桂林象山公園危巖崩塌地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評(píng)價(jià)

張莉　諶雨欣　袁錦鳳　陶俊文　歐誠(chéng)

摘 要：危巖是指位于懸崖或陡坡上，被巖體結(jié)構(gòu)面切割，在重力、地震、裂隙水壓力等誘發(fā)因素作用下穩(wěn)定性較差的巖石塊體。危巖崩塌是一種常見地質(zhì)災(zāi)害現(xiàn)象，會(huì)造成重大危害，危及人民生命財(cái)產(chǎn)安全。本文以桂林象山公園危巖治理工程為例，使用定性評(píng)價(jià)分析法與定量評(píng)價(jià)分析法分析危巖穩(wěn)定性，重點(diǎn)研究危巖綜合治理技術(shù)。

關(guān)鍵詞：危巖;地質(zhì)災(zāi)害;危巖崩塌

中圖分類號(hào)：P642.2文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A文章編號(hào)：1003-5168（2021）11-0127-04

Evaluation on Investigation of Geological Disasters of

Perilous Rock Collapse in Xiangshan Park of Guilin

ZHANG Li CHEN Yuxin YUAN Jinfeng TAO Junwen OU Cheng

（Bowen School of Management， Guilin University of Technology，Guilin Guangxi 541004）

Abstract： Perilous rock refers to a rock block that is located on a cliff or a steep slope， is cut by the structural surface of the rock mass， and has poor stability under the action of inducing factors such as gravity， earthquake， and fissure water pressure. Perilous rock collapse is a common phenomenon of geological disasters， which can cause major harm and endanger the safety of people's lives and property. This papertook Guilin Xiangshan Park perilous rock treatment project as an example， used qualitative evaluation analysis method and quantitative evaluation analysis method to analyze the stability of perilous rock， and focused on the comprehensive treatment technology of perilous rock.

Keywords： perilous rock;geological disasters;rock collapse

桂林市象鼻山原名漓山，是國(guó)家AAAAA級(jí)旅游景區(qū)，位于廣西壯族自治區(qū)桂林市內(nèi)桃花江與漓江匯流處，其因酷似一只站在江邊伸鼻豪飲漓江甘泉的巨象而得名。目前，山體之上危巖處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，但在暴雨、晝夜溫差、植被根劈、地震等不利因素綜合影響下，危巖體極可能失穩(wěn)滾落[1-3]，對(duì)游客的生命財(cái)產(chǎn)安全構(gòu)成威脅。本文通過(guò)對(duì)危巖的穩(wěn)定性和防治方法兩方面進(jìn)行研究，依據(jù)危巖破壞模式將危巖分為墜落式危巖、傾倒式危巖、滑移式危巖;通過(guò)對(duì)各個(gè)破壞模式的分析，闡述不同破壞模式的形成機(jī)理并給出判別條件;確定不同模式下危巖的穩(wěn)定性計(jì)算公式，分析危巖的穩(wěn)定性;根據(jù)計(jì)算結(jié)果，對(duì)危巖災(zāi)害性、地質(zhì)災(zāi)害體發(fā)展變化趨勢(shì)進(jìn)行預(yù)測(cè);與已有工程經(jīng)驗(yàn)進(jìn)行類比，結(jié)合實(shí)際環(huán)境，針對(duì)不穩(wěn)定危巖體提出防治建議。

1 危巖區(qū)地形地貌

危巖勘查區(qū)地貌為孤峰平原地貌，該地貌單元組成山體的巖石為純碳酸鹽巖，巖溶強(qiáng)烈發(fā)育。危巖所在山體分別位于象鼻處、上山道路旁、半山腰處，山坡較陡，地形坡度一般為60°～90°，象山山頂標(biāo)高為220.0 m，象鼻處高程為158.0～163.0 m，相對(duì)高差為4～7 m，半山腰處高程為195.0～196.2 m，相對(duì)高差為1.2 m。危巖點(diǎn)所在坡面坡度整體呈下緩上陡特征，坡頂局部為陡崖;山體植被發(fā)育良好，以灌木刺叢為主，山體通視較差。

