桂林伏波山公園危巖地質(zhì)災(zāi)害調(diào)查評價與防治措施研究

王一鵬 范明卓 嚴(yán)晉奇 劉雪沛 釧思釗

（桂林理工大學(xué)博文管理學(xué)院，廣西 桂林 541004）

0 引言

通過對危巖的穩(wěn)定性和防治方法兩方面進(jìn)行研究，依據(jù)危巖破壞模式將危巖分為墜落式危巖、傾倒式危巖、滑移式危巖，通過對各個破壞模式的分析，闡述不同破壞模式的形成機(jī)理并給出判別條件；確定不同模式下危巖的穩(wěn)定性計算公式，分析危巖的穩(wěn)定性。并根據(jù)計算結(jié)果對危巖災(zāi)害性、地質(zhì)災(zāi)害體發(fā)展變化趨勢進(jìn)行預(yù)測。與已有工程經(jīng)驗進(jìn)行類比，結(jié)合實(shí)際環(huán)境，為不穩(wěn)定危巖體提出防治建議。

1 自然地理地質(zhì)環(huán)境條件

伏波山所屬孤峰平原地貌，平原地形較為平坦，地面標(biāo)高153 m，孤峰平地拔起，聳立于平原之上，緊緊相連于漓江河岸，山頂海拔標(biāo)高212.6 m，相對標(biāo)高59.6 m。山體北側(cè)、東側(cè)與漓江相連，河床標(biāo)高140～145 m，為區(qū)內(nèi)最低排泄基準(zhǔn)面。山體坡度50°～90°，北面山體巖壁直立，東西方向山脊陡峭，巖石相當(dāng)破碎，山上植被發(fā)育，覆蓋率約60%，以低矮灌木和雜草為主。

經(jīng)現(xiàn)場調(diào)查，并查閱區(qū)域地質(zhì)資料可知，勘查區(qū)出露的地層有第四系（Q4al+pl）沖洪積粉質(zhì)黏土、砂卵礫石雙層土體，下伏基巖為泥盆系上統(tǒng)桂林組（D3g）灰?guī)r。

第四系（Q4al+pl）：主要分布河流階地，具二元結(jié)構(gòu)，上部為粉質(zhì)黏土、下部為砂卵礫石。土層厚度為0.1～5 m，基本分布于山腳。粉質(zhì)黏土呈黃色、褐黃色，可塑狀，以粘粒為主，含量一般85%，硬質(zhì)物約占總質(zhì)量15%，為砂卵礫石，粒徑約0.5～1 cm，局部大于3 cm，分布不均，亞圓狀，強(qiáng)～中風(fēng)化。砂卵礫石層分布于粉質(zhì)黏土之下，母巖成分為砂巖。卵石、礫石粒徑一般為1.0～2.0 cm，個別達(dá)到5.0 cm，分布不均，呈次圓狀，中～微風(fēng)化，充填物以黏性土為主，粗中砂次之。泥盆系上統(tǒng)桂林組（D3g）灰?guī)r，淺灰色，隱晶質(zhì)結(jié)構(gòu)，中厚～厚層構(gòu)造，巖石堅硬，性脆，結(jié)構(gòu)破碎，巖溶較發(fā)育。巖層產(chǎn)狀124°∠12°。分布于第四系之下及整個山體，巖石按強(qiáng)度劃分屬較堅硬巖。

2 地質(zhì)災(zāi)害體災(zāi)情險情評價

經(jīng)現(xiàn)場實(shí)地調(diào)查確定，伏波山危巖位于伏波山山體各處，其中包括主要的5處危巖體，其總體積約為130.84 m3，其中四處傾倒式一處滑移式。伏波山山體危巖主要威脅景區(qū)游客、工作人員及龍珠路過往行人共約50人的生命財產(chǎn)安全，潛在經(jīng)濟(jì)損失80萬元以上，如發(fā)生崩塌災(zāi)害，后果不堪設(shè)想。因此，治理工程十分必要且迫在眉睫。根據(jù)廣西地方標(biāo)準(zhǔn)DB45/T 1696—2018《危巖防治工程技術(shù)規(guī)范》危巖防治工程勘查地質(zhì)條件復(fù)雜程度分類，確定勘查地質(zhì)條件復(fù)雜程度為中等，根據(jù)危巖地質(zhì)災(zāi)害危害程度分級表，確定危巖地質(zhì)災(zāi)害危害程度中等；根據(jù)危巖防治工程分級表，確定危巖防治工程分級為三級；根據(jù)危巖防治工程勘查等級劃分表，確定危巖防治工程勘查等級為二級。根據(jù)《地質(zhì)災(zāi)害治理工程勘查設(shè)計施工單位資質(zhì)管理辦法》第十一條，保護(hù)人數(shù)小于100人，保護(hù)財產(chǎn)小于500萬元，治理經(jīng)費(fèi)小于100萬元，該治理工程屬小型地質(zhì)災(zāi)害治理工程。

