论山区道路危岩落石机理与防治技术

梁玉荣

山区道路两侧山体受多种因素影响，岩石坠落现象时有发生，轻则使公路和车辆遭到轻微毁坏，重则使道路中断，给交通运输带来重大损失;更有甚者，落石的巨大冲击能量严重威胁到人

民群众生命安全，其危害程度不亚于泥石流、滑坡等地质灾害。本文对山区道路落石的形成机制及防治的常用技术进行了论述，以期能针对不同的落石现象进行识别，选择不同的防治技术，做到早识别、早发现、早治理。

1 危岩落石的形成机制

危岩指高陡斜坡产生了拉裂、松动变形并随时可能发生破坏，向坡下运动的岩体;落石是个别危岩脱离母岩，向下坠落的现象。危岩落石形成具有影响因素复杂、形成规模不确定、发生时间难以预测，致灾随机性强的特征，它的形成机制受内在条件及外界诱发因素制约，主要有如下几点。

1.1 形成危岩落石灾害的内在条件

危岩落石形成的内在条件包括岩土类型、地质构造、地形地貌三个方面，统称为地质条件。1)不同的岩土类型使得落石灾害具有不同的物质条件，通常岩性坚硬的各类岩石及初具成岩性的石质黄土、结构密实的黄土等形成规模较大的落石，页岩、泥灰岩等互层岩石及松散土层等，往往以坠落和剥落为主。2)不同地质构造(如节理、裂隙、层面、断层等)对坡体的切割、分离，为落石的形成提供边界条件。山体中的裂隙越发育、越易产生落石，与坡体延伸方向近乎平行的陡倾角构造面，最容易产生落石。3)山区道路两侧不同的地形地貌如人工边坡、坡度大于45°的高陡边坡、孤立山嘴或凹形陡坡等均容易产生落石。

1.2 形成落石灾害的外界诱发因素

水是诱发落石的首要因素。融雪、暴雨和长时间的连续降雨，使地表水渗入坡体，软化岩土及其中软弱面，产生孔隙水压力等，从而诱发落石。其次是冻胀、昼夜温度变化、地震等也会诱发落石现象。另外，不合理的人类活动，如采掘矿产资源、道路工程削坡过陡、开挖山体，强烈的机械震动等改变坡体原始平衡状态的人类活动，都会诱发落石现象。

2 落石防治工程的设计原则

危岩落石的防治方法可分为清除、加固、拦截、遮挡四大类别。

当道路两侧山体可能发生的危岩落石体积数量不大，且母岩的破裂程度不严重时，则以全部清除为宜;但由于清除技术对山体进行了扰动，应谨慎采用。加固类技术的防治理念在于通过支撑、锚固、注浆等技术措施，增强危岩的稳定性，阻止其发生崩落，而不至于致灾;用于勘察确定的、不宜或难于消除的大型危岩体治理。拦截遮挡的防治理念在于对存在线状危岩带的道路两侧，假设危岩落石现象形成，通过拦截阻挡等防护技术措施，阻止落石到达道路范围，全面有效保护行人车辆不受侵害;拦截遮挡措施适用于可能发生的漏勘漏治的规模不大，频繁发生的中小型落石，通常作为加固技术的辅助措施。

四类防治措施各有优缺点，对于具体的危岩落石防治工程，可以采用不同技术结合使用，起到理想的防治效果。

3 落石防治技术体系

3.1 清除

清除分为一般清除和刷坡削坡。1)一般清除可采用人工、机械、爆破三种方式。在一定条件下，它是最为经济的措施，但难以实现彻底清除，且随着风化或侵蚀过程的继续，必将产生新的危石，应谨慎采用。2)刷坡削坡是在危岩孤石突出的山嘴以及坡体风化破碎的地段，采用刷坡、削坡技术放缓边坡，以减小斜坡体的重量，使斜坡坡度达到理想的稳定坡度。但削坡不宜在岩体破碎强烈，开挖影响较大的岩体上进行。

