云蒙山风景区崩塌地质灾害勘查及防治方法探讨

刘 伍，郑小体，田志君，徐林山，金珊珊，刘延鹏

（北京市地质工程设计研究院，北京 100050）

云蒙山风景区崩塌地质灾害勘查及防治方法探讨

刘 伍，郑小体，田志君，徐林山，金珊珊，刘延鹏

（北京市地质工程设计研究院，北京 100050）

山谷型风景区内的地质灾害治理难度较大，主要是为了最大程度地保护风景区的自然景观与自然资源，其次是由于景区内往往没有宽大的混凝土主路，仅有崎岖小路，治理工作所需的材料及设备运输全靠人工完成，无法采用大型机械设备进行施工，因此，最终的治理方法受到很大限制。根据2015年在云蒙山风景区（南段）开展的地质灾害调查及治理设计工作成果，本文重点介绍危岩体（带）的地质灾害特征及治理措施，并对山谷型自然风景区内的危岩体（带）地质灾害治理措施的合理选择进行探讨。

云蒙山风景区；危岩体（带）崩塌地质灾害；勘查与治理设计；探讨

0 引言

云蒙山自然风景区位于北京市怀柔区与密云区交界处，总面积约300km2，景区（南段）崩塌地质灾害勘查与治理设计工作涉及4个景区13个灾害点。

1 岩浆杂岩体基本特征

云蒙山岩浆杂岩体在成因上非常特殊，明显不同于一般的侵入型花岗岩成因，它的最大特点是既具有强烈的构造变形特征，又具有较深的变质特征，由此造就了云蒙山岩浆杂岩体分布区的独特地形地貌及奇特的自然景观，同时，也埋下了不少地质灾害隐患。根据姬广义等（2004）研究成果，概要如下：①云蒙山岩浆杂岩体由十余个侵入体组成；②岩浆杂岩体中的各侵入体均具有变形变质特征，具有轻微的片麻理构造；③云蒙山杂岩体岩浆侵位发生在燕山中期，侵位后曾经历麻粒岩相区域变质作用，在燕山晚期随变质核杂岩下盘的抬升又经历了角闪岩相退变质作用；④云蒙山杂岩体主要岩石类型为片麻状二长花岗岩，个别侵入体为花岗闪长岩。云蒙山风景区完全处于云蒙山岩浆杂岩体内。

2 崩塌地质灾害特征

云蒙山杂岩体的岩石类型主要为花岗质岩石，其抗风化能力较强，但云蒙山岩体因经过多次构造运动，节理裂隙极为发育，普遍发育3组大型密集节理，在不同部位，其产状、规模及组合型形式明显不同，由于这3组节理的存在，使云蒙山岩体分布区广泛发育崩塌地质灾害（王亚军等，2009），在本次地质灾害勘查过程中，发现除危岩崩塌灾害外，多处存在由较厚松散坡积物碎石土构成的不稳定斜坡灾害（汪明春，2010）。本次的崩塌地质灾害主要是危岩体（带），崩塌类型主要有滑移式、坠落式及倾倒式，危岩体规模一般较小，多属小型，仅有2处为中型，碎石土不稳定斜坡规模较小（图1）。

图1 地质灾害勘查治理点分布简图Fig. 1 Distribution diagram about geological disasters investigation and treatment point

