山體不穩(wěn)定孤石的預(yù)防和治理措施

魏輝球 詹振陽(yáng)

摘要：本文結(jié)合珠海地區(qū)花崗巖球狀孤石分布的特點(diǎn)，對(duì)孤石分類后進(jìn)行穩(wěn)定性評(píng)價(jià)，根據(jù)穩(wěn)定性評(píng)價(jià)分析的結(jié)果，選擇消除山體不穩(wěn)定孤石的措施，從“穩(wěn)固孤石、攔截孤石和靜態(tài)爆破孤石”三方面進(jìn)行敘述，為消除珠海地區(qū)特有孤石的隱患，提供相應(yīng)的治理和措施。

關(guān)鍵詞：花崗巖；孤石；預(yù)防和治理；穩(wěn)定性

Prevention and treatment measures of unstable boulder in mountain

Wei-Hui qiu1，Zhan-Zhen yang1

GuangDong Zhuhai Engineering Investigation Institute，Zhuhai， 519000

Abstract： According to the results of stability evaluation and analysis， the measures to eliminate unstable boulders in the mountain are selected. In this paper， from "stabilizing boulders， intercepting boulders and static blasting boulders"， measures to eliminate unstable boulders are selected Three aspects are described to provide the corresponding treatment and elimination measures for the elimination of hidden dangers of unique boulders in Zhuhai area.

Keyword：Keywords granite；boulder；prevention and treatment；stability；

1.引言

花崗巖由于受物理、化學(xué)風(fēng)化的作用，容易形成不均勻風(fēng)化的球狀孤石，由于巖石風(fēng)化的不均勻性，坡面孤石的分布形態(tài)及體積大小不一，孤石基底的埋設(shè)及重心分布對(duì)其穩(wěn)定性影響較大。孤石的不穩(wěn)定性常常引發(fā)崩塌及滾石等地質(zhì)災(zāi)害，危及山腳下道路及民房的安全性。由于孤石的治理沒有特定的理論依據(jù)，治理設(shè)計(jì)方式的選用往往困擾著設(shè)計(jì)人員，本文結(jié)合珠海地區(qū)孤石治理設(shè)計(jì)和施工的經(jīng)驗(yàn)，選取典型孤石分布及治理圖片，為類似孤石治理設(shè)計(jì)提供一定的參考。

本文通過收集珠海調(diào)查區(qū)及周邊的地質(zhì)災(zāi)害防治規(guī)劃資料和地質(zhì)災(zāi)害巡查資料，近幾年已發(fā)地質(zhì)災(zāi)害或隱患，珠海丘陵地區(qū)孤石分布范圍廣，數(shù)量多、方量大，普遍埋深較淺，多分布于山頂或山腰的高地，與坡腳高差大，部分呈群狀層疊分布。孤石的不穩(wěn)定性常常引發(fā)崩塌及滾石等地質(zhì)災(zāi)害，危及山腳下道路及居民的安全，本文結(jié)合珠海地區(qū)幾種常見孤石的治理方式和施工經(jīng)驗(yàn)，選取典型孤石的相關(guān)實(shí)例進(jìn)行分析，為類似孤石治理設(shè)計(jì)提供一定的參考。

2.孤石靜態(tài)爆破

（1）對(duì)于緩坡上的孤石，采用靜爆清除，結(jié)合就地加固的方式進(jìn)行處理。有條件時(shí)，將分解后的巖塊就近放置于邊坡溝谷、低洼處，邊坡較為平緩可修筑擋墻，將分解后的巖塊放置于擋墻后方。

（2）針對(duì)穩(wěn)定性差、較差或不適宜采取原地加固措施的危險(xiǎn)孤石以及小方量的危險(xiǎn)孤石通過風(fēng)鉆開孔、灌注膨脹劑等，對(duì)周邊環(huán)境影響小的靜態(tài)爆破措施對(duì)危險(xiǎn)孤石進(jìn)行分解，分解后形成的塊石搬移至平緩或低洼區(qū)域安全堆放。

