浅谈山体崩塌特征、危害及治理的必要性——以西场村崩塌为例

范余敏 付永光 宋睿智

河南有色岩土工程公司

浅谈山体崩塌特征、危害及治理的必要性
——以西场村崩塌为例

范余敏 付永光 宋睿智

河南有色岩土工程公司

西场村崩塌发生于2010年8月5日夜间，崩塌体位于林州市石板岩乡桃花洞西场村的西北山体的半山腰部位，崩塌山体岩性为石灰岩，坡脚高程1000m左右，崩塌危岩顶面高程约1200m，坠落高差约200m。山坡总体坡度75°～85°，山前斜坡坡角45°～50°，坡长100m左右，山体坡脚处有树林、农田、旅游公路和居民点，属小型岩质崩塌。崩落的块石一部分堆积于坡面，另一部分崩落于河谷和农田中。目前，山体上还分布着较多未崩落的危岩和斜坡上崩落的浮石约4500m3，崩塌危岩高度约80m，最大宽度约25m，最大厚度约12m，呈倒锥形态，母岩为寒武系灰岩，崩塌体积约4500m3，崩落最大水平距离约130m，最大块度 3m×3m×3m。本次产生崩塌的山体在1990年曾对山体危岩进行过爆破清理，但危岩未脱离母岩坠落，所以，当年的爆破清危与本次山体崩塌有着直接的关系。

山体崩塌；特征；危害；治理

1 山体崩塌造成的危害

本次山体崩塌损坏小型汽车1辆，损毁农田8亩、旅游水泥道路350m、树木5000余株，威胁通信基站2座、电力设备1台套，对坡脚下西场村9户42人、房屋83间构成威胁，此外还威胁来此旅游人员的生命安全，严重影响了当地村民的正常生产、生活秩序和旅游业的发展。根据《滑坡防治工程调查规范》，综合判定该危岩地质灾规模小型，场地为复杂场地，危害等级为三级。

2 山体崩塌成因机制分析

2.1 影响因素

（1）地形地貌

调查区为构造侵蚀地貌，斜坡坡度较陡，山体平均坡度75°～85°，局部地段甚至陡立，山体切割较深，相对高差约350m，临空条件好。高陡的地形地貌为危岩的形成和崩塌的发生提供了物质来源和空间条件。

（2）地层岩性

区内出露地层主要为寒武系灰岩，局部有厚度在50cm内的泥质页岩与薄层灰岩互层的软弱层带，抗风化能力弱，岩体节理裂隙发育，岩层产状近于水平，山体岩石竖向裂隙发育，与岩石层面形成的结构面切割岩石呈块状，在风化作用和热胀冷缩的外力作用下，岩体结构不断遭受破坏，最终重力克服岩石的内聚力而产生崩塌破坏。

（3）地质构造

调查区位于太行大峡谷内，区域上有一条断层从沟谷通过，也对两侧岩体产生了不利影响，使岩体节理裂隙发育程度增强，客观上降低了岩体的抗风化强度，加速了岩体的风化分解。

（4）日照与温差

调查区属暖温带半湿润大陆性季风气候，因受当地特殊的地形在貌影响，构成了独特的山区气候特征。四季分明，光照充足，具有春暖、夏热、秋凉、冬寒的气候特点。

该区昼夜温差较大，气候较为干燥，客观上热胀冷缩对岩体的结构产生了明显的破坏，加速了岩体风化裂隙的形成和延展，使岩体因差异性风化而分割成块状，不断产生的结构面降低了岩体的稳定性。

（5）风化作用

调查区地层以灰岩、页岩为主，崩塌山体主体为灰岩，由于所处的地理位置的特殊性，岩体遭受较强烈的风化作用降低了岩体抗风化能力，风化作用加速了危岩体裂隙的发展，结构面强度降低，促进了岩体稳定性的进一步降低，在一定条件下就会形成崩塌或滑坡。

（6）人类活动

特别是1990年的爆破清危，在爆破力的作用下，使原有的裂隙延长、开启度扩张，并在岩体较软弱部位形成新的震动张裂隙，加剧了岩体结构的破坏，使其完整性进一步降低，缩短了产生崩塌形成的过程，为崩塌的产生起到了助推作用。

综上所述，在各种不利影响因素达到一定程度，岩体崩塌就成为必然。

2.2 变形破坏机制

西场村崩塌危岩区内山体因地形高陡、强烈的日照温差、风化地质作用和人类活动等因素的共同影响，岩体竖向裂隙（风化卸荷）发育，所形成的危岩块体点多、面广。本次着重对危岩区山体的陡崖、陡坡段的岩性、结构面特征、斜坡形态以及对“8·5”崩塌形成的条件、特点的进行类比分析。

根据调查结果，自然状态下危岩区中处于欠稳定状态的危岩4处，另外在桃花洞村斜坡危石2处。危岩体都为破碎状态的灰岩，受风化作用、风化卸荷作用及人类破坏活动的影响，岩体结构面发育，危岩体均处于山体中上部，岩层裂缝呈断续状延伸，一般长度3m～5m，裂缝宽2cm～50cm，呈开放状态，无充填胶结，人类的破坏活动加剧了岩体结构的破坏，故在不利工况下危岩会再次产生崩落失稳。