3 地质灾害治理方法

在山谷型风景区，地质灾害治理方法明显不同于非景区，主要是为了最大程度地保护风景区的自然景观与自然资源，其次是考虑到景区内没有宽大的混凝土主路，仅有崎岖小路，治理工作所需的材料及设备运输全靠人工完成，无法采用大型机械设备进行施工，并且13个灾害点分布位置距景区出口较远，达1～4km，因此，地质灾害治理方法受到极大限制。经过与景区经营单位及上级主管单位沟通，本次最终选择的主要治理措施如下：①对危岩带采用挂主动防护网（汪敏等，2011）；②在危岩带下方适当位置布设柔性被动防护网（赵世春等，2013）；③在危岩带下方适当位置布设落石槽（或挡墙）；④对危岩体下部（下方）的岩腔采用嵌补及基座加固；⑤对危岩体的坡脚进行挡墙防护；⑥对危岩体（带）下方的景区小路进行封闭、改道，并修筑新小路、穿越沟谷的简易桥涵；⑦对景区内已有建筑附近下方的破碎岩质陡壁采用钢筋混凝土格构加固（程江涛等，2007），以保护基础边坡的稳定；⑧对景区小路相邻的较厚松散坡积物碎石土不稳定斜坡采用挡墙防护；⑨对景区小路相邻的松散坡积物陡立不稳定斜坡进行消坡及在坡脚设置石笼网挡墙；⑩对个别危岩体进行单独锚固（表1）。

下面以工作区内的危岩体（带）地质灾害的治理方法为例，并重点介绍坠落式、滑移式、倾倒式崩塌危岩体（危岩带）的治理。

3.1 坠落式崩塌危岩体

（1）概况

飞云瀑景点西侧岩壁存在一崩塌岩腔，岩腔长约26m，最大净空高度约5.5m，最大进深约3m，岩腔体积约255m3；岩腔上方为直立陡壁岩体，陡壁岩体节理裂隙极为发育，将其确定为危岩体（WY-1），此危岩体长约26m，高约10m，危岩体体积约690m3；在此危岩体陡壁坡脚下已存在大量崩塌堆积岩块，体积约550m3；本灾害点附近岩质山坡岩石为微风化片麻状二长花岗岩（图2）。

表1 灾害点勘查评价及治理方法汇总表Tab. 1 The summary formation about geological disast -ers investigation and evaluation and treatment method

图2 飞云瀑灾害点：坠落式崩塌危岩体a.全貌图；b.近观图Fig. 2 Geological hazard point of the Fei Yun waterfall: falling type collapse dangerous rockmass a.overall view; b.a closer look at a fgure

（2）稳定性评价结果

本危岩体的滑动破坏形式为坠落式崩塌，采用坠落式危岩稳定性计算模型进行计算，判定结果如下：危岩体在自然状态下，欠稳定；在暴雨状态下，欠稳定；在地震状态下，不稳定（表2）。

表2 危岩体稳定系数及稳定性评价结果Tab. 2 Results about dangerous rockmass stability coeffcient and stability evaluation

（3）危岩体崩落运动计算结果

将危岩落石理想化为直径2m的球体，采用Rockfall软件对崩塌落石运动进行计算，计算结果显示，危岩崩落水平距离达15m，已覆盖附近景区小路。

（4）治理方法

案例1中教师的操作有两个问题：第一，实验的目的是验证水的热胀冷缩。试管里应该装满水，但教师用于实验的试管却有约20%空气，而空气的热胀冷缩现象比水更加明显。实验观测到的结果究竟是“水的热胀冷缩”，还是“空气的热胀冷缩”导致的呢？这影响了实验的准确性。第二，违反操作规程。在实验过程中教师擅自取开气球皮，人为改变实验进程。这不利于培养学生正确的实验观和实验操作方法。

本灾害点与飞云瀑景观直接相邻，为了不破坏景观，治理措施以避让为主。即，清除崩塌堆积区岩块；在飞云瀑景点附近设置防护栏，禁止游人靠近危岩体岩壁；在危岩体陡壁影响区范围内的景区小路内侧附近设置落石槽及挡墙，防止危岩体崩塌岩块滚落冲击至附近景区小路、碰伤游人（图3、图4）。

图3 坠落式崩塌危岩体治理工程剖面图Fig. 3 Section of treatment engineering for falling type collapse dangerous rockmass

图4 坠落式崩塌危岩体治理：落石槽及拦石墙大样图Fig. 4 Treatment engineering for falling type collapse dangerous rockmass: detail drawing of stone-falling groove and retaining wall of rockfall

