進(jìn)行研究，危巖體受巖性、結(jié)構(gòu)面、微地貌控制，其基本特征分述如下：

WY1 危巖體：分布高程840.0～849.0m，呈不規(guī)則狀，高約9.0m，寬約7.0m，厚約3.0m，總體積約189.0m3。失穩(wěn)方式為傾倒式，主崩方向260°，落差約208.5m。

WY2 危巖體：分布高程782.5～794.5m，呈不規(guī)則狀，高約12.0m，寬約8.0，厚約2.5m，總體積約240.0m3。失穩(wěn)方式為傾倒式，主崩方向275°，落差約151.0m。

2 工程地質(zhì)條件

環(huán)江縣屬亞熱帶季風(fēng)氣候，氣候溫和，雨水充沛，年平均氣溫21.1℃，多年年均降水量1550.0mm。危巖區(qū)出露地層有第四系殘積粘土（Q4el），下伏基巖為石炭系中統(tǒng)黃龍組（C2h)灰?guī)r。其中粘土主要分布于山體下部斜坡，褐黃色，硬塑狀，土質(zhì)較細(xì)膩均一，厚度0.50～3.00m?；?guī)r為淺灰色，中厚層狀，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，主要礦物成份為方解石，力學(xué)強(qiáng)度較高，堅硬，構(gòu)造裂隙、節(jié)理裂隙較發(fā)育，巖體較破碎，完整性較差，巖層產(chǎn)狀187°∠20°。

危巖區(qū)地下水類型為純碳酸鹽巖裂隙溶洞水，賦存于溶洞、裂隙及溶隙之中，水量豐富，屬HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型低礦化度淡水，該層地下水低于危巖所處標(biāo)高，對危巖區(qū)危巖體的穩(wěn)定性無影響，但大氣降水對危巖的影響大。危巖區(qū)范圍內(nèi)歷史上地震活動強(qiáng)度不高，頻度也較低，歷史上無破壞性地震記錄。危巖區(qū)未見活動性斷裂構(gòu)造通過。

3 危巖穩(wěn)定性分析

結(jié)合危巖所處的環(huán)境、影響因素及變形機(jī)制，將危巖穩(wěn)定性計算劃分為兩種工況：天然工況（工況Ⅰ），考慮自重；暴雨工況（工況Ⅲ），考慮自重+裂隙水壓力。危巖穩(wěn)定性狀態(tài)按《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143-2018）劃分，見表1。

表1 危巖穩(wěn)定性狀態(tài)劃分表

WY1、WY2危巖體失穩(wěn)模式為傾倒式。傾倒式危 巖發(fā)生于被裂隙貫通后與母巖分離的危巖體中，暴雨是其主要誘發(fā)因素，其穩(wěn)定性由后緣巖體抗拉強(qiáng)度控制，按下式計算：

式中：F——危巖穩(wěn)定系數(shù)；

H——后緣裂隙上端到未貫通段的垂直距離，m；

W——危巖體自重，kN/m；

flk——危巖體抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值，kPa，根據(jù)巖石抗拉強(qiáng)度標(biāo)準(zhǔn)值乘以0.4的折減系數(shù)確定，設(shè)計取960kPa；

h——后緣裂隙深度，m；

hw——后緣裂隙充水高度，m，暴雨時取0.3～0.5h（根據(jù)裂隙發(fā)育情況而定）；

V——裂隙水壓力，kN/m，V=0.5γwhw2；

β——后緣裂隙傾角，(°)；

a——危巖體重心到傾覆點的水平距離，m；

b——后緣裂隙未貫通段下端到傾覆點之間的水平距離，m；

h0——危巖體重心到傾覆點的垂直距離，m。

根據(jù)以上公式計算結(jié)果見表2。

表2 危巖體穩(wěn)定性計算結(jié)果

環(huán)江縣明倫鎮(zhèn)中心小學(xué)山體危巖體位于后山陡崖、陡坡上，巖性為巖性硬脆的灰?guī)r，受當(dāng)?shù)貧夂驕嘏睗瘢炅枯^充沛，植被根系發(fā)達(dá)，根劈作用強(qiáng)，溶蝕風(fēng)化、剝蝕等作用影響，加上構(gòu)造作用加劇影響。陡崖、陡坡凸出的巖體，裂隙發(fā)育，且被切割成塊體，裂隙受上述影響，不斷發(fā)展，變寬、變深，直至貫穿，后緣脫離，前緣被擠碎變形，最終失穩(wěn)，發(fā)生巖體崩塌。根據(jù)以上公式計算結(jié)果，WY1、WY2 在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。如危巖體長期處在振動、風(fēng)化、強(qiáng)降雨、地表水沖刷掏蝕及植物根劈等不利因素作用下極可能發(fā)生崩塌，且崩塌具突然性和不可預(yù)測性，對其采用合理可行的治理是非常必要和緊迫的。

4 危巖治理措施

在危巖體的野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合地質(zhì)因素、危巖體特點及施工條件具體情況，以及安全、可行、經(jīng)濟(jì)及治理效果方面等因素進(jìn)行分析，提出危巖的綜合治理方案為：對WY1、WY2危巖體采用靜態(tài)爆破清除，同時在坡腳斜坡上布設(shè)被動防護(hù)網(wǎng)。

靜態(tài)爆破工程：主要施工工序為：設(shè)置安全欄護(hù)措施→搭設(shè)施工平臺→布設(shè)錨桿鋼絲繩網(wǎng)臨時防護(hù)→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出→驗收→拆施工平臺、清理場地、退場。

被動防護(hù)網(wǎng)設(shè)計：被動防護(hù)網(wǎng)布設(shè)在坡腳相對較為平緩的斜坡上，被動防護(hù)網(wǎng)類型采用F-RIX-200型柔性網(wǎng)，根據(jù)危巖崩塌特征，預(yù)測危巖經(jīng)崩塌、平拋及解體后沿主崩方向兩側(cè)25°～40°扇形區(qū)堆積，確定設(shè)置總長度780m，防護(hù)網(wǎng)網(wǎng)高為4.0m。防護(hù)網(wǎng)型號為R16/3/300，柱距為10.0m，上拉錨桿以鋼柱為中心每2m一根，側(cè)拉錨桿布置在兩端。

5 結(jié)語

（1）綜合野外調(diào)查及穩(wěn)定性分析表明，WY1、WY2危巖體在天然狀態(tài)下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨狀態(tài)下均處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，失穩(wěn)方式均為傾倒式，需采取防治措施。

（2）根據(jù)現(xiàn)場調(diào)查和理論計算分析，WY1、WY2危巖體治理措施采用靜態(tài)爆破清除，同時在坡腳空地上布設(shè)被動防護(hù)網(wǎng)。