单体危岩崩塌的治理方案研究——以四川省南江县杨家湾崩塌为例

吴柳霖

（重庆蜀通岩土工程有限公司 重庆 401147）

单体危岩崩塌的治理方案研究
——以四川省南江县杨家湾崩塌为例

吴柳霖

（重庆蜀通岩土工程有限公司 重庆 401147）

本文在综合分析国内外危岩崩塌治理方法的基础上，以四川省南江县杨家湾崩塌为例，根据危岩体基座特征、卸荷带特征以及稳定性计算分析，提出治理方案。治理思路是以“钢丝绳捆绑+凹腔封闭+砂浆填缝”相结合的治理方案，以及治理成效。

单体危岩；危岩特征；治理方案

引言

近年来，由于气候急剧变化以及全球进入地壳活动频繁期，世界范围内的降雨量日渐增多，局部地区出现极端性气候的情况时有发生，这些重大因素的变化，都很容易造成局地自然灾害、地质灾害。我国疆域辽阔，孕育地质灾害的自然地质环境条件复杂多变，加上人类的不合理的经济活动的扩大，地表结构遭到严重破坏。目前已查明我国发育有较大的崩塌3000多处。[1]“5.12”汶川地震133个受灾县区诱发山体崩塌5510处，灾害深重。例如北川县乱石窑崩塌掩埋北川中学分校师生约600人；青川东河口山崩塌上千万立方米，致死600余人[2]。

治理危岩崩塌应该在认识危岩崩塌形成机理和演化规律基础，找准关键点，结合防治目的，才能找到有效的防治方法。就对不同结构的岩体崩塌的形成机理与扩展特征进行研究与总结，并提出对崩塌防治的理论依据和基本方法[3]。现阶段国内外对于整治危岩的方案措施概括起来主要有：清除、支撑、护坡、护墙、锚固、拦截、遮盖、封填、灌浆和排水等[4]。

本文以四川省巴中市南江县杨家湾崩塌为例，对单体危岩W13稳定性进行综合分析，并根据危岩稳定性分析，提出有针对性的治理方案。

1 工程概况

杨家湾崩塌位于南江县南江镇元山村，距县政府越6km，南江镇地处东经106°50′，北纬32°31′，东邻赶场镇，南靠东榆镇，西与团结乡相连，北与桥亭乡接壤，距县政府约200m，交通非常方便。危岩带总长约900m，现分布有13个危岩单体，危岩立面面积约638.42m2，危岩单体体积5.8～1104.1m3，总体积2359.09m3；危岩体相对高度10～18.00m，属中低位危岩体。其中危岩单体W13块体规模最大：9.3m（长）×21.2m（高）× 6.1m（厚）。危岩照片如图1。

该危岩带的存在，严重威胁到坡体下方的南江县南江镇元山村27户居民98人的生命安全及威及附近农田，危及资产约160万元。

图1 W13危岩单体照片

2 危岩体特征及稳定性分析

2.1 危岩体基座特征

该危岩体的基座为侏罗系中统沙溪庙组（J2s）砂岩，基座抗风化耐久性较好。由于灰岩抗压强度较高，该类危岩压碎基座的可能性小，故发生滑移式破坏的可能性较大。

其次，由于该危岩体的砂岩节理裂隙发育，结构较破碎，在暴雨或地震中下部危岩崩塌形成凹腔或负地形后，上部岩体随之发生脱落扩展而形成凹岩腔，故该危岩体压碎岩体发生坠落式可能性也较大。

2.2 危岩卸荷带特征

通过本次踏勘及地面调查、收集利用资料等综合确定。区内卸荷裂隙较发育，危岩卸荷带宽度为1.50～8.00m。卸荷带多沿陡崖走向呈带状分布，以追踪平行坡面的陡倾裂隙为主。张开度3～20cm，贯通性较好，局部充填，多发育岩体表层，深度较大，部分裂隙基本贯通整个危岩体。

2.3 危岩稳定性计算

（1）计算工况

按《地质灾害防治工程勘察规范》（DB50/143-2003）12.“2危岩稳定性评价”推选的计算方法进行计算。计算考虑现状工况（工况1）、暴雨工况（工况2）和地震工况（工况3）。现状工况（工况1）为勘查期间的状态；暴雨工况（工况2）应是强度重视期为50年一遇5日暴雨（q全）。岩体稳定性计算中各种工况考虑的荷载组合符合下列规定：对工况1工况2，考虑自重，同时对滑移式危岩考虑现状裂隙水压力和暴雨时裂隙水压力。裂隙充水高度对现状裂隙的水压力根据调查资料确定，对暴雨时裂隙水压力根据汇水面积、裂隙蓄水能力和降雨情况确定；当汇水面积和蓄水能力相当时，取裂隙深度的1/2～1/3。