3.2 滑移式崩塌危岩体

（1）概况

本灾害点为一岩质坡体，近于直立，中段坡面上部反倾，坡面高度22～33m，坡面岩体节理裂隙极为发育，坡面岩体破碎，局部有松动岩块及凌空岩块，形成危岩带，危岩带分布长度约60m，危岩带高度13～28m，沿坡面面积约1500m2，危岩带内存在3个危岩体（WY-1、WY-2、WY-3），危岩体（WY-1）位于反倾区南段，属滑移式崩塌，体积约350m3；危岩体（WY-2）位于WY-1下方，属坠落式崩塌，体积约23.4m3；危岩体（WY-3）位于反倾区北段，属滑移式崩塌，体积约214m3；3个危岩体总体积为587.4m3；本灾害点附近岩质山坡的岩石为微风化片麻状二长花岗岩。

本灾害点岩质陡壁坡脚处为景区小路（无其它主路），小路距坡脚0～5m，小路外侧附近为景区主沟谷河道，附近谷底宽度15～20m，谷底常年流水，平常水量不大，但在特大暴雨时，洪水水位会淹没现有小路（图5）。

图5 不倒翁灾害点：滑移式崩塌危岩体c.全貌图；d.危岩体近观图Fig. 5 Geological hazard point for the Bu Dao Wong: slip type collapse dangerous rockmass c. overall view, d. closer view of the dangerous rockmass

（2）稳定性评价结果

对危岩体（WY-1）、（WY-3）采用滑移式崩塌危岩稳定性计算模型进行计算，对危岩体（WY-2）采用坠落式崩塌危岩稳定性计算模型进行计算，判定结果见表3。

表3 危岩体稳定系数及稳定性评价结果Tab. 3 Results for dangerous rockmass stability coeffcient and stability evaluation

（3）治理方法

先对岩质陡壁坡面反倾部位进行消坡、清除危岩体（WY-1、WY-2、WY-3），并清除坡面松动岩块，然后采用主动柔性防护网进行坡面加固（图6）。

图6 滑移式崩塌危岩体治理工程剖面图Fig. 6 Section of treatment engineering for sliding type collapse dangerous rockmass

3.3 倾倒式崩塌危岩体

（1）概况

本灾害点位于独秀峰景点处，该景点核心体为为一松散岩柱。此岩柱北侧、东侧、西侧坡面陡立，岩柱（危岩体WY-1）沿坡面水平宽度约6m，向山体内进深厚度约5m，体积约336m3，外倾节理极为发育，与侧向陡立节理组合后，将岩体切割成多个柱体，各柱体之间形成上宽下窄的"V形缝"，缝宽一般为10～50mm，其中最大缝宽达1.2m，在垂向上多数缝隙已由岩柱顶向下贯穿至岩柱底部。在危岩体根部附近的巨大缝隙已发展成2个岩腔洞穴，洞穴最高约1.5m，最宽约1m，进深约2m。根据现场量测计算，裂缝及洞穴总体积约占整个岩柱体的10%～15%，在危岩体的中下部，裂缝及洞穴的总体积约占中下部岩柱体的20%～30%。本灾害点及附近岩石均为微风化片麻状二长花岗岩。

景区小路从危岩体（WY-1）脚下经过，危岩体对过往游人构成极大威胁（图7）。

图7 独秀峰灾害点：倾倒式崩塌危岩体Fig. 7 Geological hazard point for the Du Xiu Feng: toppling type collapse dangerous rockmass

（2）稳定性评价结果

本危岩体的滑动破坏形式为倾倒式崩塌，采用倾倒式崩塌危岩稳定性计算模型进行计算，判定结果见表4。

表4 危岩体稳定系数及稳定性评价结果Tab. 4 Results table for dangerous rockmass stabilitycoeffcient and stability evaluation