3 山体崩塌治理的必要性与紧迫性

根据现场调查，“8·5”崩塌后山体仍不断有零星小石坠落，现状条件下该处山体上残留的危岩体大都处于欠稳定～不稳定状态，在各种不利因素作用下，危岩体稳定性逐渐降低，其发生崩塌破坏的可能性大。一旦发生崩塌破坏，不仅对坡脚下西场村9户83间房屋42人的生命财产安全构成威胁，还会对来此旅游的人员生命构成威胁，对坡下农田、林木、旅游道路造成损毁，必将造成不良社会影响，限制当地经济社会的发展和建设。

通过地质灾害的治理有利于当地社会的稳定，可避免造成进一步的损失，使居民安居乐业、社会稳定和促进当地旅游业的进一步发展。因此，对该危岩进行治理是必要的，其紧迫性为一般。

治理崩塌等地质灾害的技术是比较成熟的，每年全国各地都有多例，在防治地质灾害方面积累了大量的宝贵的经验，取得了较多防治危岩体、滑坡及类似地质灾害的成功经验。

西场村崩塌危岩体为坠落式-滚动式小型崩塌，防治该类地质灾害——采用清危、主动防护及被动防护在技术上并没有多大难度，完全能够通过采取被动防工程手段进行防治。

4 不同方案的治理工程分项设计

4.1 方案一（清危+拦石墙+栅格防护网+被动防护网方案）

首先进行清危、整理山前斜坡，之后在崩塌山体的斜坡地带中上部，架设一道栅格（刚性）被动防护网，在斜坡陡坎沿公路修筑钢筋混凝土拦石墙，再在栅格（刚性）被动防护网与拦石墙之间架设一道柔性被动防护网。

（1）清危：对正对村庄处陡崖段附着于斜坡上的危岩进行全面清除，防止危岩崩塌掉块，其清方量估计1000m3。

清除危岩时：

A.杜绝在清除危岩过程中诱发危岩崩落灾害，造成对其前方居民及建筑物的毁损；

B.清除危岩应以人工清除为主，根据情况可采用膨胀剂进行胀裂分解清理，禁止使用炸药爆破，清除时尽量减少由于人工松动危岩而造成危岩体的整体崩落、弹跳、冲击；

（2）柔性被动防护网

被动防护系统主要用于拦截落石，因此通常也称为“拦石网”，有时也用以拦截泥石流、雪崩等。被动防护系统的拦截能力用其所能承受的冲击动能指标（能级）来表示。根据本项目的情况，在坡体中下部居民点上方设置RXI-150柔性被动网防护系统，根据计算的块石能量为1301.97KJ和最大弹跳高度为6.15m，选用4m高被动网防护，网型选用RXI-150型柔性被动防护系统，抗冲击的能量为1500kJ，防护长度为90m。统计共需被动网360m2。

4.2 方案二（清危+主动防护网+锚杆方案）

（1）清危：对正对村庄处陡崖段附着于斜坡上的危岩进行全面清除，防止危岩崩塌掉块，其清方量估计1000m3。

清除危岩时：

A.杜绝在清除危岩过程中诱发危岩崩落灾害，造成对其前方居民及建筑物的毁损；

B.清除危岩应以人工清除为主，根据情况采用粉碎性定向爆破，人工清除时尽量减少由于人工松动危岩而造成危岩体的整体崩落、弹跳、冲击；

（2）主动防护网

危岩体处于欠稳定状态，进行SNS主动拦石网工程措施固定上部危岩体，设计采用GPS2型，产品编号DO/08/300主动防护系统，该防护系统由钢丝绳网+钢丝栅格[或边沿（上沿）锚固（钢索锚杆2m～4m 距4.5m）+纵横向支撑绳（2～φ16）+钢丝绳网（RN 08/300/4*4m2）+缝合绳（φ8）+WN/2.2/50铁丝栅格+系统锚固组成，系统防护面积1500m2。

（3）锚杆

根据各危岩带（体）实际情况，锚杆分别选用ф32HRB335钢筋或ф28HRB335钢筋、全长粘结型压力注浆锚杆，经检算岩体破裂角约65°，设计锚杆长度根据各危岩带（体）为5m、6m、8m或10m，其中锚杆锚固段长一般3m～5m，锚固段长度根据各危岩带（体）锚固段计算结果确定。

垫墩尺寸为60cm×60cm×25cm，采用C25钢筋混凝土结构。锚孔钻孔直径为110mm，钻孔角度为-15°～-25°，孔内注浆采用水灰比为0.45:1～0.50:1、灰砂比为1.0:1～1.2:1（重量比）的水泥砂浆、砂浆强度采用M30、全孔注浆。

10.3969/j.issn.1001-8972.2012.16.001