崩塌(危岩体)地质灾害的稳定性与防治措施研究

2020-12-16孙明付

有色金属设计 2020年3期

孙明付

(贵州地矿基础工程有限公司，贵州贵阳 550081)

0 引言

分布于陡崖、陡坡位置的表层岩体经过风化、溶蚀等外界因素作用之后，在重力的作用下表层岩体沿后缘贯通卸荷裂隙就会脱离母体，形成崩塌地质灾害，这是由于危岩体经过风化、溶蚀等外界因素作用下，使其稳定性不断降低，最终产生失稳破坏，以坠落、倾倒、滑移的方式呈现。当出现这种现象的时候，如果附近有交通要道、基础工程或者各种建筑设施，就会导致重大的经济损失；如果附近有旅游区，人口密度高，就会严重威胁到人们的生命安全。由于这种现象导致的变形破坏往往是偶然发生的，原因非常复杂，其突发性决定了后果的严重性。崩塌(危岩体)多在地势高陡之处分布，依靠人力很难达到事故现场，工作人员要获得第一手调查资料是存在一定的难度的，就会存在资料不全、研究不够深入的问题。本文基于崩塌(危岩体)的基本概念，研究崩塌(危岩体)地质灾害的稳定性，提出相应的防治措施。

1 崩塌危岩体的概念

1.1 产生崩塌(危岩体)的条件

崩塌(危岩体)主要发育于陡崖、陡坡区域，多处于斜坡中上部地段，而且大多数斜坡坡度超过55°，相对高差高度超过30 m。从整个地貌形态来看，坡面缺乏平整度，上面陡峭，下面比较平缓，而且主要是硬质岩石，在岩体中节理裂隙较为发育，部分区域还夹杂着种软弱结构面，这种组合构成的岩体很容易产生崩塌，因此形成地质灾害。在山区地带，白天的温度与晚上的温度存在较大差距，加之季节温度不断变化，同时在降雨作用下，沿裂隙下渗地表水将产生动水压力，加之地震灾害以及人类工程活动，诸如在建房、修路切坡作用，或者植物的根劈作用等影响，就会发生地质灾害。

1.2 崩塌(危岩体)主要失稳破坏方式

1.2.1 危岩体产生倾倒式失稳破坏

岩石的节理为柱状或者陡倾角反倾向，以碳酸盐岩和板岩为主，层面处于直立状态，由于岩体处于悬崖上、陡峭的山坡上，长期受到覆力矩的作用，就会导致向下倾倒，临空坠落。

1.2.2 危岩体产生滑移式失稳破坏

岩层是结构面倾向临空，坡度超过55°，在剪切力作用下产生滑移，临空滚落。

1.2.3 危岩体产生鼓胀式失稳破坏

在岩层的上面发育有岩层，厚大而且坚硬，下部的软弱岩层接近水平状态，受到垂直挤压产生鼓胀，并出现滑移，伴随有下沉状态，由此导致破坏。

1.2.4 崩塌危岩体产生拉裂式失稳破坏

岩层软硬相间，经过长期风化，在重力作用下所产生的拉力超过了岩石自身所具备的抗拉强度，上部的岩体悬出，就会引发地质灾害。

1.2.5 崩塌危岩体产生错断式失稳破坏

岩层发育有垂直裂隙，质地坚硬，没有向临空面倾向的结构，在岩体自身的重量下导致岩体的内部产生坡角为45°的剪切面。

2 崩塌(危岩体)破坏性分析

2.1 崩塌危岩体产生倾倒式破坏

崩塌危岩体的上部分和下部分都裂开都与母体分开，产生裂缝。当遇到雨雪天气的时候，水或者雪就会从岩石渗入，此时就会产生静水压力，加之地震力的作用，就会导致崩塌危岩体产生倾倒，因此导致破坏。

2.2 崩塌危岩体产生滑移式破坏

崩塌危岩体的平面包括3种形态，即平面滑动形态、弧形面滑动形态、楔形双滑面滑动形态。在滑移形成的起始阶段，可以按照抗滑稳定性将岩体的稳定性计算出来。

2.3 崩塌危岩体产生鼓胀式破坏

崩塌危岩体中有软弱岩层，而且比较厚，由于软化性非常强，经过水的浸泡作用，使得软弱岩层逐渐软化。当上部岩体所施加的压力超过软弱岩层的抵抗压力，挤出软弱岩层，就会出现鼓胀现象，此时上部岩体就会逐渐下沉，产生滑移或者出现倾倒的现象，最终崩塌现象产生。

2.4 崩塌危岩体产生拉裂式破坏

当拉应力集中在岩石没有开裂部位的时候，当拉应力已经远远超过岩石的抗拉强度，上部岩体悬出的部分就会崩塌，因此失稳。

2.5 崩塌危岩体产生错断式破坏

如果不对附加应力对岩石产生的影响予以考虑，忽略静水压力的作用和地震作用，岩体自身的重量发挥作用，当与铅直方向为45度角的时候，剪应力最大，此时，岩体失去了稳定性，就会产生破坏。

3 崩塌(危岩体)主要的防治措施

防治崩塌(危岩体)，要知道危岩体是如何形成的，对此进行调查，还要研究岩石结构面和各类节理面，对崩塌(危岩体)产生破坏的原因进行分析，预测其是否存在扩展的趋势，具有针对性地采取防治措施。崩塌(危岩体)的防治措施分为主动防护和被动防护两种，主动防护和被动防护方式的选择主要根据危岩体的特征、位置、被威胁对象以及投资、施工难易程度等多中因素进行综合考虑后进行确定。

3.1 主动防护

主要防护措施主要有锚杆(锚索)锚固、人工清理危岩体、挂网喷浆、岩体体底座支撑等方式。采用锚杆(锚索)锚固措施的危岩体多呈块状，后缘卸荷裂隙未贯通，通过锚固的方式提高危岩体的稳定性；对于规模较小的危岩体，且通过清危作用不会产生次生危岩体的危岩单体，多采用人工清危方式实施处理；对于裂隙极为发育的坡面危岩体，多采用挂网喷浆方式，挂网能对小块危岩体起到有效拦挡作用，喷浆能较小岩体的风化作用，对裂缝的扩展也可以起到预防作用。采用底座支撑方式的危岩体多呈块状，危岩体底部因差异风化、地表水淘蚀或溶蚀作用发育有凹岩腔，危岩体潜在倾倒式崩塌破坏，采用支撑的方式可有效提高危岩体的稳定性。

3.2 被动防护

被动防护主要针对被保护对象而设置的工程防治措施，常见被动防护措施有被动防护网工程、被动拦石墙及落石槽工程，对上部失稳破坏危岩体进行有效拦挡，从而减小崩塌对受威胁对象的危害程度。被动防治工程多设置于危岩体下方地势相对较为平缓区域，设置拦挡高度以及拦石墙、被动防护网的规格则通过对潜在危岩体失稳破坏后滚落至拟设支挡位置的弹跳高度以及冲击荷载进行计算确定。常见被动防护网型号有RXI-50、RXI-100、RXI-150、RXI-200，拦石墙必须结合落实槽以及反冲垫层配套使用。

另一种被动防护措施为搬迁避让，当崩塌地质灾害威胁对象较少，对危岩体实施工程治理投资费用巨大是，使用这种方法更为有效，防止崩塌(危岩体)危害到人民的生命，造成巨大的财产损失。如果是峡谷地带，在地势高陡斜坡处，下面有城镇或者村庄，就要采用搬迁避让的方式，避免威胁造成严重后果。