3 危巖體基本特征和形成機(jī)制及影響因素

危巖主要分布于山體陡坡上，其受巖性、結(jié)構(gòu)面、微地貌特征控制，單體形狀不一，規(guī)模大小不等。WY1、WY3、WY4、WY5危巖體發(fā)育于母巖之上，重心外傾，底部坐于粗糙基巖面之上，但接觸面傾斜，現(xiàn)危巖體被裂隙切割，裂隙面內(nèi)溶蝕現(xiàn)象明顯，黏結(jié)強(qiáng)度低，若長期處在振動、風(fēng)化、強(qiáng)降雨等不利因素作用下極可能發(fā)生傾倒式崩塌。WY2危巖體風(fēng)化、溶蝕現(xiàn)象很明顯，表面可見數(shù)條縱橫交錯的裂隙切割巖體。危巖體四周植被生長茂密，其受到的根劈作用十分強(qiáng)烈。危巖體前緣臨空，底部坐于母巖之上，但已局部懸空，整塊危巖體在峭壁上顯得較為突出，穩(wěn)定性差，易發(fā)生滑移式崩塌。

伏波山危巖體形成機(jī)制：危巖微地貌屬陡坡，巖體內(nèi)的自重應(yīng)力迫使臨空面周圍巖體發(fā)生卸荷作用由于卸荷作用，坡體向臨空方向回彈，使巖體原有構(gòu)造陡傾裂隙進(jìn)一步加深加大，形成卸荷裂隙帶。卸荷裂隙的形成為其進(jìn)入時效變形破壞創(chuàng)造了條件，受風(fēng)化、振動、降水等作用，泥質(zhì)砂巖巖體被切割成分離的塊體。巖體在自重作用下向臨空方向產(chǎn)生進(jìn)一步變形，陡傾裂隙進(jìn)一步拉裂擴(kuò)張，形成危巖。危巖形成后，在降雨、振動、根劈等外動力因素作用下，極可能出現(xiàn)失穩(wěn)破壞。

伏波山危巖的形成因素有外部及內(nèi)部因素兩類，其中以外部影響因素為主，氣候變化是形成危巖的外在因素，地質(zhì)構(gòu)造作用是形成危巖的內(nèi)在因素，巖體表層和沿節(jié)理裂隙溶蝕風(fēng)化作用，晝夜溫差變化、凍脹作用及植物根劈作用是形成危巖的外在因素，在雷雨天氣等振動情況下，易形成新裂縫。

4 地質(zhì)災(zāi)害體發(fā)展變化趨勢及危害性預(yù)測

根據(jù)成災(zāi)條件和成災(zāi)可能性推斷伏波山公園危巖區(qū)5處主要危巖體在暴雨、溫差變化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影響和觸發(fā)下，各危巖群極可能失穩(wěn)崩塌，一旦危巖群發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，將嚴(yán)重危害山體下方的過往游客生命財產(chǎn)安全，危害程度較大。對于母巖來說山體陡崖巖體完整性較好、巖壁平整，未發(fā)現(xiàn)凸出塊體和鷹嘴巖，截至目前，山體穩(wěn)定性較好。

5 危巖穩(wěn)定性評價

根據(jù)野外調(diào)查，危巖體位于山體陡崖及陡坡處，各危巖體呈高聳突兀之勢，組成危巖的巖性為上泥盆統(tǒng)桂林組（D3g）灰?guī)r，中厚層狀，巖體表面溶蝕作用強(qiáng)烈，溶溝、溶槽極發(fā)育，同時灰?guī)r性脆，節(jié)理裂隙發(fā)育，巖體破碎，危巖體穩(wěn)定性差。采用赤平投影定性分析及從穩(wěn)定性計算結(jié)果皆可看出，在天然狀況下，危巖體處于基本穩(wěn)定；在暴雨狀況下，危巖體處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，故在暴雨狀態(tài)下極有可能發(fā)生崩塌。

6 防治建議

目前，治理危巖的主要措施有靜態(tài)爆破、人工清除、錨桿錨固、防護(hù)網(wǎng)等，針對危巖不同的邊界條件及巖石結(jié)構(gòu)特征，危巖治理會產(chǎn)生不同的工程效果和經(jīng)濟(jì)效益，存在各自的優(yōu)缺點(diǎn)。

在危巖體的野外調(diào)查的基礎(chǔ)上，綜合地質(zhì)因素、危巖體特點(diǎn)及施工條件具體情況，以及安全、可行、經(jīng)濟(jì)等因素進(jìn)行對比分析，提出危巖的綜合治理方案為：WY1危巖體采用錨桿鋼絲繩網(wǎng)防護(hù)；WY2、WY5危巖體采用錨桿鋼絲繩網(wǎng)臨時防護(hù)+靜態(tài)爆破清除；WY3危巖體采用底部現(xiàn)澆砼柱支撐+錨桿鋼絲繩網(wǎng)防護(hù)；WY4危巖體人工清除，此治理方案針對性強(qiáng)，可行性好，且能就地取材，合理利用當(dāng)?shù)貏趧恿Α?/p>

7 結(jié)語

伏波山公園危巖區(qū)5處主要危巖體在天然狀態(tài)下處于基本穩(wěn)定，在暴雨狀態(tài)下處于欠穩(wěn)定狀態(tài)，在暴雨、溫差變化、地震、雷雨、植物根劈等不利因素影響和觸發(fā)下，各危巖群極可能失穩(wěn)崩塌，一旦發(fā)生崩塌地質(zhì)災(zāi)害，將對山體下方過往游客生命財產(chǎn)安全產(chǎn)生嚴(yán)重危害。有關(guān)部門應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)測，并及時對危巖采取防護(hù)工程治理措施。