2 危巖體基本特征

經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)實(shí)地調(diào)查，危巖勘查區(qū)共發(fā)現(xiàn)6處危巖體（群），總體積為408.28 m3，WY1～WY6危巖體分布于象山山體之上，分布高程介于158.0～196.2 m。其中，WY3、WY6已做防護(hù)，WY1、WY2、WY4、WY5為調(diào)查人員現(xiàn)場(chǎng)勘查出的新增危巖體。各危巖主要分布于山體陡崖、陡崖頂部邊緣、斜坡等處，其受巖性、結(jié)構(gòu)面、微地貌特征控制，單體形狀不一，規(guī)模大小不等。其中，五處為傾倒式，一處為滑移式。

3 地質(zhì)災(zāi)害的影響評(píng)價(jià)

3.1 赤平投影分析

根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)調(diào)查及區(qū)域地質(zhì)資料，危巖區(qū)為泥盆系上統(tǒng)融縣組（[D3r]）灰?guī)r，出現(xiàn)中～微風(fēng)化，呈深灰～灰白色和中～厚層狀，巖石質(zhì)堅(jiān)性脆，溶蝕裂隙發(fā)育，多充填植物根支或黏性土，坡面巖體破碎。危巖所處山體受構(gòu)造影響及風(fēng)化、溶蝕切割作用，巖層產(chǎn)狀320°∠5°，主要發(fā)育6組節(jié)理裂隙：J1產(chǎn)狀275°∠52°，發(fā)育密度為1～2條/m，張開寬度為3～7 cm，延伸長(zhǎng)度為0.5～1.8 m，切割深度為5～15 cm;J2產(chǎn)狀81°∠86°，發(fā)育密度為2～3條/m，延伸長(zhǎng)度為0.2～1.2 m，切割深度為0.5～5 cm;J3產(chǎn)狀150°∠76°，發(fā)育密度為1～2條/m，延伸長(zhǎng)度為0.5～2.3 m，切割深度為2～18 cm;J4產(chǎn)狀30°∠80°，發(fā)育密度為2～3條/m，延伸長(zhǎng)度為0.3～1.1 m，切割深度為1～24 cm;J5產(chǎn)狀296°∠74°，發(fā)育密度為2～3條/m，延伸長(zhǎng)度為0.3～1.3 m，切割深度為5～23 cm;J6產(chǎn)狀220°∠18°，發(fā)育密度為3～6條/m，延伸長(zhǎng)度為0.3～1.9 m，切割深度為2～16 cm;上述6組節(jié)理裂隙小部分充填植物支根，局部甚至形成貫通裂隙。

根據(jù)赤平投影分析得出，WY1危巖體被優(yōu)勢(shì)節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）切割，形成三維切割體，處于不穩(wěn)定狀態(tài);WY3危巖體被優(yōu)勢(shì)節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）切割，形成三維切割體，處于不穩(wěn)定狀態(tài);WY4危巖體被優(yōu)勢(shì)節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）切割，形成三維切割體，處于不穩(wěn)定狀態(tài);WY5危巖體被優(yōu)勢(shì)節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）切割，形成三維切割體，處于不穩(wěn)定狀態(tài);WY6危巖體被優(yōu)勢(shì)節(jié)理（結(jié)構(gòu)面）切割，形成三維切割體，處于不穩(wěn)定狀態(tài)。

WY2危巖群由上部崩塌后堆積在山體凹槽處的危巖單體組成，數(shù)量為3～5塊，各危巖單體呈長(zhǎng)方體、塊狀及不規(guī)則狀?，F(xiàn)危巖群零亂堆積，緊靠危巖單體之間咬合力、摩擦力、上部1棵樹支撐力維持危巖群自身平衡，而且人們可以看到上部那棵樹的部分根系，危巖單體之間可見樹葉及雜物充填，后部灌木根系發(fā)達(dá)，呈不斷膨脹之勢(shì)，對(duì)危巖群的穩(wěn)定性極其不利。危巖群長(zhǎng)期處于雨水沖刷、風(fēng)化、溶蝕等不利因素影響之下，強(qiáng)降雨不斷沖刷，將導(dǎo)致危巖單體之間的黏土隨雨水流失，危巖單體之間接觸面不斷減少，危巖體之間摩擦力隨之減小，上部樹木不斷腐朽，支撐力將不斷減小，久而久之，危巖群將發(fā)生整體傾倒式失穩(wěn)現(xiàn)象。

3.2 定量評(píng)價(jià)

