珠海市孤石调查与防治对策

江贵荣， 周燕红， 鲁 威， 耿协威

(1.广东省地质局第一地质大队，广东 珠海 519002； 2.南昌工程学院，江西 南昌 330099)

针对孤石问题，特别是花岗岩球状风化体研究很多，不过多集中在工程勘察、基础施工领域，主要研究包括物理特性、施工处理等。在地质灾害防治方面，孤石或危岩作为一种潜在崩塌，很多学者从破坏类型、滚落途径等方面进行了研究。

珠海市地表出露除第四系外，以燕山期花岗岩为主，在低山、丘陵、台地等区域多孤石分布(图1)，孤石块径0.5～7 m，单个孤石方量约0.3～180 m3。本文依托珠海市香洲区华南名宇后山自然斜孤石调查项目，对珠海市孤石防治方法进行了初步研究。

图1 珠海市若干孤石发育区现状

1 调查区概述

调查区位于广东省珠海市香洲区，地理坐标范围为北纬22°17′37.3″～22°17′37.3″，东经113°33′34.7″～113°33′59.4″。调查区处于鸭贵门山体东南麓，往北为笔架山，南侧山脚为华南名宇小区，东侧距珠江入海口香洲湾约700 m，西侧距大镜山水库约500 m。调查区属低山残丘地貌，海拔15.0～115.5 m，其气候属亚热带季风气候，日照充足，雨量充沛，历年平均气温为22.7 ℃，多年平均降雨量2 066.1 mm。调查区为燕山期花岗岩山体，主要断裂有北北东和近东西向2组，其中北北东向断裂有新村断裂、山场断裂等；近东西向断裂有大镜山断裂、鸭贵门断裂等。

2 调查对象及方法

本次调查对象为出露地表一半以上的花岗岩孤石。野外调查以穿越法为主，追溯法为辅，路线间距5～10 m，基本做到调查对象“零”遗漏，主要工具包括手持GPS、数码相机、皮尺和钢卷尺和地质锤等。通过对调查路线上及相邻部位的每一个孤石(孤石群)进行精确定位，全方位各角度拍照，测量孤石的尺寸大小，测量孤石及所处基岩发育的结构面产状等，同时对孤石所处的自然环境、地质环境进行系统的调查，并完整记录调查数据。

3 孤石稳定性初步评价

本次调查中，调查了孤石(群)共64处，总方量约4 664 m3。

3.1 稳定性评价体系

根据《滑坡崩塌泥石流灾害调查规范(1∶50000)》，同时考虑植被、坡度等因素，制定了孤石稳定性野外定性判断依据(表1)。

根据孤石稳定性野外定性判断表，64处孤石(群)中处于稳定的有36处；较稳定13处，方量973 m3；不稳定15处，方量2 346 m3，详见表2。

表1 孤石稳定性野外定性判断表

表2 较稳定及不稳定孤石评价一览表

3.2 破坏模式

参考相关技术规范标准及文献，崩塌或危岩的破坏模式包括倾倒式、滑移式和坠落式三种破坏模式，将孤石破坏模型划分为牵引-滑移式和倾倒-坠落式两类。在较稳定及不稳定的孤石(群)中，以牵引-滑移式破坏为主，有19处(见表3)。

表3 较稳定及不稳定孤石(群)破坏模式及防治建议表

4 防治建议

孤石(群)的破坏形式主要是崩塌，因此对孤石的防治措施也可参考崩塌地质灾害的防治措施，目前使用的措施主要有加固、柔性网防护、爆破清除、监测预警等，并结合各个孤石(群)具体情况，提出了相应的防治建议(见表3)。

(1)加固。采取工程手段对孤石(群)进行支护或加固，主要工程措施有锚杆(索)加固、基座支撑、砂浆填缝、基础硬化防止冲刷、挂网喷射混凝土等，其中以锚杆(索)加固、基座支撑、砂浆填缝最为常见。锚杆(索)加固是把不稳定岩土体锚固在稳定的岩土层上，使其互相连接，以传递拉力和剪力的技术方法。基座支撑是指在孤石的底部加设支撑系统，用以支撑或托住孤石，支撑系统必须满足自身结构稳定、基础牢固、连接可靠，且强度必须满足要求，其可分为钢结构支撑、钢筋混凝土支撑、浆砌石支撑等。砂浆填缝采用水泥砂浆将孤石中的风化、节理裂隙或孤石间的裂缝或孤石与基岩间的裂缝填满封闭，以避免雨水渗入或冲刷。

(2)柔性网防护。边坡防护网按其结构形式、防护功能和作用方式的不同分为以覆盖或包裹斜坡或岩石的主动防护系统和阻拦斜坡上滚落石的被动防护系统。主动防护系统是通过固定在锚杆或支撑绳(张拉绳)上并施加一定预张拉的钢绳网对整个边坡形成连续支撑，其预张拉作业形成了阻止局部岩块或土体移动的预应力，从而阻止落石现象的发生。被动防护系统是由钢丝绳网、高强度铁丝格栅网、锚杆、工字钢柱、上下拉锚绳、消能环、底座及上下支撑绳等部件构成，主要设置于斜坡上一定位置，用于拦截斜坡上的滚落物以避免其破坏拟保护的对象。

(3)爆破清除。在孤石(群)爆破中，为防止产生飞石，建议采用静态爆破。静态爆破可在无振动、无飞石、无噪音条件下破碎或切割岩石，而且爆破时不会损坏周围的任何物体，又能达到破碎的目的。

(4)监测预警。除人工巡查判断孤石稳定性及其周边条件变化外，可以通过自动化监测技术进行孤石外部变形监测及内部变形监测。外部变形监测技术包括测量机器人技术、GPS技术和三维激光扫描技术等；内部变形监测技术包括声发射技术、时域反射技术及无线射频识别技术。

除上述措施外，可以考虑引入保险制度以减少孤石滚落造成的损失。珠海市孤石(群)长期存在，稳定性难以定量计算及明确判断。同时，孤石(群)作为一种地质景观资源，在无法确定滚落的前提下可以考虑在现状基础上加强巡查监测，同时对受危险人员及财产购置专项保险，以减少可能造成的损失。

5 结语

(1)本次共调查了孤石(群)64处，总方量约4 664 m3，其中处于稳定的有36处；较稳定13处，方量973 m3；不稳定15处，方量2 346 m3。

(2)在较稳定及不稳定的孤石(群)中，以牵引-滑移式破坏为主，达到19处，并对处于较稳定及不稳定孤石(群)提出了具体的防治建议。

(3)本文主要对孤石(群)稳定性及破坏模式进行了初步研究，提出了防治建议，并在珠海市地质灾害防治中，首次提出保险制度的引入。不足之处在于对孤石(群)稳定性未进行定量计算，以及保险制度如何实施未做进一步研究。