孤石采取靜態(tài)爆破清除，擬爆破的孤石應(yīng)提前進(jìn)行布孔。采用風(fēng)鉆進(jìn)行鉆孔，風(fēng)鉆各排的間距約40cm，鉆孔孔徑為40mm，各孔之間的間距約45cm，鉆孔的深度按照設(shè)計(jì)破碎高度的約1.05倍考慮，鉆孔完成后，將粉末狀的膨脹劑采用適量的水進(jìn)行溶解成流動(dòng)的液體，然后注入提前鉆好的孔內(nèi)，膨脹劑按照1∶0.28水灰比進(jìn)行配置，一般裝膨脹劑后約8小時(shí)開始出現(xiàn)裂痕，之后裂痕會(huì)進(jìn)一步擴(kuò)大，24小時(shí)達(dá)到最大裂縫的80%左右，完全反應(yīng)結(jié)束約需72小時(shí)。

3.支擋加固措施（基座加固+靜態(tài)爆破）

對(duì)于斜坡面孤石埋置深度較淺，基座沖刷明顯或靜爆施工時(shí)容易失穩(wěn)的孤石，通過基礎(chǔ)加固以及錨固等工程措施對(duì)危險(xiǎn)孤石進(jìn)行加固，鋪設(shè)SNS主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)后，對(duì)孤石采取基座加固，仍無法滿足其穩(wěn)定性要求的，對(duì)孤石上部進(jìn)行靜爆破除，降低其重心，加固材料主要選用錨桿+鋼筋混凝土擋墻，砼支座與孤石之間空隙內(nèi)填充材料選用C30細(xì)石砼。

基座的加固采用鋼筋混凝土支擋，基座的斷面可根據(jù)孤石的形狀進(jìn)行確定，根據(jù)孤石的形態(tài)，在孤石下方呈圓弧狀托住孤石，高度1.50m（地面上算起），厚度為0.40m。擋墻內(nèi)側(cè)填充C30細(xì)石砼至孤石，支撐孤石。在基座上設(shè)置二排灌漿錨桿，將基座進(jìn)行錨固，根據(jù)場(chǎng)地巖土體地質(zhì)特征，灌漿錨桿按長(zhǎng)度12.00m，間距1.50m控制，孔徑130mm；或進(jìn)入中、微風(fēng)化基巖不少于4m。

當(dāng)基座基底為堅(jiān)實(shí)的中風(fēng)化花崗巖基巖，基礎(chǔ)座于整平的基巖面上；當(dāng)擋墻基底主要為殘積土或全、強(qiáng)風(fēng)化巖時(shí)，基礎(chǔ)埋深0.40m～1.00m。

4.大型孤石錨索加固措施

對(duì)于斜坡面體積較大—大的穩(wěn)定性差或較差的孤石部分埋置于風(fēng)化土層中，其巖體完整—較完整，其外力面較為平整，面積較大—大，通過基礎(chǔ)加固以及錨固、主動(dòng)防護(hù)網(wǎng)等工程措施對(duì)危險(xiǎn)孤石進(jìn)行加固，可直接在孤石上成孔后，施工錨索進(jìn)行加固，下部基礎(chǔ)加固材料主要選用錨桿+鋼筋混凝土擋墻，砼支座與孤石之間空隙內(nèi)填充材料選用C30細(xì)石砼。擋墻斷面呈矩形，根據(jù)現(xiàn)狀孤石的形態(tài)，在孤石下方呈圓弧狀托住孤石，高度3.00m（地面上算起），厚度為0.40m。擋墻內(nèi)側(cè)填充C30細(xì)石砼至孤石，支撐孤石，在基座上設(shè)置二排灌漿錨桿，將基座進(jìn)行錨固，根據(jù)場(chǎng)地巖土體地質(zhì)特征，灌漿錨桿按長(zhǎng)度16.00m控制，間距1.50m控制，或進(jìn)入中、微風(fēng)化基巖不小于4m。錨桿設(shè)置孔徑130mm，孔深比設(shè)計(jì)長(zhǎng)度深0.5m，水泥注漿強(qiáng)度M30。當(dāng)基座基底為堅(jiān)實(shí)的中風(fēng)化花崗巖基巖，基礎(chǔ)座于整平的基巖面上；當(dāng)擋墻基底主要為殘積土或全、強(qiáng)風(fēng)化巖時(shí)，基礎(chǔ)埋深 0.40m～1.00m。

