环江县明伦镇中心小学危岩崩塌稳定性分析及治理措施

曾 齐

（广西壮族自治区三一〇核地质大队，广西桂林541213）

1 工程概况

危岩区地貌属溶蚀峰丛洼地谷地地貌，山峰峰顶标高880.50m，坡脚标高约629.00m，山体中上部坡度较陡，坡面为坎坡或陡崖，坡度一般61°～79°，山体下部坡脚坡度较缓，坡面为缓斜坡，坡度一般15°～23°。

本文针对环江县明伦镇中心小学东侧山体中上部发育的2处危岩体（WY1、WY2）的形态特征、岩体结构和变形特征进行研究，危岩体受岩性、结构面、微地貌控制，其基本特征分述如下：

WY1 危岩体：分布高程840.0～849.0m，呈不规则状，高约9.0m，宽约7.0m，厚约3.0m，总体积约189.0m3。失稳方式为倾倒式，主崩方向260°，落差约208.5m。

WY2 危岩体：分布高程782.5～794.5m，呈不规则状，高约12.0m，宽约8.0，厚约2.5m，总体积约240.0m3。失稳方式为倾倒式，主崩方向275°，落差约151.0m。

2 工程地质条件

环江县属亚热带季风气候，气候温和，雨水充沛，年平均气温21.1℃，多年年均降水量1550.0mm。危岩区出露地层有第四系残积粘土（Q4el），下伏基岩为石炭系中统黄龙组（C2h)灰岩。其中粘土主要分布于山体下部斜坡，褐黄色，硬塑状，土质较细腻均一，厚度0.50～3.00m。灰岩为浅灰色，中厚层状，隐晶质结构，主要矿物成份为方解石，力学强度较高，坚硬，构造裂隙、节理裂隙较发育，岩体较破碎，完整性较差，岩层产状187°∠20°。

危岩区地下水类型为纯碳酸盐岩裂隙溶洞水，赋存于溶洞、裂隙及溶隙之中，水量丰富，属HCO3-Ca或HCO3-Ca·Mg型低矿化度淡水，该层地下水低于危岩所处标高，对危岩区危岩体的稳定性无影响，但大气降水对危岩的影响大。危岩区范围内历史上地震活动强度不高，频度也较低，历史上无破坏性地震记录。危岩区未见活动性断裂构造通过。

3 危岩稳定性分析

结合危岩所处的环境、影响因素及变形机制，将危岩稳定性计算划分为两种工况：天然工况（工况Ⅰ），考虑自重；暴雨工况（工况Ⅲ），考虑自重+裂隙水压力。危岩稳定性状态按《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2018）划分，见表1。

表1 危岩稳定性状态划分表

WY1、WY2危岩体失稳模式为倾倒式。倾倒式危 岩发生于被裂隙贯通后与母岩分离的危岩体中，暴雨是其主要诱发因素，其稳定性由后缘岩体抗拉强度控制，按下式计算：

式中：F——危岩稳定系数；

H——后缘裂隙上端到未贯通段的垂直距离，m；

W——危岩体自重，kN/m；

flk——危岩体抗拉强度标准值，kPa，根据岩石抗拉强度标准值乘以0.4的折减系数确定，设计取960kPa；

h——后缘裂隙深度，m；

hw——后缘裂隙充水高度，m，暴雨时取0.3～0.5h（根据裂隙发育情况而定）；

V——裂隙水压力，kN/m，V=0.5γwhw2；

β——后缘裂隙倾角，(°)；

a——危岩体重心到倾覆点的水平距离，m；

b——后缘裂隙未贯通段下端到倾覆点之间的水平距离，m；

h0——危岩体重心到倾覆点的垂直距离，m。

根据以上公式计算结果见表2。

表2 危岩体稳定性计算结果

环江县明伦镇中心小学山体危岩体位于后山陡崖、陡坡上，岩性为岩性硬脆的灰岩，受当地气候温暖潮湿，雨量较充沛，植被根系发达，根劈作用强，溶蚀风化、剥蚀等作用影响，加上构造作用加剧影响。陡崖、陡坡凸出的岩体，裂隙发育，且被切割成块体，裂隙受上述影响，不断发展，变宽、变深，直至贯穿，后缘脱离，前缘被挤碎变形，最终失稳，发生岩体崩塌。根据以上公式计算结果，WY1、WY2 在天然状态下处于基本稳定状态，在暴雨状态下处于欠稳定状态。如危岩体长期处在振动、风化、强降雨、地表水冲刷掏蚀及植物根劈等不利因素作用下极可能发生崩塌，且崩塌具突然性和不可预测性，对其采用合理可行的治理是非常必要和紧迫的。

4 危岩治理措施

在危岩体的野外调查的基础上，综合地质因素、危岩体特点及施工条件具体情况，以及安全、可行、经济及治理效果方面等因素进行分析，提出危岩的综合治理方案为：对WY1、WY2危岩体采用静态爆破清除，同时在坡脚斜坡上布设被动防护网。

静态爆破工程：主要施工工序为：设置安全栏护措施→搭设施工平台→布设锚杆钢丝绳网临时防护→危岩体钻孔→安装爆破药物（静态爆破剂）→爆破→清理小块危岩体→爆破工序→爆破完成→场地破碎岩块集中运出→验收→拆施工平台、清理场地、退场。

被动防护网设计：被动防护网布设在坡脚相对较为平缓的斜坡上，被动防护网类型采用F-RIX-200型柔性网，根据危岩崩塌特征，预测危岩经崩塌、平抛及解体后沿主崩方向两侧25°～40°扇形区堆积，确定设置总长度780m，防护网网高为4.0m。防护网型号为R16/3/300，柱距为10.0m，上拉锚杆以钢柱为中心每2m一根，侧拉锚杆布置在两端。

5 结语

（1）综合野外调查及稳定性分析表明，WY1、WY2危岩体在天然状态下均处于基本稳定状态，在暴雨状态下均处于欠稳定状态，失稳方式均为倾倒式，需采取防治措施。

（2）根据现场调查和理论计算分析，WY1、WY2危岩体治理措施采用静态爆破清除，同时在坡脚空地上布设被动防护网。