桂林伏波山公园危岩地质灾害调查评价与防治措施研究

王一鹏 范明卓 严晋奇 刘雪沛 钏思钊

（桂林理工大学博文管理学院，广西 桂林 541004）

0 引言

通过对危岩的稳定性和防治方法两方面进行研究，依据危岩破坏模式将危岩分为坠落式危岩、倾倒式危岩、滑移式危岩，通过对各个破坏模式的分析，阐述不同破坏模式的形成机理并给出判别条件；确定不同模式下危岩的稳定性计算公式，分析危岩的稳定性。并根据计算结果对危岩灾害性、地质灾害体发展变化趋势进行预测。与已有工程经验进行类比，结合实际环境，为不稳定危岩体提出防治建议。

1 自然地理地质环境条件

伏波山所属孤峰平原地貌，平原地形较为平坦，地面标高153 m，孤峰平地拔起，耸立于平原之上，紧紧相连于漓江河岸，山顶海拔标高212.6 m，相对标高59.6 m。山体北侧、东侧与漓江相连，河床标高140～145 m，为区内最低排泄基准面。山体坡度50°～90°，北面山体岩壁直立，东西方向山脊陡峭，岩石相当破碎，山上植被发育，覆盖率约60%，以低矮灌木和杂草为主。

经现场调查，并查阅区域地质资料可知，勘查区出露的地层有第四系（Q4al+pl）冲洪积粉质黏土、砂卵砾石双层土体，下伏基岩为泥盆系上统桂林组（D3g）灰岩。

第四系（Q4al+pl）：主要分布河流阶地，具二元结构，上部为粉质黏土、下部为砂卵砾石。土层厚度为0.1～5 m，基本分布于山脚。粉质黏土呈黄色、褐黄色，可塑状，以粘粒为主，含量一般85%，硬质物约占总质量15%，为砂卵砾石，粒径约0.5～1 cm，局部大于3 cm，分布不均，亚圆状，强～中风化。砂卵砾石层分布于粉质黏土之下，母岩成分为砂岩。卵石、砾石粒径一般为1.0～2.0 cm，个别达到5.0 cm，分布不均，呈次圆状，中～微风化，充填物以黏性土为主，粗中砂次之。泥盆系上统桂林组（D3g）灰岩，浅灰色，隐晶质结构，中厚～厚层构造，岩石坚硬，性脆，结构破碎，岩溶较发育。岩层产状124°∠12°。分布于第四系之下及整个山体，岩石按强度划分属较坚硬岩。

2 地质灾害体灾情险情评价

经现场实地调查确定，伏波山危岩位于伏波山山体各处，其中包括主要的5处危岩体，其总体积约为130.84 m3，其中四处倾倒式一处滑移式。伏波山山体危岩主要威胁景区游客、工作人员及龙珠路过往行人共约50人的生命财产安全，潜在经济损失80万元以上，如发生崩塌灾害，后果不堪设想。因此，治理工程十分必要且迫在眉睫。根据广西地方标准DB45/T 1696—2018《危岩防治工程技术规范》危岩防治工程勘查地质条件复杂程度分类，确定勘查地质条件复杂程度为中等，根据危岩地质灾害危害程度分级表，确定危岩地质灾害危害程度中等；根据危岩防治工程分级表，确定危岩防治工程分级为三级；根据危岩防治工程勘查等级划分表，确定危岩防治工程勘查等级为二级。根据《地质灾害治理工程勘查设计施工单位资质管理办法》第十一条，保护人数小于100人，保护财产小于500万元，治理经费小于100万元，该治理工程属小型地质灾害治理工程。

3 危岩体基本特征和形成机制及影响因素

危岩主要分布于山体陡坡上，其受岩性、结构面、微地貌特征控制，单体形状不一，规模大小不等。WY1、WY3、WY4、WY5危岩体发育于母岩之上，重心外倾，底部坐于粗糙基岩面之上，但接触面倾斜，现危岩体被裂隙切割，裂隙面内溶蚀现象明显，黏结强度低，若长期处在振动、风化、强降雨等不利因素作用下极可能发生倾倒式崩塌。WY2危岩体风化、溶蚀现象很明显，表面可见数条纵横交错的裂隙切割岩体。危岩体四周植被生长茂密，其受到的根劈作用十分强烈。危岩体前缘临空，底部坐于母岩之上，但已局部悬空，整块危岩体在峭壁上显得较为突出，稳定性差，易发生滑移式崩塌。

伏波山危岩体形成机制：危岩微地貌属陡坡，岩体内的自重应力迫使临空面周围岩体发生卸荷作用由于卸荷作用，坡体向临空方向回弹，使岩体原有构造陡倾裂隙进一步加深加大，形成卸荷裂隙带。卸荷裂隙的形成为其进入时效变形破坏创造了条件，受风化、振动、降水等作用，泥质砂岩岩体被切割成分离的块体。岩体在自重作用下向临空方向产生进一步变形，陡倾裂隙进一步拉裂扩张，形成危岩。危岩形成后，在降雨、振动、根劈等外动力因素作用下，极可能出现失稳破坏。

伏波山危岩的形成因素有外部及内部因素两类，其中以外部影响因素为主，气候变化是形成危岩的外在因素，地质构造作用是形成危岩的内在因素，岩体表层和沿节理裂隙溶蚀风化作用，昼夜温差变化、冻胀作用及植物根劈作用是形成危岩的外在因素，在雷雨天气等振动情况下，易形成新裂缝。

4 地质灾害体发展变化趋势及危害性预测

根据成灾条件和成灾可能性推断伏波山公园危岩区5处主要危岩体在暴雨、温差变化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影响和触发下，各危岩群极可能失稳崩塌，一旦危岩群发生崩塌地质灾害，将严重危害山体下方的过往游客生命财产安全，危害程度较大。对于母岩来说山体陡崖岩体完整性较好、岩壁平整，未发现凸出块体和鹰嘴岩，截至目前，山体稳定性较好。

5 危岩稳定性评价

根据野外调查，危岩体位于山体陡崖及陡坡处，各危岩体呈高耸突兀之势，组成危岩的岩性为上泥盆统桂林组（D3g）灰岩，中厚层状，岩体表面溶蚀作用强烈，溶沟、溶槽极发育，同时灰岩性脆，节理裂隙发育，岩体破碎，危岩体稳定性差。采用赤平投影定性分析及从稳定性计算结果皆可看出，在天然状况下，危岩体处于基本稳定；在暴雨状况下，危岩体处于欠稳定状态，故在暴雨状态下极有可能发生崩塌。

6 防治建议

目前，治理危岩的主要措施有静态爆破、人工清除、锚杆锚固、防护网等，针对危岩不同的边界条件及岩石结构特征，危岩治理会产生不同的工程效果和经济效益，存在各自的优缺点。

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、经济等因素进行对比分析，提出危岩的综合治理方案为：WY1危岩体采用锚杆钢丝绳网防护；WY2、WY5危岩体采用锚杆钢丝绳网临时防护+静态爆破清除；WY3危岩体采用底部现浇砼柱支撑+锚杆钢丝绳网防护；WY4危岩体人工清除，此治理方案针对性强，可行性好，且能就地取材，合理利用当地劳动力。

7 结语

伏波山公园危岩区5处主要危岩体在天然状态下处于基本稳定，在暴雨状态下处于欠稳定状态，在暴雨、温差变化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影响和触发下，各危岩群极可能失稳崩塌，一旦发生崩塌地质灾害，将对山体下方过往游客生命财产安全产生严重危害。有关部门应加强监测，并及时对危岩采取防护工程治理措施。