（2）计算参数

本次危岩体的稳定性计算参数主要是依据本次勘探试验成果。岩石的物理力学参数以试验结果类比修正后确定；结构面的参数主要依据结构面特征及充填物力学性质，参考《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）的有关经验数据分析选用，具体计算参数见表1。

表1 危岩体稳定性计算参数一览表

（3）计算方法

滑移式危岩指沿软弱面滑动而产生崩塌。其计算公式如下：

得出W13危岩在工况1条件下稳定性系数6.42，属于稳定状态；在工况2条件下稳定性系数为1.07，属于欠稳定状态；在工况3条件下稳定性系数为1.25，属于基本稳定状态。

3 危岩体治理设计

在前期的施工准备过程中，经实地监测W13号危岩后缘裂缝在逐步加大，被动防护效果不佳，故采用主动防护。但危岩位置离地面较高，约40～50m，若用锚固措施，施工难度较大。现场踏勘发现，该危岩单体两侧基岩强度高，且风化程度较弱，稳定性好。因此针对杨家湾危岩的变形特征、破坏模式以及施工条件，拟采用“钢丝绳捆绑+凹腔封闭+砂浆填缝”相结合的综合治理工程措施（如图2）。

图2 危岩体治理剖面图

设计计算采用《建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013[5]）推荐的公式（8.2.1-8.2.4）进行。

为方便施工，危岩体顶部预留1.5m，以下每隔2m捆绑纲丝绳一道，共计9道。设拉力T1=T2=…T9。危岩体在临界破坏时，所受力有：自身重力G，与母岩相连部位的岩体抗拉力F，钢丝绳拉力T。

式中：T为纲丝绳拉力；Li为拉力力臂（支点与第i条钢丝绳间的垂直距离之和）；F为危岩体底部与母岩连接部份的岩体抗拉力；Lf为危岩体底部与母岩连接部份的岩体抗拉力力臂；G为危岩岩体重力；Lg为危岩体的重力力臂。

计算结果如表2。

表2 危岩体治理设计计算表

根据构造要求，岩石锚杆的锚固段长度不应小于3m。取Lm=4m。两侧锚索锚入两侧稳定基岩内4m，锚索与锚索采用钢丝绳进行连接，钢丝绳抗拉强度不低于1870MPa，钢丝绳采用除锈，镀锌处理。单根钢丝绳长约30m。锚头与钢丝绳连接：把钢丝绳缠在锚具上不小于6圈，绕成8字形，缠绕时保持钢丝绳与锚具紧密缠绕。缠绕在锚头上的钢丝绳和锚具采用C30混凝土一起封闭在锚头里，接头处采用绳卡进行连接；同理，可以得到W13危岩共设置9道锚索7s准15.2进行捆绑锚固。

两侧锚索锚入两侧稳定基岩内不小于4m，锚索总长为10m。锚索之间采用直径52mm的钢丝绳进行连接，中间采用绳卡连接，钢丝绳采用除锈，镀锌处理。单根钢丝绳长约20m。

4 结束语

工程完工以后，经过近两年的试运行，该治理措施发挥了巨大的作用，成功经受住了多次超设计标准降雨量的考验。该危岩治理工程起到了保护居民区的作用，并确保基础设施和安置区的人民群众生命财产安全。因此，杨家湾危岩崩塌治理的社会效益不可估量。图3为杨家湾危岩竣工照片。

图3 危岩体治理效果图

通过以上分析，可以得出结论：不仅对单体危岩还是危岩带崩塌的防治工作中，应对形成危岩（带）崩塌的具体条件，如岩石结构面和各类节理裂隙面进行充分调查研究，分析崩塌的形成机制和扩展趋势，再结合具体施工条件以及现场状况来确定防治治理措施，从而达到防灾减灾的目的。

[1]门玉明，等.地质灾害治理工程设计[M].北京：冶金工业出版社，2011，9.

[2]蒋忠信.震后山地地质灾害治理工作设计概要[M].成都：西南交通大学出版社，2013，7.

[3]骆银辉，等.崩塌的形成机理与防治方法[J].西部探矿工程，2008（12）.

[4]王亚军，等.梁沟村大型单位危岩治理设计[J].路基工程，2013（1）.

[5《]建筑边坡工程技术规范》（GB50330-2013）.重庆市城乡建设委员会，2014.

P642.21

A

1004-7344（2016）15-0162-02

2016-1-28

吴柳霖（1983-），女，中级工程师，硕士，主要从事岩土工程勘察与设计工作。