（3）治理方法

该松散岩柱既是危岩体，同时也是本景区景点，称为“独秀峰”，为了不破坏该景观，采取以避让为主的治理措施。具体措施为：①对危岩体岩壁下方的景区小路进行封闭，将原小路从危岩体西侧附近改移向北，与景区现有混凝土主路相接；②在危岩体北侧附近设置坡脚防护挡墙，防止本景区主沟内的暴雨洪流冲刷侵蚀本危岩体根部（图8、图9）。

图8 倾倒式崩塌危岩体治理：改建道路平面图Fig. 8 Treatment engineering for toppling type collapse dangerous rockmass: plan of the path rebuilt

4 治理措施探讨

（1）处于山谷型自然风景区的危岩体（带），其治理方法受到极大限制，其一是为了最大程度的保护景观及景区的自然环境，其次是因为景区内往往无宽大混凝土主路，基本是窄小自然小路，无法采用车辆运输材料及大型设备，仅靠人工运输，成本将数倍增加。因此，治理方法应以避让为主、防治结合的方法，工程选择应以轻型为主，加大景区的灾害管理意识、宣传力度，加大景区内的日常安全巡视工作，采取综合治理措施。

图9 倾倒式崩塌危岩体治理：坡脚防护挡墙剖面图Fig. 9 Treatment engineering for toppling type collapse dangerous rockmass: section of retaining wall for slope toe

（2）个别灾害点的治理难度很大，不仅场地条件很差，而且仅从点上治理并不能解决根本问题，因此，需要系统治理（但成本会很高），甚至需要景区对局部地段进行重新规划。

[1]姬广义，汪洋，孙永华.北京云蒙山岩浆杂岩体的岩石学和构造变形特征[J].北京地质，2004，16(3)：1～11.

[2]王亚军，王亚民，朱宏斌.河北省平山县大柳树村崩塌地质灾害治理设计[J].中国地质灾害与防治学报，2009，20(4)：7～12.

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[4]程江涛，晏鄂川，刘莉.格构锚杆组合加固技术在高边坡治理中的应用[J].三峡大学学报（自然科学版），2007，29(3)：230～233.

[5]汪敏，石少卿，阳友奎.边坡主动防护系统加固力简化计算方法研究[J].公路交通科技，2011，28(5)：12～17.

[6]赵世春，余志祥，韦韬，等.被动柔性防护网受力机理试验研究与数值计算[J].土木工程学报，2013，46(5)：122～128.

Discussion about Investigation and Treatment Method of Rockfall Geological Disaster in the Yunmeng Mountain Scenic Spot

LIU Wu, ZHENG Xiaoti, TIAN Zhijun, XU Linshan, JIN Shanshan, LIU Yanpeng
(Beijing Geological Engineering Design Institute, Beijing 100050)

The geological disaster treatment is so diffcult in natural valley type scenic spot: The frst reason is to protect the natural landscape and natural resources of the scenic spot as possible; The second reason is few wide concrete road (only a rugged path)to the scenic spot. As a result, the materials and equipments are transported into de scenic spot only by artifcial overall. Therefore, the ultimate treatment approach is limited by lots of factors. According to the working achievement about rockfall geological disaster investigation and treatment design in the Yunmeng Mountain Scenic Spot（southern section）in 2015, this paper mainly introduces the characteristics of geological disaster and treatment measures for the dangerous rockmass (belt), and discusses the appropriate selection of treatment measures for dangerous rockmass (belt) about natural valley type scenic spot.

Underground space exploitation and utilization; Geological environment; Constraints; Ningbo

P642.23

A

1007-1903（2016）04-0044-06

10.3969/j.issn.1007-1903.2016.04.008

基金课题：旅游景区地质灾害治理工程勘查设计项目（怀柔区）

刘伍（1965- ），男，高工，主要从事岩土工程勘察、设计及地灾治理工作。E-mail：liuwu1832＠163.com