另外根據(jù)孤石的體積大小，對(duì)孤石支護(hù)加固措施進(jìn)一步分為兩類。

（1）對(duì)30m3～50m3穩(wěn)定性差或較差的孤石，加固擋墻高度不少于1.50m（地面上算起），厚度為0.40m。錨索布置方式選擇：①當(dāng)孤石長(zhǎng)3m～4m時(shí)，高3m以下，橫向布置2根錨索。②當(dāng)孤石長(zhǎng)2m～3m時(shí)，高2.5m～4m時(shí)，上下布置2根錨索。③高度不高于3m，錨索按橫向布置，間距2.0×2.0m或錨桿上下排錯(cuò)開，呈品形布置。

錨索建議選用φ15.2的預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，錨索的長(zhǎng)度建議為16m～18m。

（2）50m3以上的穩(wěn)定性差或較差的孤石，加固擋墻高度不少于3.0m（地面上算起），厚度為0.40m。錨索布置方式選擇：錨索可按方格網(wǎng)或錨桿上下排錯(cuò)開，呈品形布置，間距2.0×2.0m。

錨索建議選用φ15.2的預(yù)應(yīng)力錨索進(jìn)行加固，錨索的長(zhǎng)度建議為22m～25m。

5.被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)攔擋措施

在孤石發(fā)育密集的人類活動(dòng)頻繁的區(qū)域，在坡腳設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，在大范圍內(nèi)對(duì)滾落的孤石進(jìn)行攔截，增加多一道防線以確保安全。根據(jù)山體地形，在孤石下坡向選取平緩地段開挖基槽并設(shè)置被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)，對(duì)可能滾落的孤石進(jìn)行攔截。

被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)建議選用RX-050型的落石攔截系統(tǒng)，被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的構(gòu)成主要采用鋼柱+支撐錨桿+錨繩+鋼柱基座+減壓環(huán)組成，鋼柱間采用鋼繩網(wǎng)進(jìn)行攔截較大孤石，小型孤石的攔截需加設(shè)鋼絲格柵，具體設(shè)計(jì)尺寸詳見上表。

6.結(jié)論

（1）山體不穩(wěn)定孤石的預(yù)防和治理設(shè)計(jì)應(yīng)實(shí)行動(dòng)態(tài)設(shè)計(jì)，對(duì)現(xiàn)場(chǎng)清表后，及時(shí)核對(duì)設(shè)計(jì)方案是否與現(xiàn)場(chǎng)孤石的形態(tài)及基底埋深是否一致。（2）采用SNS斜坡被動(dòng)防護(hù)系統(tǒng)設(shè)計(jì)前，建議采用進(jìn)行被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)攔擋能力驗(yàn)算，可采用rock fall軟件對(duì)孤石的滾動(dòng)模式和彈跳模式進(jìn)行模擬驗(yàn)算，復(fù)核彈跳高度和落石能量是否滿足被動(dòng)防護(hù)網(wǎng)的防護(hù)設(shè)計(jì)。（3）不穩(wěn)定孤石靜力爆破施工前，建議采取一定的主動(dòng)或被動(dòng)防護(hù)措施，防止靜力爆破松散的孤石產(chǎn)生次生災(zāi)害。

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