3.2 加固

加固是通过进行锚固、护坡、护墙、支撑、嵌补、喷射混凝土、柔性主动防护网、勾缝、注浆与排水等，以及各种技术措施综合利用来实现危岩体的主动防护治理。

1)锚固。它是利用锚索、锚杆对有失稳可能的危岩体进行锚固，通过锚固力提供抵抗危岩体下滑力或倾覆力矩，保证危岩体的稳定。它的优点是结构简单，不明显改变环境，缺点是要完全查清坡面危石很难，且在采用锚固措施时，必须在危石上进行大量的钻孔锚固作业，对母岩造成大的扰动，施工风险大。2)护坡、护墙。适用于易风化剥落的边坡，用以封闭边坡。边坡陡者用护墙，边坡缓者用护坡;对易风化的软弱岩层，可用沥青、砂浆或浆砌片石护面。护坡、护墙的缺点是破坏了植被生长条件，对坡面条件要求高，因结构抗力低，存在自身稳定性问题。3)支撑。它是以石砌、水泥混凝土、钢筋混凝土或钢轨等修建人工支撑体来提高危岩稳定性的一种防治技术，有墙式、柱式、拱式等不同类型;适用于位置确定、有支撑条件的较大岩腔，要求支撑体自身及基础稳固，它的优点是不会对母岩造成大的扰动。4)嵌补。它是对外悬或坡面凹形的较小岩腔采用浆砌片石、混凝土或水泥砂浆填筑，以提高危石稳定性。嵌补结构要求具有稳定的基础，且必须与坡面紧密结合;它的缺点是要修筑基础，环境破坏性较大。5)喷射混凝土。该方法本身能通过添加纤维来提高强度和韧性，并常与锚杆、钢筋网或钢丝格栅结合使用，通常把它当作钢筋混凝土结构，具有很高的承载能力。喷射混凝土对坡面有封闭作用，非常好地隔绝了地表水下渗，提高了边坡的稳定性。优点是技术成熟，机械化程度高，施工速度快，对地形适应能力强，也比较经济。缺点是毁灭坡面既有植被及其生长发育条件，对环境和自然景观具有破坏性。6)柔性主动防护网。它是用锚杆、支撑绳固定方式将钢丝绳网和钢丝网覆盖包裹在所需防护斜坡或岩石上，以加固或围护危岩或落石的一种新的主动防护系统。它的特点是施工快捷、构件标准化、环境影响小，适用于小型、浅表层危岩体的防治。7)勾缝、注浆与排水。鉴于水是产生落石的重要因素，为提高边坡的稳定性，对坡体中的裂隙、缝，可采用水泥砂浆、细石混凝土勾缝、注浆等进行封闭，以防止灾害进一步发展;特别是对侵蚀作用比较敏感的边坡，可设排水工程以拦截疏导斜坡地表水和地下水，通常作为辅助措施予以考虑。

3.3 拦截

对于仅在雨后才有坠石、剥落地段，可在坡脚或半坡上设置拦截构筑物，包括传统的刚性系统(如落石槽、拦石墙、落石平台等)，半刚性拦石墙、柔性被动拦石网等。

1)落石槽。落石槽是在坡脚留置或设置具有一定宽度和深度的沟槽来承接落石，它的设置要保证落石不致直接落到公路范围。优点是就地取材，施工简单;缺点是占地面积大，不经济，且会带来较大的环境破坏。2)落石平台。当被防治的公路路基距有危岩落石隐患的山坡坡脚有适当距离，且路基高程与坡脚下平缓地带高程相差不大(不超过2 m～2.5 m)时，宜修筑落石平台。3)拦石墙。修建于落石路径上(坡脚或坡面上)的拦挡结构，需要有稳定而庞大的基础，由浆砌片石或浇筑混凝土构成。缺点是抗冲击效果较差，受经济、场地条件和结构自身稳定性等因素限制，对场地条件要求较高。4)柔性被动防护网。防护网由钢丝绳网或环形网(需拦截小块落石时附加一层铁丝格栅)、固定系统(锚杆、拦锚绳、基座和支撑绳)、减压环和钢柱四个主要部分构成;系统的柔性和拦截强度足以吸收和分散传递预计的落石冲击动能，消能环的设计和采用使系统的抗冲击能力得到进一步提高。与刚性拦截和砌浆挡墙相比较，改变了原有施工工艺，使工期和资金得到减少，把飞石拦截在公路之外，避开灾害对公路设施的毁坏。

3.4 遮挡

采用明洞(类似于隧道内衬的封闭式结构)或棚洞(封闭或半封闭的悬臂式结构)措施，将落石路径隔离在路面以外，通常由混凝土或浆砌石构成，并可在洞顶铺填砂土和砾石缓冲混合料，以防止落石对结构的破坏。优点是防落石效果好，不需要做任何维护，安全性和安全感均很高;缺点是造价高，常用于中、小型落石防治。

4 结语

山区道路两侧危岩落石灾害影响因素复杂，发生难以预测，在公路新建时，应加强工程地质工作，对危岩落石地段，应采取绕避或必要的处治措施，防患于未然。对于运营中的公路，要加强日常检查巡视，尤其做好季节性检查与治理，以预防为主，治早治小，一次根治，不留后患，针对具体的灾害成因及特点，及时采取措施，确保公路安全运营。

［1］ 曾 廉.崩塌与防治［M］.成都:西南交通大学出版社，1990:23-50.

［2］ 胡厚田.崩塌与落石［M］.北京:中国铁道出版社，1989:78-105.

［3］ 叶四桥，陈洪凯，唐红梅.危岩落石防治技术体系及其特点［J］.公路，2010，7(18):80-84.