3.2.1 計(jì)算參數(shù)的確定。危巖體（群）的穩(wěn)定性受多種因素制約，其穩(wěn)定性計(jì)算涉及較多參數(shù)和復(fù)雜的邊界條件[4-6]，而準(zhǔn)確參數(shù)的獲得和邊界條件的完全查明非常困難。為了深刻認(rèn)識(shí)區(qū)內(nèi)危巖的穩(wěn)定性，適應(yīng)危巖整治的需要，本研究選擇部分典型危巖崩塌類型進(jìn)行穩(wěn)定性計(jì)算分析。由于危巖體（群）的穩(wěn)定性評(píng)價(jià)目前尚無(wú)較為合理的定量方法，為評(píng)測(cè)危巖體的穩(wěn)定情況，根據(jù)危巖的受力情況和可能破壞形式，筆者通過(guò)實(shí)地勘查，依據(jù)桂林市地方標(biāo)準(zhǔn)《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB 50/143—2003）所提供的方法理論來(lái)確定。

結(jié)合危巖所處的環(huán)境、影響因素及變形機(jī)制，本研究將危巖穩(wěn)定性計(jì)算劃分為三種工況：天然工況（工況Ⅰ）、暴雨工況（工況Ⅱ）、地震+暴雨工況（工況Ⅲ）。

計(jì)算參數(shù)如表1、表2所示。根據(jù)相關(guān)計(jì)算公式，本研究對(duì)危巖體穩(wěn)定性進(jìn)行計(jì)算分析。計(jì)算參數(shù)的選擇考慮裂隙的貫通程度、裂隙的填充程度及裂隙的結(jié)合情況，巖體力學(xué)性質(zhì)根據(jù)母巖巖石的力學(xué)性質(zhì)并按《地質(zhì)災(zāi)害防治工程勘察規(guī)范》（DB50/143—2003）的要求進(jìn)行折減，巖石各參數(shù)乘以折減系數(shù)[ζ]，即可得巖體力學(xué)參數(shù)。對(duì)于折減系數(shù)，彈性模量取0.66，抗壓強(qiáng)度取0.33，抗拉強(qiáng)度取0.2，抗剪指標(biāo)[c]值（黏聚力）取0.2，[φ]值（內(nèi)摩擦角）取0.85。其中，WY1危巖體與母巖粘接，裂隙發(fā)育，局部貫通，結(jié)合性良好;WY2危巖單體之間黏土充填，巖體破碎，粘接性差，結(jié)合性差;WY3危巖體與母巖粘接，裂隙發(fā)育，局部貫通，巖體破碎，結(jié)合性差;WY4危巖體大部分與基巖面接觸，局部貫通;WY5危巖體大部分與基巖面接觸，局部破碎;WY6危巖體大部分與基巖面接觸，局部貫通。

3.2.2 計(jì)算結(jié)果。危巖穩(wěn)定性計(jì)算采用三種工況，即工況Ⅰ（天然狀態(tài)）、工況Ⅱ（暴雨?duì)顟B(tài)）、工況Ⅲ（地震+暴雨?duì)顟B(tài)）。本研究采用上述計(jì)算方法，結(jié)合巖體穩(wěn)定程度等級(jí)劃分標(biāo)準(zhǔn)（見表3），對(duì)6處危巖體進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，其計(jì)算結(jié)果表4、表5所示。

表4、表5計(jì)算結(jié)果顯示，WY1～WY6危巖體（群）在天然工況下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨工況、地震+暴雨工況下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。

4 危巖穩(wěn)定性綜合評(píng)價(jià)

根據(jù)實(shí)地勘察，并結(jié)合已發(fā)生的崩塌破壞現(xiàn)象分析，象山危巖體（群）位于桂林市象山公園內(nèi)，危巖體呈高聳突兀之勢(shì)，組成危巖的巖性為硬脆的灰?guī)r，巖體比較破碎，當(dāng)?shù)貢円箿夭钶^大，植被根系發(fā)達(dá)，根劈作用強(qiáng)，溶蝕風(fēng)化作用較強(qiáng)，而且?guī)r溶較發(fā)育，易形成溶蝕裂隙和風(fēng)化裂隙，裂縫切割較深，裂隙較為密集。受裂隙切割巖體比較破碎，危巖體穩(wěn)定性差。計(jì)算結(jié)果表明，WY1～WY6危巖體（群）在天然狀態(tài)下均處于基本穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨、地震狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)。危巖體（群）在暴雨、地震、根劈、溫差變化等不利因素長(zhǎng)期作用下極有可能發(fā)生崩塌，將直接威脅游客的生命財(cái)產(chǎn)安全。因此，必須采取積極有效的加固工程措施，防患于未然。

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